Dipartimento di Chimica

 

 

Abstract

La fattibilità delle reazioni nucleari viene stabilita attraverso la valutazione del termine Q_value, che esprime l’energia rilasciata dal processo, e della reattività nucleare, un termine legato alla probabilità di reazione. Dal confronto con l’approccio termodinamico, dove la spontaneità di un processo è verificata attraverso la valutazione della variazione della energia libera di Gibbs (DG), appare evidente che nello studio delle reazioni nucleari è stato finora trascurato l’esame del termine entropico (T DS). Tale assunzione è sempre giustificata per le reazioni di fissione nucleare che, essendo caratterizzate da variazioni di entropia positive (DS >0) e da elevatissimi valori di energia rilasciata (Q_value >>0, vale a dire DH <<0), risultano sempre spontanee (DG <0) dal punto di vista termodinamico. Differentemente, nelle reazioni di fusione nucleare caratterizzate da variazioni di entropia negative (DS <0) la variazione della energia libera di Gibbs (DG) può risultare positiva rendendo la reazione non spontanea alle altissime temperature utilizzate nelle macchine a confinamento magnetico (≈ 10⁸ K).

In questo studio viene condotta una analisi termodinamica delle 4 principali reazioni di fusione nucleare che utilizzano il deuterio e che sono attualmente studiate per applicazioni energetiche. Il calcolo della entropia è realizzato attraverso l’utilizzo della equazione di Sackur-Tetrode ed i risultati ottenuti con l’analisi termodinamica sono confrontati con i criteri cinetici basati sulla reattività nucleare.

Laurea VO in Ingegneria Chimica 1983, Università La Sapienza.

Abilitazione Scientifica Nazionale alle funzioni di professore universitario di Prima Fascia nei settori disciplinari: Ingegneria Chimica e di Processo, Chimica Industriale, Fisica Tecnica ed Ingegneria Nucleare, Impianti e Processi Industriali Chimici.

In ENEA dal 1985, dal 1993 si occupa di processi e tecnologie per la separazione di idrogeno ed isotopi nel campo del ciclo del combustibile dei reattori a fusione. Attività di ricerca in campo non fusionistico hanno riguardano: i) l’interazione idrogeno-materiali, ii) i processi per la produzione di idrogeno ultrapuro da reazione di deidrogenazione di idrocarburi, alcoli e biomasse, iii) i processi di idrogassificazione per la produzione di metano.

Dal 2011 responsabile Laboratorio Tecnologie Nucleari nell’ambito dell’Unità Tecnica Fusione e quindi del Dipartimento Fusione e Sicurezza Nucleare presso il centro ENEA di Frascati.

Autore di 140 articoli scientifici su riviste internazionali con referee, di 12 articoli su riviste italiane, di 10 capitoli di libro ed editor di un handbook scientifico. h-index 35 (Scopus, Novembre 2022). Oltre 60 contributi a Conferenze. Autore di 26 brevetti di cui 6 internazionali.