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Energia per il futuro

Energia per il futuro. Michele Bassan. Ringraziamenti : Michael Walsh, Diagnostic Division Head. D ove si usa l’energia ?. 2. Energia. Cos’è l’Energia ? A cosa serve?. Energia -> Elettricitá. Come viene prodotta l’elettricitá ?. Uso dei combustibili fossili.

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Presentation Transcript

  1. Energia per ilfuturo Michele Bassan Ringraziamenti: Michael Walsh, Diagnostic Division Head

  2. Dove siusal’energia? 2

  3. Energia • Cos’èl’Energia? • A cosa serve?

  4. Energia -> Elettricitá • Come vieneprodottal’elettricitá?

  5. Usodeicombustibilifossili • Chesuccedealla terra? Possiamocontinuarea produrre C02?

  6. Come risolvereilproblema? • Smettere di usarel’energia? • Qualisono le strade alternative per produrreenergiasenzaprodurreAnidrideCarbonica?

  7. Il Sole • Chesuccedenel Sole? • … produce energia ma non CO2 – quindi come funziona?

  8. I nuclei atomici

  9. I nuclei atomici • E’ la cosiddetta FUSIONE

  10. Fissione e Fusione

  11. I 4 statidellamateria Solido Liquido Gassoso Plasma

  12. Plasma, il quarto statodellamateria Piu’ del 90% dellamaterianell’universo e’ costituita da plasma Plasma freddi Plasma caldi

  13. Il Sole Volume: 1 milione di volte la Terra Massa: 330.000 volte la Terra Densitá al centro: 162 kg/cm3 (plutonio 20 g/cm3) T superficie 5500 gradi - T centro 15 Milionigradi

  14. La fusionenel sole

  15. Portiamoil sole sulla Terra… • Un’impegnomondiale e sumoltifronti • Risorse di: • Ingegneria • Fisica • Organizzazione • Il progettosichiama‘ITER’ e iltipo di macchine “tokamak”

  16. …ma senzascottarci Sul sole, le potentiforzegravitazionaliriescono a confinareil plasma Sulla Terra, la sola possibilitásonoicampimagnetici Nel plasma tuttiglielettronisonoseparatidai nuclei, è una “zuppabollente” di particellecariche Le particellecaricheseguono le lineedeicampimagnetici Quindiriuscendo a chiudere le linee del campo su se stesse…

  17. Ecco il nostro ‘sole’ Veramentecaldo…200 Milioni di gradi

  18. Quantograndeè la macchina? Camera a vuoto Massa: ~8000 t Diametroesterno: 19.4 m Altezza: 11.3 m Massa: ~7300 t Altezza: 324 m

  19. BobinaMagnetica(18 pezzi) Massa pari a quella di un Boeing 747-300: 360 t

  20. Altezza: 29 m Diametro: 28 m Massa: ~ 23 000 t

  21. Dove stanascendo ITER

  22. ITER nel 2010 42 ettari di collinalivellati dal 2007 al 2009

  23. ITER in costruzione

  24. ITER in costruzione La base è costruita per reggere 360,000 tonnellate

  25. ITER in costruzione

  26. ITER – unacooperazioneinternazionale • 7 membri • Oltreil 50% dellapopolazionemondiale

  27. ITER – alcuninumeri 500-3000 lavoratori per la costruzione 850 staff tecnico-organizzativosulposto 2000 collaboratorinelle Domestic Agencies Costo di costruzionefino al 2018: 13 miliardi E (dall’Europail 45.5%) : ~0.002 % del PIL mondiale < 1 % del PIL italiano menodella TAV!! Costo di esercizio 2019-2037: 500 milioni E/anno (dall’Europail34%) Costo di smantellamento 2037-2042: 800 milioni

  28. Come estrarrel’energia Scambiatore di calore Torri di raffreddamento

  29. Quantocombustibileconsuma? Per alimentarei 60 milioni di italiani per 1 anno ci vogliono 2000000 GWh (~250 centrali da 1 GW se tuttaelettricitá) 620 x oppure 15400 x 155 milioni ton di petrolio (Mtoe) oppure 300 milioni ton di carbone OPPURE 8600 ton di uranionaturale con la fissionenucleare OPPURE 26 ton di litio e deuterio con la fusionenucleare litio: produzionemondiale 34000 ton/anno deuterio: 156 ppm neglioceani

  30. Dietro ITER e davanti a ITER Tore Supra 25 mc 0 MWth 1988 JET 80 mc 16 MWth 1984 ITER 800 mc 500 MWth 2019 DEMO 1000-3500 mc 2000-4000 MWth 2040-50

  31. Qualivantaggi A lungotermine (se funziona…): IMMENSI • A brevetermine: sviluppotecnologico • Materiali ad altaresistenza • Materialisuperconduttori (400 t di superconduttore per le bobine – prima di ITER solo 15 t/anno) • Impiantispeciali (gru da 1400 t con precisionemillimetrica) • Progettazioneimpiantistica (1 milione di componenti) • Sistemidiagnostici (misure di particelle e di radiazioni) • Laser • Rivelatoriottici e di particelle • Rivelatorimagnetici • Telecamerespeciali per raccoglierevari tipi di fotoni

  32. Qualivantaggi: 1 centrale 1 GW x 20 anni Fusione ~20mila ton struttura (radioattiva per 50-300 anni) 2 ton di combustibile (senzaresidui) Fissione ~ 10mila ton struttura (radioattiva per 1500 anni) 660 ton di combustibile (radioattivo per 30-50mila anni) Petrolio ~ 5mila ton struttura (riciclabile) 12 Mton di combustibile (37 Mton CO2 ) 1/4 nave da 250mila ton (75mila ton strutt, 1 Mkm) Fotovoltaico ~ 100mila ton (no turbine) (riciclabile) 1000 ettaridi superficie

  33. Per approfondire… https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power http://www.iter.org

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