ARC reactor: Activation analysis of realistic FLiBe compositions for ARC reactor liquid blanket =

A causa della crisi ambientale che stiamo vivendo, l'energia nucleare sarà probabilmente una parte importante della soluzione per soddisfare il fabbisogno energetico mondiale. Al giorno d'oggi la produzione di energia nucleare avviene solo grazie ai reattori a fissione, ma si sta studiando un nuovo metodo che utilizzerebbe la fusione di due nuclei leggeri. La produzione di energia da fusione ha diversi vantaggi tra cui: il combustibile è praticamente inesauribile in quanto si basa su due isotopi di idrogeno, non c'è possibilità di incidenti dovuti a reazione di fuga, è un'energia carbon free, ha un rischio di proliferazione trascurabile e ha un basso livello di radioattività residua. Sono diversi i progetti che si stanno concentrando sull'energia da fusione, uno dei più interessanti è sicuramente quello del Plasma Science and Fusion Center del Massachusetts Institute of Technology denominato ARC (Affordable, Robust and Compact). Questo reattore si basa sulla reazione del Deuterio con il Trizio ed è caratterizzato da importanti innovazioni sia dal punto di vista progettuale che di design. Tra le innovazioni più importanti ci sono la presenza di superconduttori ad alta temperatura (HTS), che permettono di diminuire le dimensioni del progetto e allo stesso tempo permettono di raggiungere un alto valore di campo magnetico, e un'innovativa coperta composta da un sale fuso chiamato FLiBe che è una miscela di Fluoro, Litio e Berillio. Lo scopo del lavoro è l’analisi di attivazione del FLiBe. Per fare ciò le analisi sono state effettuate utilizzando il programma FISPACT-II che permette di valutare l'Attività Specifica, la Dose Rate di contatto e il Calore di Decadimento come funzioni del tempo. Diverse ipotesi sono state fatte sulla composizione del sale fuso, valutandolo prima puro e poi con impurità. Successivamente, l'analisi è passata a uno dei componenti principali di FLiBe, vale a dire il berillio. Questo materiale è in grado di produrre trizio quando viene irradiato per trasmutazione. Il problema è che durante l'estrazione c'è spesso la possibilità di trovare dell’uranio parassitario. L'uranio porta a varie complicazioni essendo materiale radioattivo. L'analisi è stata effettuata tenendo conto delle diverse percentuali di uranio all'interno del berillio. Successivamente, è stata effettuata un'analisi di attivazione di un nuovo materiale sperimentale chiamato "BP-1" contenente uranio tra le impurità. L'ultima parte dello studio è un’analisi di attivazione di FLiBe con uranio all'interno. Gli aspetti fondamentali esaminati sono lo studio della trasmutazione del plutonio durante l'irradiazione e una valutazione degli attinidi e dei prodotti di fissione durante la fase di raffreddamento. Il risultato più interessante è sicuramente l'influenza che anche una piccola percentuale di uranio ha sul sistema. Questo elemento una volta irradiato produce isotopi altamente radioattivi con un'emivita molto lunga, come il plutonio-239, che sono dannosi per il sistema.