L’utilizzo dei neutroni per il trattamento dei rifiuti radioattivi

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Con la loro alta energia, i neutroni possono essere utilizzati per alimentare un reattore sottocritico, in cui gli elementi radioattivi a lunga vita, quali nettunio, americio e curio, che si trovano nei rifiuti prodotti negli impianti nucleari, possono essere trasmutati in elementi a tempo di decadimento più breve, se non, addirittura, in elementi stabili. A causa delle loro proprietà pressoché uniche, i neutroni risultano essere particelle di grande importanza per la ricerca scientifica. La struttura atomica della materia, la dinamica, così come le sostanze biologiche possono essere investigate sfruttando questi costituenti dell’atomo. Tuttavia, per essere disponibili, i neutroni devono essere rilasciati dai nuclei atomici, così come avviene nel sistema di spallazione neutronica Sinq (Spallation Neutron Source) presso il Paul Scherrer Institute. Qui un fascio protonico di alta energia è diretto contro un bersaglio metallico, provocando l’emissione, per spallazione, dei neutroni dagli atomi del metallo. Fino ad oggi i bersagli impiegati sono sempre stati di tipo solido, ma i calcoli teorici effettuati hanno sempre evidenziato come bersagli di metallo liquido avrebbero consentito di produrre flussi neutronici più elevati.

Da qui è nato l’esperimento Megapie (Megawatt Pilot Experiment), pensato per dimostrare la veridicità o meno delle previsioni teoriche, nonché la possibilità di operare sul lungo periodo un bersaglio costituito da 920 kg di piombo-bismuto liquido, impiegando il fascio protonico del ciclotrone presente al Paul Scherrer Institute, in grado di fornire una potenza in uscita di 1 MW. Usando questo fascio ad elevata potenza si ottiene un effetto equivalente a quello che si avrebbe impiegando la potenza di 500 stufe elettriche per riscaldare una teiera.

(Fonte Enea)