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Le reazioni nucleari ultrasoniche con sostanze inerti : il Ferro

VERSO IL NUCLEARE PULITO
Scoperta e Sfruttamento delle
Reazioni Nucleari Ultrasoniche

per gentile concessione dell'autore Fabio Cardone

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Cap 7 Le reazioni nucleari ultrasoniche con sostanze inerti : il Ferro
Gli esperimenti con il Ferro condotti negli anni 2005, 2006, 2007 hanno avuto scopi molteplici che è bene qui riassumere in ordine.

Verificare che gli ultrasuoni e la cavitazione potevano indurre elementi inerti ad emettere neutroni senza raggi gamma, constatare che questo fenomeno avveniva dopo un tempo di inerzia dall’inizio della applicazione degli ultrasuoni, infine verificare che le emissioni di neutroni avvenivano con impulsi variabili in intensità, durata, direzione e ad intervalli di tempo variabili.

Lo scopo delle misure con rivelatori termodinamici, Figura 4, fotografici, Figura 5, elettronici, Figura 6, era di verificare ciascun punto ma soprattutto vedere con tecniche assolutamente indipendenti e separate che il fenomeno in sé, dei neutroni emessi con gli ultrasuoni dal Ferro, era reale.

In particolare le misure fotografiche comparative, Figura 5, realizzate da A. Petrucci, hanno avuto un triplice fine (cfr. 12) .

Primo, convalidare le misure di neutroni effettuate simultaneamente con i rivelatori termodinamici e confermare in modo indipendente la realtà della emissione di neutroni, per questo basta confrontare le Figure 4 e 5 .
figura 4 Immagine della energia nucleare prodotta dal reattore ultrasonico in una gelatina che la rende visibile
(2) (1) figura 5 L’energia prodotta dal reattore nucleare ultrasonico (2) è più del doppio di quella di un reattore nucleare ad Uranio(1) Secondo confrontare il segnale di neutroni prodotti dal Ferro ed ultrasuoni, ossia di una sorgente nuova, con il segnale di un canale di neutroni prodotti da un reattore nucleare, che è una sorgente nota, fatto questo che dà un’altra conferma comparativa della realtà della emissione di neutroni, Figura 5 .

Terzo, commisurare questa nuova produzione di neutroni con quella di un canale di neutroni di un reattore per ottenere una misura comparativa della entità del fenomeno prodotto.

Infatti nella Figura 5 si vede chiaramente che l’immagine dei neutroni del Ferro è di estensione almeno doppia rispetto a quella dei neutroni del canale del reattore ad Uranio.

Questo dà la prima indicazione della potenziale capacità di sfruttamento industriale del processo.

Ma vi è un quarto risultato che però è di carattere eminentemente scientifico, pur con successivi risvolti pratici che dovranno essere esaminati a parte.

La Figura 5 mostra l’immagine impressa dai neutroni di un canale di un reattore nucleare, essa è sostanzialmente una macchia bianca.

Se invece che davanti ad un canale, che attraversa gli schermi del reattore, si fosse posta la lastra davanti al reattore senza schermi, la lastra sarebbe stata tutta bianca poiché i neutroni vengono emessi in tutte le direzioni in modo quasi uniforme e costante.
Quindi si ottiene una macchia bianca solo limitando l’uscita dei neutroni del reattore mediante un canale.

Viceversa la lastra posta presso la camera di reazione con ultrasuoni non aveva schermi dinanzi a sé, quindi se l’emissione dei neutroni fosse stata uniforme e costante la lastra doveva essere tutta bianca.

Il fatto che reca una macchia bianca doppia di quella del canale del reattore è indizio del fatto che la emissione di neutroni con gli ultrasuoni non è uniforme e costante ma avviene per impulsi di neutroni, quantunque molto intensi.
figura 6
La constatazione di questo fatto porta a due conclusioni. La prima, che le emissioni di neutroni dagli ultrasuoni avvengono per impulsi, e quindi và esaminato il meccanismo microscopico che li produce. La seconda, che questi impulsi devono essere misurati anche in modo indipendente dalle lastre fotografiche, e ciò ci porta alla necessità di usare rivelatori elettronici in abbinamento a quelli termodinamici, in analogia a quanto fatto prima con le lastre.

Fino al secondo modello americano l’opinione sul meccanismo microscopico di produzione dei neutroni era quello della carica cava microscopica realizzata con la cavitazione delle bolle di gas nel liquido sottoposto ad ultrasuoni. In parole povere l’onda d’urto nel collasso della bolla era il pistone che comprimeva velocissimamente tutto ciò che è nella bolla stessa, le reazioni nucleari potevano essere conseguenza di questa velocissima compressione.

La concezione della bolla-pistone và però riesaminata criticamente. Infatti se si considera la pressione dei gas nella bolla, al più alla tensione di vapore saturo, ed il fatto della sua temperatura e pressione di partenza, che possono essere quelle ambiente ed atmosferica, l’unica conclusione è che, sottoposta alla sovrappressione almeno dell’onda ultrasonica, la bolla si “sgonfia” ed i gas interni escono nel corso del collasso.

Questo risultato fu ottenuto da E. Pessa in collaborazione con F. Cardone. Quindi tutto ciò che partecipa alle reazioni non è nel volume della bolla ma sulla sua superficie, che riducendosi nel corso del collasso porta a produrre le reazioni, ma solo se si supera la famigerata soglia di deformazione geometrica, il che limita le dimensioni delle bolle utili relativamente alla potenza delle onde ultrasoniche (cfr. 11) .

Questo crea un grosso problema pratico poiché in futuro sarà necessario controllare, se è possibile, il numero delle bolle utili presenti nella sostanza sottoposta ad ultrasuoni e cavitazione. Per ora questo è l’unico elemento di aleatorietà presente negli esperimenti, ed è difficile da tenere sotto controllo.

Chiarite le idee sul meccanismo microscopico che rende le bolle una sorta di “acceleratore inerziale di atomi”, come le chiamò l’allora Presidente del CNR, si tratta di affrontare la misura elettronica di questi impulsi di neutroni prodotti dal collasso delle bolle.

Sfortunatamente i rivelatori elettronici di neutroni altro non sono che dei contatori Geiger contenenti gas con Boro. Questo gas attraversato dai neutroni produce cariche elettriche, le quali sono trasformate in corrente o tensione elettrica in modo tale da avere un segnale che viene letto da opportuni circuiti e trasferito come numero ad un calcolatore.

Tutto questo procedimento avviene in cascata e quantunque in tempi molto brevi difficilmente può seguire una emissione di neutroni completamente variabile, come nel caso in questione. In effetti questi rivelatori sono letteralmente concepiti addosso ad un flusso costante di neutroni provenienti da sorgenti poco variabili, quali un canale di neutroni di un reattore oppure una sorgente radioattiva con un materiale opportuno, come l’Uranio, il Plutonio o le miscele di Americio-Berillio.

Viceversa se si producono impulsi di neutroni in modo artificiale le misure vengono calibrate sulla frequenza degli impulsi che però è nota poiché prodotta sotto controllo umano, artificiale appunto. Quindi fin dal principio era chiarissimo che i rivelatori elettronici erano la cosa peggiore da usare per misurare le emissioni di neutroni dagli ultrasuoni.

I rivelatori termodinamici e le lastre fotografiche non hanno problemi poiché entrambi accumulano gli effetti dei neutroni che li attraversano durante l’intervallo di tempo in cui i neutroni sono prodotti. Per questo loro comportamento cumulativo sono detti rivelatori integrali poiché sommano tutti gli effetti nell’arco di un lasso di tempo. Per tale motivo sono i più indicati in questa circostanza di estrema variabilità.

Viceversa i rivelatori elettronici seguono l’emissione passo dopo passo nello scorrere del tempo, se ci riescono, permettendo di apprezzare le differenze tra valori di misura successivi nel tempo e per questo sono detti rivelatori differenziali.

Inoltre permettono anche di misurare sia la velocità con cui l’energia viene rilasciata dai neutroni nel rivelatore sia, sotto opportune condizioni, il numero di neutroni per unità di superficie nell’unità di tempo. Le rispettive unità sono Sv/h, Sievert all’ora (o suoi sottomultipli) e numero di neutroni per centimetro quadro al secondo, neutroni/cm2 s , che sono appunto le unità di Figura 6 .

L’aver potuto eseguire le misure con tali rivelatori è stato il risultato di un difficile e duro lavoro di taratura e calibrazione di essi grazie alle due sorgenti di Americio-Berillio disponibili presso i laboratori del CETLI-NBC ma soprattutto per la monumentale pazienza di coloro che l’hanno fatto G. Cherubini, M. Garau, A. Petrucci e L. Stefani.

Il risultato è stato più che soddisfacente, poiché da un lato ha chiuso il ciclo di tutti i tipi di rivelatori disponibili completando sia la dimostrazione sperimentale della realtà del fenomeno sia la sua ripetibilità. Poi ha permesso di confrontare le misure elettroniche, Figura 6, con quelle termodinamiche, Figura 4, con cui veniva controllato l’andamento complessivo del fenomeno, ed infine ha confermato l’esistenza degli impulsi indicata dalle misure fotografiche, Figura 5 .

Insomma una grande fatica di cui però ne è valsa la pena. I picchi visibili nella Figura 6 sono il segno degli impulsi di neutroni emessi, ma la cosa più interessante è stata l’analisi statistica di tutti i valori di tutti i picchi registrati anche nelle altre misure. Il risultato è stato che i valori non sono parte di una distribuzione normale, o gaussiana, questo vuol dire che non sono impulsi uguali tra di loro ma emessi in tempi e direzioni differenti, bensì proprio impulsi differenti e basta.

Questa ultima constatazione è indizio del fatto che differenti bolle che collassano possono dare luogo a differenti reazioni con conseguenti differenti emissioni di neutroni. L’ulteriore risultato di queste misure si vede sempre in Figura 6, seguendo passo dopo passo il grafico al passare dei minuti. Il sistema si comporta come un motore che ha bisogno di un certo tempo di applicazione di ultrasuoni prima di iniziare a funzionare e poi produce impulsi.

Un po’ come una sorta di motore a scoppio nucleare, che prima ha bisogno di scaldarsi poi parte e infine spenti gli ultrasuoni (la riga nera verticale in Figura 6) manda gli ultimi scoppi e si ferma, torna in silenzio come era prima di partire. Questo è il punto più importante, infatti la misura di radiazioni alfa beta e gamma del liquido reattivo nella bottiglia prima, durante e dopo la reazione ma soprattutto fuori della bottiglia dopo la reazione ha sempre dato risultati nulli.

Questo vuol dire che il composto di Ferro, inerte era prima della reazione, inerte è dopo la reazione, in parole povere non ci sono residui radioattivi nel processo di produzione dei neutroni. Ciò significa che quando si spegne questa macchina, si spegne e basta. Al contrario di un reattore nucleare che per sua natura è sempre acceso, poiché in effetti la reazione a catena è una autocombustione che può essere controllata ma non spenta del tutto, ed anche quando ha esaurito il combustibile i residui restano radioattivi, formano appunto le scorie.

Le misure del 2007 di Figura 6, ad onta della loro estrema difficoltà e delicatezza hanno dato in premio l’ulteriore verifica della controllabilità di accensione e spegnimento del processo, che già era stata verificata nel 2005 – 2006 con i rivelatori termodinamici.

La controllabilità nella intensità era stata verificata nel 2006 variando la geometria. La reazione piezonucleare del Ferro in conclusione era stata verificata controllabile e priva di residui radioattivi. Produceva energia nucleare sotto forma di neutroni in modo “pulito” .



Capitoli riguardanti l'argomento
Introduzione
1 Premessa : l’energia nucleare e la pressione 1943 - 1945
2 Gli ultrasuoni, la cavitazione e la fusione termonucleare 1989 – 1991
3 Il primo modello americano 1992 – 1998
4 Il secondo modello americano 1999 – 2002
5 La via italiana alle reazioni piezonucleari 2003 – 2004
6 Gli esperimenti italiani 2005 -2007
7 Le reazioni nucleari ultrasoniche con sostanze inerti : il Ferro
8 Le reazioni nucleari ultrasoniche con sostanze radioattive : il Torio
9 Le prospettive di sfruttamento delle reazioni nucleari ultrasoniche
Bibliografia e Referenze
Biografia di Fabio Cardone
Video relativi alla Scoperta e Sfruttamento delle Reazioni Nucleari Ultrasoniche (piezonucleare)
Via legislativa di sfruttare la scoperta del piezonucleare di proprietà interamente dello Stato Italiano da parte del nostro Governo.
Prossimo appuntamento sugli sviluppi delle reazioni piezonucleari a Roma, il 5 e 9 Ottobre 2009 in occasione della 15 Conferenza internazionale sulla scienza nucleare e materia condensata c/o la pontificia Università S. Tommaso Angelico (organizzione ENEA).



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