COP28 e misure drastiche per fermare il cambiamento climatico

 Anche quest'anno i rappresentanti dei paesi che aderiscono alla  Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici si sono riuniti, partorendo un minuscolo, timido topolino. Da una parte riunendosi a Dubai, un paese dell'OPEC al centro della produzione di petrolio, non si poteva sperare molto. Dall'altra, ogni rappresenanza è arrivata a Dubai sul proprio aereo, contribuendo ad un traffico aereo e ad un consumo di carburante inutile.

E' vero, anche io ho avuto le mie debolezze. In un post di due anni fa, ho scritto che le energie rinnovabili possono puntare su nuovi carburanti, sulla bioenergia prodotta da biomasse, ed anche nel post sulle energie nucleari ho fatto riferimenti che collegavano le energie verdi a queste biomasse, da scarti o da coltivazioni. 

E' tutto sbagliato! iIlusorio, semplicistico! fuorviante!

Tutti i combustibili, e le combustioni, che portano alla produzione di CO2, sono da punire, tassare, con sovraprezzo in stile da economia protezionistica (nulla di nuovo, lo facevano in Giappone per sovvenzionare i coltivatori di riso, lo abbiamo fatto in Europa per fermare l'ondata di importazioni di auto giapponesi, lo ha fatto Trump con i prodotti cinesi ed anche europei). Un sovraprezzo non solo per disincentivare il consumo di carbone, benzina, diesel, metano, propano, ossido di carbonio (usato negli USA come gas da cucina) ma per sovvenzionare la produzione di energie verdi (che non aumentano la CO2): idrogeno da acqua (verde), energie del mare e del vento, energie nucleari. Ed anche i consumatori, che invece di pagare pochi spiccioli per un litro di carburante, si troverebbero ad avere quasi gratis l'idrogeno verde (che al consumatore oggi viene a costare 16 euro al litro), penso all'ILVA di Taranto, eda tutte le grandi indusrie che inquinano). Chi usa biomasse come la legna, a kilometro zero, ha diritto ad un prezzo più equo, se non incide il suo trasporto a distanza. Ogni termovalorizzatore che distrugge il solido a kilometro zero va favorito.

La seconda operazione di polizia planetaria è quella di punire economicamente l'uso di armi: ogni bomba, ogni scoppio di impianti che bruciano, mandano in fumo gas, metanodotti, buncker di stoccaggio di petrolio o gas, va sanzionato bloccando le risorse finanziarie del paese colpevole. Di qualsiasi paese o parte.

E infine, sarei molto felice di vedere una bomba atomica  cancellare Israele o almeno la destra estremista  (non voglio aspettare secoli, o che completino la pulizia etnica dei palestinesi. Gesù, ehi palestina, non vedi non senti non fai nulla? fai un miracolo, fai volare un uccellino di creta, che vedano e credano ancora, e si ravvedano)

E una penale a tutte le industrie che vendono armi ed esplosivi, le voglio vedere fallire.

energia nucleare e energie verdi: the good, the bad and the ugly

 Le centrali nucleari sono superate, ma continuano a tenere in piedi progetti per construirle: ma sono proprio convenienti?

una centrale tradizionale consuma una tonnellata di uranio all'anno, se fosse al carbone ne consumerebbe milioni di tonnellate di carbone, molto  più economico ma molto più dannoso, alla salute ed al  pianeta, perchè produce anidride carbonica. Però, Le risorse di uranio, al consumo attuale (non calcolando nuove centrali) saranno esaurite in 45 anni.   Le centrali saranno sicure, ma l'energia recuperabile è poca rispetto a quella che va dispersa (acqua di raffreddamento), le scorie radiattive che vengono prodotte (ogni atomo di uranio da' vita ad isotopi di stronzio ed elementi intermedi pericolosi).

Esisono centrali nucleari su navi, portaerei e sottomarini, come mai sono più controllabili? probabilmente perchè non devono produrre grandi quantità di energia, e le reazioni partono da quantità minime di uranio, più controllabili

Ed il Torio? Reattori nucleari ad amplificazione di energia  affiancato da una sorgente esterna di protoni (sistema noto in inglese come Accelerator-Driven System o ADS), necessaria ad alimentare la reazione nucleare nel nucleo del reattore in sé. Questo, infatti, ha la caratteristica di essere un reattore subcritico, incapace di sostenere autonomamente una reazione a catena e, dunque, di dar luogo a una reazione incontrollata. Per innescare la reazione a catena, esso ha bisogno di essere irraggiato da un potente fascio di particelle proveniente da un acceleratore di particelle (sincrotrone): una volta acceso, il nucleo del reattore rilascia sufficiente energia termica da poter essere trasformata in energia elettrica che servirà ad alimentare l'acceleratore di particelle e a fornire un surplus di energia elettrica destinato all'immissione nella rete elettrica

il torio non dà problemi di scarti radiattivi, e il nocciolo non è soggeto alla fissione incontrollata

le centrali al torio sono costruibili in pochissimi anni, tre-cinque, i prodotti della reazione sono più cisuri, meno instabili.... e costa molto meno dell'uranio, Nobel nel 1984, Carlo Rubbia,  da anni propone di ricavare energia dal Torio, un elemento che non si autoinduce nella fissione nucleare come invece fa l'uranio

 è circa dieci volte più abbondante dell'uranio ed è circa comune quanto il piombo; ne serve 1/1000 rispetto all'uranio che invece va arricchito: ....

un altro aspetto favorevole è a produzione di energia rilasciata lentamente, secondo i consumi e le necessità locali: potrebbe essere abbinato ad un impianto di produzione di idrogeno (idrogeno verde a partire da acqua), in uno scaling up che è limitato dalle dimensioni dei polimeri su cui avvengono le reazioni

tengo a precisare che le auto elettriche, e ciò che viene prodotto  partire da altre energie non verdi , non  è sostenibile: consumiamo un eccesso di energie tradizionali per alimentare la rete elettrica, quando dovremmo produrre sorgenti di energia pulita. Questo si traduce nella classificazione dell'idrogeno, H2, che se prodotto a partire da carbone, petrolio o centrali tradizionali, viene chiamato idrogeno blu, mentre dobbiamo puntare su idrogeno verde, produzione in cui le reazioni che permettono l'elettrolisi dell'acqua sono alimentate da energie rinnovabili. 

ma... queste tecnologie per produrre idrogeno verde ha bisogno di uno scale up industriale, e di abbassare il costo a valle. Finchè sarà venduto a 17 euro/litro, le auto ad idrogeno  per fare un pieno in Italia devono arrivare all'unico distributore presente, nel Trentino, e compiere con quel pieno 350/400 km. In Germania esistono almeno una ventina di distributori.

Oltre all'impiego di idrogeno nelle batterie (fuel cells) con efficenza dell'80%, è stato messo a punto da Toyota un motore a indrogeno, motori prodoti dall'azienda Acquarius, basato su un cilindro in cui i pistoni si muovono tra due capi del motore

per la produzione indusriale su larga scala di idrogeno, sono necessarie strategie di superfici esese catalizzanti, come i polimeri per membrane elettrolitiche del progetto REPHYNE II 

in the Rephyne II project, there are products such as  the world largest polymer electrolyte membrane, or PEM, electrolyser to produce green hydrogen at scale,  a technology at level readiness near realization state

l'idrogeno verde costa attualmente 17 euro per litro, al consumo, ma potrebbe essere una fonte di energia di stoccaggio, prodotto quando se ne produce tanta, e usato quando la richiesta di energia aumenta.... un pò come le batterie che stoccano energia

un sistema innovativo per lo stoccaggio del surplus di energia solare abbinato a impianti fotovoltaici, è una batteria che utilizza anidride carbonica, fatta passare tra un stato liquido a uno gassoso, conserva temporaneamente l' energia mediante  cycling del CO2 da gas a liquido

adopt different innovative hydrogen production technologies of water electrolysis, generate hydrogen by photovoltaic power, and then store hydrogen through suitable hydrogen storage and metal alloy storage, and then generate hydrogen through fuel cells Electricity and heat or other industrial applications, especially to provide low-cost green hydrogen power generation and heating products and services for off grid households and enterprises

Un altro approccio può venire dall'utilizzo di cellette ad alveare basate su composti di nickel

Green Energy & Environment

Available online 27 September 2021

What are Corrected Proof articles?

Research paper

Hierarchical and self-supporting honeycomb LaNi5 alloy on nickel foam for overall water splitting in alkaline media

Thorium, Th 90

named for the Norse god of thunder, is much more abundant than uranium and has 200 times that metal’s energy potential. Thorium is also a more efficient fuel source — unlike natural uranium, which must be highly refined before it can be used in nuclear reactors, all thorium is potentially usable as fuel. Thorium could be used as an energy amplifier in next-generation nuclear power plants. Known as an accelerator-driven system, it would use a particle accelerator to produce a proton beam and aim it at lump of heavy metal, producing excess neutrons. Thorium is a good choice because it has a high neutron yield per neutron absorbed. Thorium nuclei would absorb the excess neutrons, resulting in uranium-233, a fissile isotope that is not found in nature. Moderated neutrons would produce fissioned U-233, which releases enough energy to power the particle accelerator, plus an excess that can drive a power plant.  A network of tiny underground nuclear reactors, maybe producing about 600 MW each....

The Innovation 2, 100180, November 28, 2021

Technologies and perspectives for achieving carbon neutrality

Solar thermal technologies rely on photothermal conversion to achieve heat, steam, and electricity production for C-neutral operations, unlike photovoltaic techniques. When solar thermal technologies, such as concentrated solar power systems, are employed in commercial and residential sectors to replace natural gas as a source of energy, an obvious reduction in both energy consumption of fossil fuels and CO2 emissions has been observed.51,52 Besides photovoltaic and solar thermal technologies, some strategies to convert solar radiation into stable chemical fuels also provide feasible ways for large-scale utilization and storage of solar energy toward energy decarbonization. For instance, great efforts have been made on solar hydrogen production, demonstrating an extremely attractive route to produce hydrogen fuel by adopting renewable solar energy or solar-derived power to electrolyze water.53,54 Note that hydrogen fuel is an ideal clean energy source to deliver C-free emissions, showing a great potential to reduce GHG emissions. Recently, a new concept of liquid sunshine has been proposed for combining solar energy with captured CO2 and water to generate green liquid fuels, such as methanol and alcohol, which may deliver an ecologically balanced cycle between generation and utilization of CO2 in global production systems.55

Solar energy represents an ideal solution tomeet the energy demands in a low-C and C-free society. Owing to the low-operating costs, a series of useful measures based on solar energy techniques are good candidates to reduce C emissions and utilize CO2 to form clean energy storage, thereby playing an irreplaceable role in the realization of C neutrality. The next decades will require accelerated development of advanced energy conversion/storage technologies and large-scale deployment of solar energy combined with clean resources to promote integrated pathways to C-neutral energy systems.

Wind energy

Wind results from the motion of air due to uneven heating of the Earth’s surface by the Sun. This means that wind power could be regarded as indirect solar energy.56 Like solar energy, wind energy will play a critical role in realizing "C peak and C neutrality."

The Earth has abundant wind resources, which are mainly distributed in grasslands, deserts, coastal areas, and islands.57 The site location has a significant impact on the economy, technicality, and implementation of wind energy.

The world attaches great importance to and vigorously supports the development of wind power. However, one of the issues that hinders wind energy utilization is the noise generated by wind turbines. Strategies to reduce or minimize the noise produced by wind turbines and further utilize wind sources sensibly are urgently needed. Another concern with wind energy production is that wind turbines may have an adverse effect on birds via collisions, disruptions, or habitat destruction if they are located inappropriately.

Although the wind resource on Earth is abundant, the uneven distribution of wind resources across the landscape poses a challenge to the transport of electrical energy produced by wind turbines. And the unpredictable nature of winds in terms of speed and direction will result in a variable and unstable phase, amplitude, and frequency for the generation of electricity, which may make it difficult to be integrated into the grid, resulting in a waste of wind energy. The cost of installing awind turbine is currently quite high,which also hinders the widespread adoption of this technology. It is necessary to devote more efforts to exploring and developing wind energy technology to meet the needs of energy users.

Ocean energy

Ocean energy refers to the energy contained in thewater body in the ocean and is both renewable and clean. The ocean energy reserve is enormous globally and is enough to power the entire world. There are typically five different energy forms: tidal energy, wave energy, ocean current energy, thermal energy, and osmotic energy. The tidal, wave, and current energies are mechanical energy. The research of exploiting ocean energy was started a few decades ago. The geographical distribution varies broadly for different energy forms, and the harnessing technologies are also quite different.

Tidal energy is the energy contained in the tide, including the potential energy related to the water level and the kinetic energy of the tidal current. The tide originates from the gravitational interaction of sea water with the Moon or the Sun. Tidal energy is estimated to be about 1,200 TWh per year,which is relatively low among all ocean energy forms58 due to limited locations from where tidal energy can be harvested. The tidal barrage is adopted to harvest the potential energy of tides, which is relatively technologically mature. Early tidal barrages started to operate in the 1960s, and tidal energy now has the largest share of ocean energy being exploited (Khare et al., 2019). Harnessing tidal current power mainly relies on turbines, although other types of devices are also under development.

Wave energy is the kinetic and potential energy in water waves, which is widely distributed. It essentially comes from wind, which transmits part of its kinetic energy to the water at the ocean surface. The potential of wave energy globally is 29,500 TWh per year.59 The technology for harvesting wave energy is less mature than that for tidal energy, and many different types of devices are being tested on a small scale toward commercialization.

The major device forms include point absorber, attenuator, oscillating water column devices, and overtopping devices. Besides traditional large devices using electromagnetic generators, new technologies based on triboelectric nanogenerator networks are also being developed toward effective harvesting of wave energy economically.60

Ocean current energy is reserved in the large circulations of sea water globally. It is the kinetic energy in the water flow. The supply of this source of energy is stable with little fluctuation. It can be extracted using turbines. 

The device needs to be deployed in deep sea and far from the shore; thus, less effort has been devoted to harnessing this type of energy.

Thermal energy originates from the Sun’s irradiation, which heats the upper layer of the sea water, making its temperature different from the water in the deep sea. Such temperature differences can be exploited for electricity generation mainly based on thermal cycles. Due to the high-temperature difference required for improved efficiency, this form of energy ismainly distributed in the tropical region. The potential for this energy is estimated to be 44,000 TWh per year.61 The utilization of this form of energy is still at the research stage by universities and research institutes.

Osmotic energy, also called salinity gradient energy, is the energy that exists between water bodies with different salt concentrations. The salinity of sea water is not homogenous globally; for example, a salinity gradient is formed in estuaries where fresh water meets salt water. The harness of  such energy relies on high-performance membranes that are robust in sea water. Twomain technologies are being tested at present: pressure-retarded osmosis and reversed electrodialysis.59 Osmotic energy is still a conceptual energy source and is not ready for commercialization.

The ocean energy reserve is enormous globally and is enough to power the entire world. Technologies to harvest tidal and wave energy are on the verge of commercialization. Technologies for harvesting ocean current energy, thermal energy, and osmotic energy are still in their early development stage. Major challenges of exploiting ocean energy lie in the economic costcompetitiveness and technological reliability in severe ocean environments.  By overcoming these challenges, ocean energy will provide the world with abundant clean energy.

Bioenergy

Biomass is a renewable source of energy that originates fromplants. The most important sources of biomass are agricultural and forestry residues, biogenic materials in municipal solid waste, animal waste, human sewage, and industrial wastes. Biomass provides 13%–14% of the annual global energy consumption.62 Various processes are used to convert biomass into energy, including the following.

Thermochemical conversion of biomass includes gasification, pyrolysis, and combustion. Combustion produces approximately 90% of the total renewable energy obtained from biomass.63 Pyrolysis can convert biomass into solid, liquid, or gaseous products by thermal decomposition at temperatures around 400
C–1,000
C in the absence of oxygen, producing components such as acids, esters, and alcohols.64 Gasification converts carbonaceousmaterials into combustible or synthetic gas by reacting the air, oxygen, or vapor at a temperature of over 500
C, preferably over 700 oC,  yielding gases such as H2, CO, and CH4.64,65

Chemical conversion converts vegetable oils and animal fats into fatty acid esters through esterification or/and transesterification to produce biodiesel.

The transesterification process is necessary since raw materials are composed of triglycerides, which are not a useable fuel. Triglycerides are converted into methyl or ethyl esters (biodiesel) using amostly alkaline catalyst in the presence of methyl or ethyl alcohol, respectively. Rapeseed oil (accounting for 80%–85%) and sunflower oil (accounting for 10%–15%) are major vegetable oils used for biodiesel production.63

Biochemical conversion converts biomass into liquid fuels (e.g., alcohols and alkanes), natural gas (e.g., hydrogen and methane), different types of bio-products (e.g., carotenoids, omega-3 and omega-6 fatty acids), as well as other chemical building blocks (e.g., acetic acid and lactic acid) using microbes and enzymes as the catalyst.66 The most popular biological conversions are fermentation and anaerobic digestion.

The most common biomass feedstock used for biological conversion is lignocellulosic biomass, such as agricultural and forestry residues. Lignocellulosic biomass is the most abundant and widely available renewable resource in theworld,mainly composed of three heterogeneous biopolymers, namely cellulose, hemicellulose, and lignin. Threemajor steps are involved in cellulosic bioethanol production: (1) pre-treatment, (2) enzymatic hydrolysis, and (3) fermentation. Pre-treatment uses physical, chemical, or physicochemical

methods to improve biomass accessibility by enzymes. Enzymatic hydrolysis splits cellulose and hemicellulose into monomer sugars, such as glucose, xylose, and mannose. The conversion of biomass-derived sugars into ethanol by Saccharomyces cerevisiae has received most research and development efforts. Another method for producing butanol is through fermentation, specifically through an acetone/butanol/ethanol process that

is predominantly carried out by Clostridia strains.67 Anaerobic digestion consists of hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis, and methanogenesis. These reactions break down the macromolecules in the biomass into simpler molecules with the generation of biogas in an anaerobic environment. One of the advantages of anaerobic digestion lies in the potential of the biogas to be used directly in ignition gas engines and gas turbines.

Despite the presence of abundant biomass resources, there  is still a need for work on the use of biomass to produce energy, withmain efforts needed to increase productivity and reduce costs to further expand the share of such renewable energy in the total energy consumption.68 Some of the issues that need to be resolved are the high cost of transporting the biomass to the site for bioenergy production through various conversion processes and the sustainability of the production of bioenergy feedstocks.

H2 energy

Hydrogen has been a necessity for industrial use over the past two hundred years. The demand for hydrogen (currently >80 Mt per annum) has grown more than three times since 1975 and continues to rise. Up to now, H2 is almost entirely produced from fossil fuels, consuming around 6% of global natural gas and 2% of global coal, resulting in emissions of around 830 Mt of CO2 per year.69 Recently, hydrogen energy has drawn a great deal of interest because it can be used to establish a fully renewable energy system similar to an electricity grid, providing the sector integration needed for energy system transition and decarbonize energy end uses.70

Hydrogen production using renewable energy has a strong likelihood of both technological and economic viability in the near future. The decreasing costs of renewable energy and the increase in variable renewable  power supplies’ market share have put significant roadblocks in the way of cheap water electrolysis.71 With the fast development of artificial intelligence, deployment and learning-by-doing are expected to reduce electrolyzer costs and supply chain logistics. After H2 production via electrolysis, safe and low-cost hydrogen storage and transportation technology need to be developed.

Hydrogen can be stored in gas, liquid, and solid states.72,73 As of now, none of these technologies are mature for establishing a hydrogen economy. In addition, hydrogen offers the lowest cost option for long-termenergy storage, such as inter-seasonal; however, the ability to store large quantities of hydrogen at low costs with a high safety is still a challenge. Underground H2 storage in large salt caverns and hydrogen transport via existing and refurbished gas pipelines are available at low cost to support long-term energy storage and sector coupling. However, equipment standards need to be adjusted and are also limited by geographical conditions.74,75

Hydrogen fuel cell technologies have developed rapidly and are ready for  commercialization, to the point that we now see commercial sales of hydrogen-powered passenger cars, such as Mirai, Clarity, and Nexo, and heavy-duty vehicles, trains, and ships. The main issue now is to reduce the cost whilemaintaining an acceptable level of durability and efficiency.76 Other opportunities that pay more attention to the handling of energy-intensive commodities producedwith hydrogen—synthetic organicmaterials/pharmaceuticals, iron and steelmaking, building/marine bunkers or feedstock to produce ammonia/methanol, and so on—seem to be prime markets. We now need to develop scale-up technologies, increase energy use/conversion efficiencies, optimize the upgrade of H2 industrial structures, and lower costs to enable widespread use of H2 energy. There needs a long-term devotion to fundamental understanding and development of new strategy/technology and infrastructure.

Strutture e disposizioni per emergenze nucleari: ieri e oggi

Le mie esperienze a Torino sono in via Belfiore,  in via Spalato,  e corso Ferrucci. Durante la terza media nel ' 66 feci le vacanze dai nonni a Teplice, cittadina termale del nord-ovest, lungo la via per Dresda, sono state numerose, anche due volte all'anno, esperienze nuove e testimonianza diretta di una città del blocco comunista.Teplice era una miniera di carbone a cielo aperto, fornivano 1 bottiglia di latte agli abitanti per dissintossicarsi.  I ragazzi sotto casa che chiedevano di portar loro dei chewing gum. In casa ci si preparava l'acqua frizzante con una bomboletta a gas che liberava CO2. Sotto casa, nella strada, spazi verdi e orti, si scavalcava per giocare dentro lo spazio dell'asilo, ci si rincorreva a guardie e ladri, maschi e femmine, e si attraversavano da parte a parte gli androni dei condomini. Il bordo della piscina di sabbia era usato come pista per rincorrersi, giocando a "Prendersi".  Le ragazze avevano occhi per lo più per i ragazzi più grandi, che ascoltavano un gruppo musicale con tutta la magia dell'ovest, dal nome Beatles. In questo spazio urbano, al di sotto di quei condomini di lastroni prefabbricati sottili, esisteva uno spazio sotterraneo a chiusura stagna, un rifugio antinucleare, costruito durante la guerra fredda, in caso di conflitto atomico. Sulla traccia dei rifugi antiaerei, aveva stanze blindate (quanto robuste?), dei depositi per l'acqua,   delle scorte di cibo (nelle intenzioni o disposizioni, prima di scendere ci si sarebbe portato un pacco di scorte), dei filtri per l'aria. Era frutto di un'edilizia povera per le masse, cui fece seguito una edilizia più sofisticata per le élite dell'est e dell'ovest.

Certo, gli imprevisti sono più gravi di quanto gli impianti possano essere stati dotati in precauzioni, le strutture possono cedere e lasciare passare perdite, fughe, infiltrazioni. Figuriamoci durante un bombardamento atomico!

In Giappone, l'emergenza dell'incidente nucleare di Fukushima non dà segni di attenuarsi. L'ex premier Naoto Kan ha dichiarato che il terreno sotto il reattore n. 4 della centrale DAICHI della Tepco è sprofondato di 70 cm. Oltre all'instabilità della faglia, e il pericolo di nuove scosse di terremoto, le strutture a rischio sono le vasche di contenimento e raffreddamento delle barre, sia di combustibile esausto che barre di uranio non esausto.

La reazione di fissione è rallentata dalle basse temperature, quindi finché le barre sono immerse in acqua l'uranio o il plutonio non danno inizio a reazioni, però l'acqua di raffreddamento è carica di radioisotopi, e la radioattività all'interno degli edifici è talmente alta da poter uccidere un uomo in un'ora di esposizione. L'acqua delle vasche si riversa nelle acque sotterranee (difetti e crepe nell'impianto) con perdite in mare di 300 tonnellate al giorno di acqua radioattiva, perlopiù  cesio 137 e 134.

L'operazione prevista dal gruppo di intervento (Tepco e governativi) prevede lo spostamento delle 1533 barre delle vasche del reattore n. 4, cui farà seguito lo spostamento delle barre nelle altre vasche.

Si tratta di spostare, tramite una gru, 22 barre alla volta in un cassone di acciaio e piombo. In tutto saranno 70 cassoni da trasferire per reattore. Dove saranno stoccati non è stato ancora deciso, le autorità locali non daranno spontaneamente un parere favorevole.

Aggiungo una lettera appena ricevuta da una nostra amica giapponese:

• a Tokyo due candidati al posto di governatore che affermavano denuclearizzazione soffrivano sconfitta pesante il mese scorso.
• Pero’ le elezioni erano quelle con inganno.
• Per il candidato pro-nucleare di un conservatore che ha ottenuto piu’ molti voti ed e’ vinto, ogni volta che parlava alle strade per il discorso elettorale, c’erano solo molto poche persone intorno a lui. Ma per un candidato antinuclearista, Morihiro Hosokawa che e’ l’ex premier, quando si alzava e parlava alle strade con Koizumi, l’ex premier e suo sostenitore forte, (anche se non mi piace Koizumi ) la gente affollava le strade dove loro venivano in ogni luogo durante le elezioni. Quindi film dello stato di campagna elettorale di Masuzoe e Hosokawa e’ stato trasmesso su internet TV, e molta gente che vedeva credeva che fosse come un fenomeno sociale, e molti giornalisti anche avevano dubbio su i sondaggi pre-elettorali che mostravano certa vittoria di questo candidato maschilistico. 
•  Attualmente in Giappone, si dice che i voti di quasi tutte le elezioni sarebbero falsificati.

Realtà, fantapolitica,  attività sottobanco e allo scoperto della yakuza, nel Giappone di oggi. Resta comunque il fatto che affidare  lavori di ristrutturazione così delicati per il contenimento delle strutture a altre ditte, con meccanismi di subappalto, e queste ditte assumono personale precario, ditta che non risponde a mancanze nei lavori non eseguiti a regola d'arte, e non c'è una autorità / ingegnere che coordina e può pretendere l'esecuzione esatta dei piani di lavoro, la centrale nucleare non sarà restaurata a regola d'arte...

Tecnezio

Questo post vuole essere un contributo al Carnevale della Chimica # 34 di dicembre, ospitato sul blog “Scienza e Musica” di Leonardo Petrillo.

Il Tecnezio è l'elemento chimico 43. Il suo simbolo è Tc. È un elemento presente in vari isotopi, tutti radiattivi, appartiene ai metalli di transizione, come materiale si presenta grigio argenteo, cristallino, molto raro in natura; il tecnezio è uno dei prodotti della fissione nucleare naturale ed artificiale dell'uranio e si usa in medicina nucleare per fare scintigrafie e tomografie degli organi interni (99mTc) oppure sulle superfici in acciaio protegge contro la corrosione in forma di ammonio pertectato (99gTc). Le sue proprietà chimiche sono intermedie fra renio e manganese: le differenze di comportamento fra Tc e Re sono poche, sono chimicamente inerti e tendono a formare legami covalenti, e non tende a produrre cationi ionizzati. I suoi stati di ossidazione sono generalmente +4, +5 o +7. Si dissolve in acido nitrico, solforico e in acqua regia, ma non in acido cloridrico. E' un eccellente superconduttore a temperature inferiori agli 11 gradi Kelvin. 

Fu osservato per la prima volta nei laboratori dell'Istituto di Fisica dell'Università di Palermo da Carlo Perrier ed Emilio Segrè, nel 1937, in un campione di molibdeno bombardato con nuclei di deuterio al ciclotrone dell'Università della California, Berkeley, il primo prodotto artificialmente. Non ha isotopi stabili, come pure il promezio (da Prometeo). I più stabili sono il 98Tc e 97Tc. 

Isotopi a rapido decadimento

 95mTc è metastabile, ha un'emivita  di 61 giorni, è usato come tracciante radioattivo dal punto di vista operativo.

99mTc, per la sua breve emivita (6,01 ore), è un emettitore di raggi gamma  e si lega  a radiofarmaci, è impiegato in test di radiodiagnostica medica basati su isotopi radioattivi , in particolare in  tecniche di imaging

Una applicazione utilissima è nel monitoraggio dei linfonodi coinvolti nel processo metastatico. Oltre alla ricerca dei linfonodi sentinella nella resezione del tumore al seno, esiste oggi la possibilità di usare un marcatore radiattivo durante l'intervento chirurgico per eliminare possibili linfonodi già coinvolti nella diffusione delle cellule tumorali. Il prodotto della Navidea, Dublino, si chiama Lymphoseek, un anticorpo che è diretto contro il recettore  EGFR simile, HER/Neu, tilmanocept, ed è marcato con Tecnezio Tc 99m.

Produzione di isotopi Tc ad uso medicale

La fornitura di isotopi 99mTc ha avuto uno shut down recentemente: il mese scorso in Canada, il reattore di Chalk River si è fermato per due giorni insieme ad altri due reattori non canadesi. Questo impianto che produce  quasi un terzo delle forniture impiegate in diagnostica nel mondo,  è destinato a fermarsi nel 2016.

Già nel 2009, due reattori nucleari  di ricerca furono disattivati  per guasti e manutenzioni. Da soli fornivano gran partecella richiesta di isotopo, con circa 70,000 analisi diagnostiche  al giorno. In quel periodo i pazienti furono dirottati verso analisi più antiquate e esposti a radiazioni maggiori. Uno di quei reattori è l'High Flux 

Reactor a  Petten, The Netherlands. 

Il futuro della produzione di questo isotopo è in due brevetti in mano a due aziende

SHINE: questa  tecnologisa fa uso di un acceleratore lineare  per collidere ioni deuterio e gas trizio, producendo elio e neutroni. I neutroni sono sparati verso un volume di cento litri di  sali di uranio riscaldati, usando uranio a basso arricchimento. Viene prodotto molibdeno, che è recuperato mediante resine  scambio ionico,  mentre l'uranio rimasto è riutilizzato. Una parte di scorie nucleari viene prodotta,  ma rispetto a un reattore nucleare si tratta di una minima quantità.

 Nel modello a ciclotrone, si fa uso di un raggio di protoni accelerati sparati dentro a un bersaglio di molibdeno-100, che forma direttamente 99mTc. 

Questo isotopo ha una emivita di 6 ore, quindi deve essere utilizzato in loco. Questa limitazione prevede la costruzione di tanti piccoli ciclotroni in vicinanza di ospedali oncologici in ogni grande area urbana.

Già oggigiorno molti ospedali  usano in-house ciclotroni per la produzione di isotopi per la PET, positron emission tomography

PETtrace cyclotron (GE Healthcare, USA) usa un bersaglio di argento  e irradia 13 MeV  a 30 μA.

Uno dei primi grandi sincrotroni ancora operativi è il Bevatron, costruito nel 1950. È così chiamato perché la sua energia è dell'ordine dei 6,3 Gigaelettronvolt, che in inglese è espresso come 6,3 Billion of electronvolts, abbreviati in BeV. 

La macchina del CERN, il Large Hadron Collider, inaugurata nel 2008, è  in grado di raggiungere energie di 7 TeV (1 Tera = 10¹²).

Aziende come la Siemens sono  interessate alla produzione di impianti per la sintesi di sostanze contenenti radioisotopi da produrre in ospedale per le applicazioni di scintigrafia e PET.

Già alcuni anni fa, nell'ambito del progetto europeo ROC, "Radiochemistry on Chip", è stata dimostrata la fattibilità di produrre 18F- fluorodeossiglucosio in piccole quantità legate al consumo giornaliero in diagnostica di immagini (chips messi a punto presso i laboratori NNL, Lecce)

Lab Chip. 2013 13(12):2328-36. doi: 10.1039/c3lc00055a. 

Arima V. et al. Radiochemistry on chip: towards dose-on-demand synthesis of PET radiopharmaceuticals.

Soteigai - inaspettato

'Zutto uso datta" canzone video di Kazuyoshi Saito, dal link

A bit of japanese perspective, della blogger giornalista di Tokyo Ms.Yuko Kato

• From the outside, we may look calm and cheerful to the point of creepy, but do understand, we’re crying inside, are gritting our teeth figuratively, or as I realised yesterday, actually.

"It was always a lie - E' sempre stata una menzogna", sulla base  della sua hit  'Zutto suki datta (I always loved you)'

• Walk around this country, there are 54 nuclear plants
• Textbooks and commercials always said they were safe
• They tricked us, and then make excuses, 'Soteigai (unexpected)'
• We long for the skies we once knew, the black rain is tickling
• It was always a lie, now we all know
• It was always a lie, that nuclear power is perfectly safe
• It was always a lie, oh I wanna eat some spinach
• It was always a lie, of course you knew this would happen
• The winds are blowing radiation around, no one can stop this now
• How many have to be contaminated before this country's government wakes up?
• Did you find some good water after leaving this town?
• Please tell me. Well, no, don't bother, there's no escape anywhere
• It was always full of shit, TEPCO, HEPCO, Chuden, Kyuden, all of 'em,
• We've stopped living in dreams
• It was always full of shit, but they're still gonna continue
• It was really full of shit, I wanna do something
• It was always a lie, It was really full of shit. 

                                       (traduzione senza autorizzazione)

The Great Beyond: tutte le domande che vorreste fare sul nucleare e l'incidente di Fukushima, e le rispsote che vorremmo sentire per saperne di più (a cura degli editori di Nature)

 Sul perchè il nucleare pulito sia possibile ma non lo vuole nessuna lobby nè governo: i reattori al Torio

Acqua, Fukushima

L'acqua, elemento base della vita e solvente che trasporta i sali e i composti organici e nutritivi, permette fenomeni fondamentali per la vita: tra questi, la trasmissione nervosa grazie ai canali ionici, e  per effetto delle pompe di elettroliti sulle membrane cellulari,  grazie alla formazione di gradienti di concentrazione tra interno ed esterno permette la generazione di energia (ATP). L'acqua, nella forma di siero, viaggia lungo i vasi arteriosi e venosi trasportando emoglobina (racchiusa nei globuli rossi) che è diffonde ossigeno lungo il gradiente di tensione e in cambio elimina anidride carbonica.

L'acqua quando si sposta in grandi masse riesce a fare anche paura. A diversi stadi della crisi  giapponese ho svolto una parte predominante negli avvenimenti di questa settimana. In Giappone, in seguito di un terremoto di massima magnitudine a 25 km dalla costa nord orientale, un maremoto si è riversato in 10 minuti su Sendai, Matsushima, Iwate e le cittadine intorno, cancellando di colpo la ragnatela di isolotti davanti alla baia di Matushima.

Una massa d'acqua enorme è stata risucchiata nello slittamento delle faglie sottomarine e poi lanciata a grande velocità contro la costa di Sendai, viaggiando a oltre 3 kilometri orari. Diecimila persone sono state travolte e ora date per disperse.  Google ha messo a disposizione una pagina web per la raccolta di offerte e per le richieste di  persone disperse.

Se non bastasse, una seconda emergenza è seguita, una crisi nei reattori nuclerari della TEPCO, la Tokyo Electricity company che gestisce impianti nucleari di seconda generazione (vecchi di 40 anni) sul lungomare di Futaba,  nella regione di Fukushima. L'impanto principale formato da 6 reattori è andato completamente in avaria, le pompe di rafreddamento sono andate fuori uso, per mancanza di elettricità e in seguito per surriscaldamento interno al reattore, e le celle di deposizione del materiale radiattivo combusto si sono anche loro riattivate per evaporazione dell'acqua di copertura. Su wikipedia un riepilogo degli avvenimenti.

L'acqua in questo reattore svolge la funzione di liquido di raffreddamento che permette il rallentamento delle reazioni di decadimento radiattivo (fissione nucleare) sottraendo energia (calore) al sistema.

Una volta scoperte, le barre contenenti l' uranio  si sono surriscaldate (fuse parzialmente ), lo zirconio che le ricopre si è ossidato, le reazioni chimiche hanno liberato idrogeno, che a contatto con l'ossigeno nell'aria è esploso, causando il sollevamento del tetto di tre impianti e forse la rottura degli involucri di contenimento in acciaio che rappresenta l'elemento di sicurezza per evitare la diffusione degli isotopi radiattivi all'esterno (quelli più gassosi, Radon e Kripton, e altri isotopi leggeri) mentre quelli a nucleo più pesante sarebbero dovuti ricadere nella zona  interna, però nell'esplosione sono stati sospinti nell'atmosfera.

In queste ore l'acqua sembra l'unica sostanza in grado di revertere la reazione a catena in corso, l'acqua di mare anzi avrebbe un ulteriore effetto benefico in quanto il sale rende le barre di uranio non utilizzabile più per la produzione di energia. Si è cercato di far intervenire gli elicotteri dall'alto, ma per il forte vento e per la radiattività al di sopra della centrale non sono riusciti nelle operazioni, e si sta cercando di portare delle pompe agenti a distanza (come le navi spegni-incendio). Il liquido che sarà sparso su questi reattori contiene acido borico, perchè il boro ha la capacità di trattenere i nuclei e rallentare gli incotri tra nuclei che origina l'energia di fissione. Un grazie a tutti gli stati che in questo momento forniscono scorte di acido borico.

Purtroppo il reattore 3 non utilizza barre di uranio, ma il cosiddetto MOX, un miscuglio di ossido di plutonio e uranio impoverito. Questo materiale non deve venire a contatto con l'acqua.

Il plutonio metallico rappresenta un pericolo di incendio, specia se il materiale è finemente suddiviso. Reagisce chimicamente con l'ossigeno e con l'acqua, con la quale può formare idruro di plutonio, una sostanza che si infiamma spontaneamente all'aria. Il plutonio si espande considerevolmente in seguito all'ossidazione e può arrivare a rompere il contenitore in cui si trova. Il materiale più efficace per spegnere un incendio da plutonio è la polvere di ossido di magnesio, che raffredda la massa incendiata e blocca l'apporto di ossigeno.

Davanti a questi eventi,  un profondo grazie ai 50 operai della TEPCO che si sono dedicati  instancabilmente, pensando al bene della loro patria e dei loro connazionali, che stanno esponendosi anche a 400 milliSievert/ora, accettando le inevitabili conseguenze di questo loro sacrificio.
Graficico della contaminazione dei vari isotopi in acqua e alimenti nei giorni successivi
powerpoint sulla crisi aggiornato a fine marzo

L'acqua può avere vario impatto sulla popolazione, in quanto può sia portare gli isotopi radiattivi a terra, con la pioggia, ma può lavare quelli idrosolubili trasportandoli nell sottosuolo, può permettere il funzionamento degli impianti di disinfestazione ( le docce) per eliminare il fall out dal corpo e dai vestiti.

Il corpo della sussistenza è una delle strutture dell'esercito che partecipa attivamente in queste situazioni, non solo fornendo generi alimentari e tende da campo, ma anche strutture per la decontaminazione. Già negli anni '60 il Generale Baldo Lai aveva organizzato esercitazioni per eventuali interventi in caso di guerra atomica, in quegli anni di guerra fredda. Mai si sarebbe pensato di dover affrontare una crisi di 10 reattori nucleari obsoleti in panne.
E l'utilizzo del torio come fonte di energia è boicottato dalle lobbies del petrolochimico e dell'uranio.