Reattori breeder

"reattori breeder, fabbriche di iniziatori, laboratori per la diffusione e la riflessione di neutroni [...]"(p.387)

I reattori breeder potrebbero essere il futuro del nucleare. Sono dei cosiddetti reattori autofertilizzanti: reattori in grado di sostenere reazioni a catena di fissione nucleare progettati in modo che consumino più reagente fissile di quanto sia stato introdotto nell'ambiente di reazione. Generalmente, in chimica nucleare, il rapporto fra queste due quantità è detto conversione e nel caso di reattori autofertilizzanti vale circa 1,2.
L'apparenza potrebbe ingannare, tali reattori non hanno vita illimitata perché se non venisse caricato altro materiale fissile il rendimento calerebbe portando la conversione sotto lo zero.
I principali reattori autofertilizzanti conosciuti sono: i reattori a neutroni veloci FBR (Fast Breeder Reactor) ed i reattori a neutroni termici TBR (Thermal Breeder Reactor), quest'ultimi non utilizzano più il ciclo plutonio-uranio come combustibile ma il ciclo torio-uranio.

(Video di una lezione dell'Università della Calabria sui reattori FBR) 

Uranio fissionabile U-235

"Una volta, l'anno precedente, Madame Psycosis aveva chiesto allo studente/ingegnere di scrivere il processo da laboratorio fai-da-te per trasformare la polvere di ossido di uranio nel buon vecchio fissionabile U-235"(p. 222)

L'U-235 è ovviamente l'isotopo dell'uranio con numero di massa, rappresentante il numero di nucleoni di un atomo, pari a 235.
Di conseguenza avendo l'Uranio numero atomico 92, l'Uranio-235 avrà 92 protoni e 193 neutroni.
La peculiarità di questo isotopo è data dal fatto che è in pratica l'unico isotopo fissile presente in natura (con circa un'abbondanza di 0,7%).
Per isotopo fissile si intende un isotopo con un alta probabilità di andare incontro a fissione nucleare se colpito con particolari neutroni aventi una determinata energia pari a 0,025eV, detti neutroni termici.
La reazione di fissione dell'uranio-235 inizia quando vi è "l'assorbimento" di un neutrone, passando ad un  numero di massa 236, e la relativa scissione in un atomo di bario ed uno di kripton, la cui somma dei numeri atomici coincide con quella dell'uranio (92) ma non quella dei numeri di massa (233) che è per tre unità inferiore a quella dell'uranio, tale comportamento è data dal fatto che tale processo prevede l'emissione di tre neutroni, più a dei raggi gamma,
L'importanza dell'emissione dei neutroni sta nel fatto che essa permette l'autopropagazione della fissione, quindi una reazione a catena, basta soltanto che uno di questi colpisca un altro isotopo di Uranio-235.
Gli utilizzi principali dell'uranio-235 sono: produrre energia nelle centrali nucleari e purtroppo quello  di produrre testate nucleari.

(Cliccare sull'immagine per approfondire gli utilizzi ed i processi)

Riflettore a diffusione di neutroni

"Durante il periodo dei Federali, da G. Ford al primo G. Bush, il suo valore strategico come uomo di punta dell'ottica geometrica applicata sia nell'Onr che nel Sac poi addetto alla progettazione di riflettori a diffusione di neutroni per sistemi bellici termo-strategici[...]"(p.75)

In questo passaggio del paragrafo "A partire dall'anno del pannolone per adulti depend" viene presentato uno dei passati impieghi lavorativi del personaggio Dott. James Incadenza, ex direttore dell'Enfield Tennis Academy. Andiamo quindi a capire cosa sia e quale utilizzi abbia un riflettore di neutroni.

Un riflettore di neutroni è un qualunque materiale che, grazie ad urti elastici, è in grado di riflettere neutroni. Gli scopi di tale tecnologia sono principalmente due:

• rendere un materiale fissile (materiale capace di sviluppare una reazione a catena di fissione nucleare) in grado di auto-sostenere una reazione nucleare a catena in maniera autonoma, trasformandolo così in una cosiddetta "massa critica".
• aumentare il numero di fissioni nucleari in una massa già critica o addirittura supercritica.

I reattori nucleari ad uranio, ad esempio, hanno il nocciolo centrale rivestito da un sottile strato di grafite che, funzionando da riflettore, reimmette neutroni nel core rallentando così la loro velocità; a causa di tale rallentamento si ha un aumento della sezione d'urto che favorisce ed amplifica la reazione di fissione. Per tali motivi questi leggeri riflettori di neutroni, come la grafite, sono detti "moderatori di neutroni".
Storicamente, uno dei primi riflettori di neutroni capaci di aumentare il numero di fissioni in una massa già critica o supercritica fu il "Demon Core", protagonista di ricerche sulle armi nucleari condotte nei laboratori di Los Alamos (LANL) tra il 1945 e 1946, durante le quali ci furono due gravi incidenti che portarono alla morte di due scienziati. Tale Demon core verrà poi sfruttato nel primo test nucleare statunitense presso le Iisole Marshall.
Un ulteriore utilizzo dei riflettori di neutroni lo si ha nel processo di Scattering in cui un fascio di neutroni interagisce con la materia.Tale tecnica è utilizzata, per esempio, in cristallografia per ricavare i reticoli cristallini della disposizione atomica.

Foto ritraente un "nocciolo" di reattore nucleare in fase di montaggio