"Il progressivo sviluppo dell'uomo dipende dalle invenzioni. Esse sono il risultato più importante delle facoltà creative del cervello umano.
Lo scopo ultimo di queste facoltà è il dominio della mente sul mondo materiale, il conseguimento delle possibilità di incanalare le forze della natura così da soddisfare le esigenze umane."

Nikola Tesla (Никола Тесла: Smiljan, 10 Luglio 1856 – New York, 7 Gennaio 1943)

sabato 28 gennaio 2012

La radiazione presente nel reattore dell'E-Cat

Questo post è dedicato allo sviluppo di una ipotesi qualitativa sul tipo di radiazione che potrebbe essere presente all'interno del reattore inventato dall'Ing. Rossi.
I ragionamenti di base che delineano questa ipotesi derivano da due principali considerazioni:


La prima riguarda la non detezione di Neutroni durante il funzionamento del reattore e questo ci permette di escludere tutta una serie di meccanismi comuni ad una reazione nucleare classica.

La seconda (secondo me la più importante) riguarda la radiazione Gamma rilevata come praticamente assente all'esterno del reattore durante il funzionamento dell'E-Cat.
A questo proposito si sottolinea che se la radiazione Gamma, tipicamente di alta energia, fosse generata dal reattore e da esso liberata, a nulla o quasi potrebbe servire la schermatura adottata per l'E-Cat, schermatura  composta di materiale a base di Piombo ma avente uno spessore solo di pochi centimetri e quindi non sufficiente ad assicurare una efficace schermatura.


Si potrebbe anche più semplicemente supporre che non essendovi radiazioni rilevabili il reattore non funzioni, ma vorrei proporre un'altra ipotesi, forse solo un mio azzardo, e cioè che il reattore di Rossi rilasci prevalentemente Raggi X.


I Raggi X sono una radiazione elettromagnetica di Bassa/Media energia con lunghezze d'onda che variano da una decina di nanometri (10*10^-9 m) a un picometro (10^-12 m) e considerando la classica relazione che lega:


la frequenza alla lughezza d'onda f=c/lambda
(con c velocità della luce 299792*10^3 m/s)

e quella che lega l'Energia alla frequenza E=h*f
(con h costante di Planck, cioè 6.626*10^-34 J*s)


e ricordando che 1 Joule = 6.241*10^18 eV, si possono stimare le energie dei Raggi X grossomodo comprese nel range tra 0.1 e 1000 KeV .


I Raggi X vengono convenzionalmente suddivisi, a seconda dell'Energia, in Raggi X "soft" (fino a qualche decina di KeV) con effetti di penetrazione limitati , e Raggi X "hard" (oltre tale valore) con effetti di penetrazione superiori.
I Raggi X "hard" hanno una energia consistente che li porta ad affiancarsi ai Gamma di energia Medio/Bassa.



Non dimentichiamo che stiamo parlano di una ipotetica reazione nucleare di tipo L.E.N.R. cioè proprio definita a Bassa Energia e questo aspetto richiama la possibilità di generazione di radiazioni tipo X piuttosto che Gamma.
In aggiunta i Raggi X (in particolare quelli soft) possono essere schermati efficacemente utilizzando barriere di Piombo dello spessore di pochi millimetri.



Tutto questo ci porta comunque ad interrogarci su un paio di aspetti fondamentali ai quali mi è difficile dare una risposta compiuta:


Quale sarebbe il meccanismo dell'eventuale generazione dei Raggi X all'interno del reattore, ed in questa ipotesi, quale potrebbe essere la causa della generazione di calore all'interno del reattore?


I Raggi X sono prodotti dalla variazione di energia cinetica degli elettroni. Ad esempio quando un elettrone passa vicino al nucleo bersaglio e l'attrazione Coulombiana tra il nucleo e l’elettrone ne determina un rallentamento cioè una perdita di energia cinetica, oppure quando si ha una collisione tra un elettrone incidente ed un elettrone orbitale. Se l'elettrone incidente trasferisce all’elettrone orbitale una quantità di energia sufficiente affinché esso venga espulso dall’orbita, si viene a creare una ionizzazione dell'atomo, l'orbitale viene riempito da un elettrone di un orbitale più esterno e conseguentemente si ha la produzione di Raggi X la cui energia corrisponde alla differenza di energia tra lo stato di iniziale e lo stato finale.



Ebbene l'idea è che, durante la reazione nucleare dell'E-Cat, l'energia sia prodotta sotto forma di radiazione Gamma ma poi per Effetto Compton


Scattering Compton


venga convertita in radiazione X a causa della collisione con gli elettroni degli orbitali degli atomi che compongono ciascun reticolo di Nichel in cui l'Idrogeno si è insediato, cioè una riduzione della frequenza e del livello di energia della radiazione che genera fotoni X.

Si otterrebbe quindi Energia ma senza emissione di pericolosa radiazione Gamma, l'emissione sarebbe solamente di Raggi X "soft" facilmente schermabili.



Per la verità qualche dubbio permane sul fatto che tutta la radiazione Gamma generata nel reattore possa essere convertita in radiazione X secondo l'ipotesi descritta. In questo caso si dovrebbe rilevare una radiazione Gamma residua (magari di minima entità) al difuori della schermatura dell'E-Cat.
Si tenga presente che la parte residua di bassa energia può essere trasferita agli elettroni per effetto Foto-Elettrico.


Riassumendo secondo quanto disponibile in letteratura:


Effetto Foto-Elettrico
Quando un fotone di energia h*f colpisce un elettrone interno (livello K, L, M, ...) e la sua energia è maggiore dell’energia di legame dell’elettrone, il fotone viene completamente assorbito nell’urto e l’elettrone (detto anche fotoelettrone) viene espulso dall’atomo con una energia cinetica pari alla differenza tra l’energia h*f e quella di legame.

L’atomo risulta così in uno stato di eccitazione e dopo breve tempo un altro elettrone occuperà il vuoto lasciato nell’orbita con conseguente emissione di una radiazione elettromagnetica detta radiazione caratteristica.

L’effetto fotoelettrico è quello predominante a basse energie.

La probabilità dell’evento fotoelettrico è rappresentato dal coefficiente di attenuazione lineare Tau.


Effetto Compton
Quando un fotone incidente di energia h*f interagisce con un elettrone orbitale esterno (debolmente legato), nell’urto parte della sua energia viene trasferita all’elettrone. L’elettrone è messo in movimento con una certa energia cinetica, mentre il fotone cambia direzione di propagazione ed assume una energia minore pari alla differenza tra quella incidente e quella cinetica dell’elettrone.

La direzione del fotone diffuso e dell’elettrone emesso dipende dalla energia cinetica dell’elettrone, dall’energia del fotone incidente e da quella del fotone diffuso.

Nel caso di fotoni di energia elevata, nell’urto, gran parte dell’energia del fotone incidente viene trasferito all’elettrone orbitale che si muoverà nella stessa direzione del fotone incidente.
Il fotone diffuso caratterizzato da una energia molto minore di quella incidente manterrà la stessa direzione di propagazione ma con verso contrario.

La probabilità dell’effetto Compton è definita dal coefficiente totale Sigma.


Sono graditi eventuali contributi sull'argomento proposto in questo Post.

venerdì 6 gennaio 2012

Se fosse possibile ripetere un test dell'E-Cat... per esempio quello del 6 Ottobre 2011

Questo post viene pubblicato per raccogliere opinioni, suggerimenti, contributi, tra tutti coloro che con passione e speranza seguono questa importante vicenda, al fine di sensibilizzare l'Ing. Andrea Rossi in merito all'esecuzione di un nuovo test dell'E-Cat.

La richiesta che venissero ri-eseguiti dei test dell'E-Cat è stata formulata in varie occasioni dall'Ing. Mario Massa e da altre persone sul noto Blog di Daniele Passerini 22passi... a seguito delle contestazioni mosse ai risultati dei precedenti test di Rossi, richiesta che sinceramente mi sento di condividere proprio allo scopo di giungere ad una verifica, la più oggettiva possibile, delle prestazioni dell'importante invenzione di Rossi e Focardi, prestazioni che fino ad oggi (purtroppo) non sono mai state verificate da parti terze.

I "tecnici" eventualmente coinvolti nell'esecuzione del nuovo test potrebbero essere gli stessi fisici dell'università di Bologna, scienziati che da tempo sono impegnati nello studio del fenomeno E-Cat, cioè i professori Levi, Bianchini, Villa, Billi ed il professore emerito Sergio Focardi, fisici stimati nei quali l'Ing. Rossi ha sempre riposto fiducia, con i quali, nel caso, discutere il set-up di prova e le modalità di esecuzione.

Il set-up di prova qui proposto, a meno di alcune correzioni ritenute necessarie ed evidenziate nel seguito, ricalca quello già utilizzato dall'Ing. Rossi nell'esperimento/dimostrazione del 6 Ottobre in via dell'Elettricista a Bologna.

La cronaca ed i risultati di quel famoso test sono stati riassunti in un Report redatto da Mats Lewan poi pubblicato dalla rivista svedese NyTeknik.
Di seguito una figura, pubblicata tempo fa sul Web, che schematizza il set-up utilizzato per quel test.


Set-up di prova utilizzato per il test E-Cat del 6 Ottobre 2011

Come detto nei giorni seguenti il test del 6/10, sono emerse delle contestazioni (contestazioni sollevate da tecnici competenti) rispetto alle modalità di esecuzione ed ai risultati diffusi. Di conseguenza sarebbe auspicabile, in una eventuale ripetizione, tener conto di quelle obiezioni, perfezionando le modalità di esecuzione del test, al fine di ridurre al minimo gli errori e dissipare tutti i dubbi.

In riferimento alla misura dell'energia termica prodotta dal E-Cat attraverso il sistema dello scambiatore di calore esterno vapore-acqua, due erano state le principali contestazioni:

a) Il modesto salto termico Tout-Tin prodotto nel circuito secondario dello scambiatore di calore a causa dell'eccessiva quantità di acqua immessa per unità di tempo nel circuito dello scambiatore FE = 178 g/s.
Il salto termico allora ottenuto, sulla base dell'energia termica in gioco (corrispondente cioè ai 2-3KW stimati da Lewan), era stato dell'ordine di pochi gradi (4.2 °C medi) e quindi la misura del DeltaT è risultata affetta da notevole imprecisione tenendo conto dell'accuratezza di circa 2x(+/-0.4% + 0.5°C) derivante dal tipo di sonda di temperatura utilizzata "Temperature probe TP-01" e del "4 channels thermometer Lutron TM-947SD". A questo dato vanno aggiunti gli altri possibili errori di misura e di calibrazione delle sonde utilizzate

b) Il posizionamento della sonda di temperatura Tout è risultato un po' troppo ravvicinato rispetto all'imbocco della mandata del vapore del circuito primario dello scambiatore.
La collocazione della sonda, prossima alla zona metallica calda (anche considerando il flusso d'acqua "fredda" in transito), non è parsa una scelta felice al fine di escludere che la temperatura rilevata possa risultare alterata visto il modesto DeltaT da misurare.
Le sonde di temperatura non sono parse ben tarate ed inoltre il rate delle rilevazioni della temperatura è risultato un po' troppo ridotto (15-20')

In riferimento alla misura dell'energia elettrica assorbita dall'E-Cat:

c) Il metodo e la misura della quantità di Energia Elettrica consumata dal sistema E-Cat durante il test (si veda il Post già pubblicato dedicato a questo argomento) risulta basato solo sull'indicazione dei seguenti strumenti:


Inoltre, "last but not least significant":

d) La durata del perido di Self-Sustained mode (3 ore e 30 minuti) si è rivelata ancora un po' limitata per poter risultare convincente. L'inerzia termica del sistema E-Cat, una volta rimossa l'energia elettrica in ingresso, è tale da rilasciare il calore accumulato per un tempo non trascurabile dando così adito a contestazioni rispetto all'effettivo periodo di auto-sostentamento della reazione

e) Alcune incertezze sono state evidenziate nella stima della quantità di acqua immessa nel reattore durante il test. Il sistema di immissione acqua del reattore è di tipo "aperto" e la effettiva capacità (l/h) della pompa peristaltica è risultata dubbia. La stima dell'acqua immessa nell'E-Cat attraverso questo metodo ha dato adito a troppi dubbi

f) Incertezza se nel circuito primario dello scambiatore di calore vi sia vapore surriscaldato a pressione atmosferica oppure vapore saturo in pressione



Suggerimenti proposti in riferimento agli argomenti segnalati...

a) Una sostanziale riduzione del flusso d'acqua immessa nel circuito secondario dello scambiatore di calore di almeno un fattore 6-7 al fine di ottenere un salto termico, per i 3KW considerati, di 25-30°C, cioè p.e. un flusso d'acqua in ingresso di 30g/s corrispondente a circa 108 l/h e di rilevare il flusso d'acqua dal consumo ogni 5 minuti (circa 9 litri)


b) Si propone di posizionare la sonda di temperatura per il rilevamento di Tout dell'acqua in uscita, allontanandola di almeno 20-30 cm dall'attacco metallico dello scambiatore di calore e posizionandola direttamente all'interno del tubo in gomma tramite apposito raccordo.
Dato l'isolamento termico della gomma, l'eventuale riduzione di temperatura dell'acqua in uscita dallo scambiatore risulterebbe trascurabile.
Si suggerisce una accurata taratura delle sonde di temperatura (eventualmente se ne utilizzi più d'una per ogni punto da misurare), l'uso di sonde a maggiore accuratezza (p.e. +/- 0.2°C) ed una rilevazione della temperatura ad intervalli ravvicinati (ogni 1-2 minuti)



c) Utilizzare per la misura dell'Energia Elettrica assorbita (eventualmente in parallelo agli strumenti già in uso) un Contatore di Energia Elettrica Monofase di tipo Elettromeccanico, uno strumento di acquisizione digitale per campionare le forme d'onda relative alla tensione di linea e la corrente assorbita dall'E-Cat unitamente ad un Wattmeter.


d) Estendere la dimostarzione del funzionamento del E-Cat nella modalità Self-Sustained ad un numero di ore decisamente maggiore, se il sistema E-Cat lo consente, almeno 12 ore continuative


e) utilizzare un sistema a "recupero dell'acqua condensata" che accumuli l'acqua in uscita dal circuito primario dello scambiatore di calore esterno.
Questa soluzione permetterebbe, (a meno di eventuali piccole perdite) pesando prima la quantità di acqua disponibile in ingresso ad inizio test e poi l'acqua presente alla fine del test nel serbatoio di recupero (inizialmente vuoto), di misurare la quantità d'acqua effettivamente immessa e riscaldata dal reattore nel periodo di tempo considerato


f) ... munire il circuito di mandata del vapore di una valvola di contropressione ben visibile commisurata alla pressione del vapore attesa e di un rubinetto/deviatore che permetta eventualmente di convogliare in atmosfera il vapore prodotto in modo che, in caso di necessità, il vapore possa essere reso visibile all'esterno


g) ... se possibile, utilizzare come fluido per lo scambio termico all'interno del reattore e nel circuito primario del reattore solo acqua surriscaldata (non più vapore)


h) ... calcolare l'errore di misura complessivo, sulla base delle accuratezze dei singoli strumenti utilizzati durante il test, al fine di definire una stima corretta delle energie prodotte ed assorbite dal sistema E-Cat ed il relativo calcolo del COP


i) ... senza violare, ovviamente, i contenuti confidenziali del sistema E-Cat, documentare in diretta, utilizzando delle WebCam, lo svolgimento dell'esperimento comprese le indicazioni dei vari strumenti di misura e consentire la sua contestuale diffusione in streaming



Post scriptum...
Il mini-sondaggio, lanciato da questo Blog, per esprimere consenso o dissenso rispetto alla proposta sopra illustrata è terminato il 15 Marzo 2012.
I risultati del sondaggio sono stati i seguenti:

20 lettori hanno detto di SI
1 lettore ha detto SI ma con delle ulteriori modifiche (modifiche rispetto a quanto illustato nel Post)
Nessun lettore ha riposto di NO

Chi volesse proporre varianti od abbia altri suggerimenti, può comunque farlo utilizzando i commenti al Post.
Grazie.