ITTO970715A1 - Metodo e dispositivo per la produzione di neutroni, in particolare in un reattore nucleare operante in condizioni sottocritiche. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione è relativa a un metodo e ad un dispositivo per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia con una corrente di un fluido di nuclei pesanti, particolarmente indicati per l’applicazione a reattori nucleari operanti in condizioni sottocritiche.

Come noto, nei reattori nucleari “sottocritici” la massa di combustibile presente nel nocciolo di reazione è inferiore alla massa, detta appunto “critica”, necessaria ad autosostenere la reazione di fissione nucleare, la quale è mantenuta producendo con un opportuno dispositivo ausiliario la quantità di neutroni richiesta dal sistema: in questo modo, è sufficiente interrompere l’alimentazione di neutroni dall’esterno per arrestare la reazione nucleare e quindi “spegnere” il reattore, con evidenti vantaggi in termini di sicurezza.

In particolare, è noto produrre i neutroni richiesti dal sistema di reazione per interazione di un fascio di particelle ad alta energia (tipicamente protoni) con nuclei pesanti contenuti nel sistema stesso, per esempio nel nocciolo del reattore: i neutroni prodotti sono quindi moltiplicati in condizioni sottocritiche dal processo di fissione nel nocciolo.

Per esempio, la domanda intemazionale di brevetto PCT/EP94/02467 illustra un reattore in cui un fascio di particelle ad alta energia, prodotte da un acceleratore, viene inviato al l’interno del nocciolo attraverso un condotto mantenuto sostanzialmente sotto vuoto e chiuso alla sua estremità inferiore da una paréte di fondo emisferica, nota come “finestra”: l’estremità inferiore del condotto di alimentazione, alloggiata all 'interno del nocciolo, è immersa in un liquido costituito da un materiale a nuclei pesanti (metalli liquidi o sali metallici fusi) che, in particolare, è il liquido di raffreddamento del reattore stesso. Le particelle ad alta energia, dopo aver percorso il condotto di alimentazione, ne attraversano la parete di fondo, a cui cedono parte della propria energia, ed interagiscono quindi con il fluido di nuclei pesanti, avviando la produzione di neutroni. Questo sistema, detto a “finestra protonica” in quanto là parete di fondo del condotto di alimentazione è attraversato da un fascio protonico, presenta l’inconveniente principale di sottoporre tale parete a condizioni di esercizio particolarmente severe: la parete di fondo del condótto, infati, oltre al danneggiamento dovuto all’ attraversamento delle particelle ad alta energia, è soggetta a gradienti termici elevati dovuti al forte riscaldamento interno da parte delle particelle stesse ed al raffreddamento esterno effettuato dal fluido di nuclei pesanti, associati ad una temperatura di esercizio comunque elevata; inoltre, la pressione esterna esercitata dal fluido di nuclei pesanti sulla parete di fondo non è bilanciata da pressione interna, essendo il condoto mantenuto soto vuoto.

Una possibile soluzione ai problemi proposti dalla tecnologia sopra descritta potrebbe essere quella di far avvenire la generazione di neutroni all’ interno dello stesso condoto di alimentazione, tramite interazione del fascio di particelle ad alta energia con ima porzione confinata del fluido di nuclei pesanti presente sul fondo del condóto stesso: in questo modo, la parete di fondo del condoto, pur operando ancora in condizioni molto severe, viene attraversata sólo da neutroni (“finestra neutronica”) e il suo danneggiamento risulta pertanto inferiore. In questo caso sorgerebbe però l’ulteriore problema di asportare la potenza accumulata nella porzione di fluido confinato a seguito .dell’interazione del fascio di particelle ad alta energia. Inoltre, nel condotto di alimentazione si formerebbero prodotti radioattivi dell’interazione tra le particelle ad alta energia e il fluido di nuclei pesanti, che potrebbero diffondersi all 'esterno del reattore.

Scopo del trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra descritti delle apparecchiature note per la produzione di neutroni, fornendo un metodo e un dispositivo per la produzione di neutroni che consentano di superare tali inconvenienti.

In accordo con tale scopo, la presente invenzione è dunque relativa a un dispositivo per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia con un primo fluido operativo costituito da un materiale a nuclei pesanti, in particolare per un reattore nucleare operante in condizioni sottocritiche, comprendente un condotto di alimentazione principale attraverso il quale, inviare detto fascio di particelle ad alta energia verso detto primo fluido operativo di nuclei pesanti, e mezzi di contenimento di detto primo fluido operativo, disposti ad una prima estremità di detto condotto di alimentazione principale, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione principale comprende, in corrispondenza di detta sua prima estremità, almeno un primo tronco contenente un gas a pressione prefissata; il dispositivo comprendendo un’interfaccia tra detto gas in pressione contenuto in detto primo tronco e detto primo fluido operativo contenuto in detti mezzi di contenimento, detta interfaccia essendo definita da un pelo libero di detto primo fluido operativo mantenuto a un livello prefissato rispetto a detta prima estremità di detto condotto di alimentazione principale da dettò gas in pressione; detto dispositivo comprendendo inoltre mezzi di circolazione di detto primo fluido operativo per mantenere quest’ultimo in movimento in corrispondenza di detta interfaccia durante detta interazióne di detto fascio di particelle.

. Il dispositivo secondo l invenzione comprende inoltre mezzi di convogliamento fluidodinamico di detto primo fluido operativo di nuclei pesanti, atti adr ; indurre un moto a zampillo 'di detto primo fluido operativo immediatamente al di sotto di detto pelo libero, e mezzi di scambio termico per sottrarre calore da detto primo fluido operativo di nuclei pesanti mantenuto in movimento; detti mezzi di scambio termico comprendendo un primo circuito di raffreddamento entro cui circola un secondo fluido operativo, refrigerante.

Secondo una preferita forma di realizzazione, detto primo fluido operativo di nuclei pesanti in movimento è costituito da una porzione di detto secondo fluido operativo refrigerante, prelevata in modo continuo da detto circuito di raffreddamento, detti mezzi di convogliamento fluidodinamico di detto primo fluido operativo definendo un percorso per detto primo fluido operativo almeno parzialmente comune a detto circuito di raffreddamento di detto secondo fluido operativo. -Secondo una. possibile variante, invece, detto primo fluido operativo di nuclei pesanti è contenuto interamente entro un tratto terminale di detto primo tronco di detto condotto di alimentazione principale, compreso tra detta interfaccia e detta prima estremità del condotto di alimentazione principale; detti mezzi, di convogliamento di detto primo fluido operativo definendo un circuito chiuso di· circolazione dello stesso, privo di comunicazione fluidodinamica con detto circuito di raffreddamento di detto secondo fluido operativo refrigerante.

W ogni caso, detto condotto di alimentazione principale comprende un secondo tronco, separato da detto primo tronco mediante un setto di separazione inserito trasversale a tenuta di fluido all’interno di detto condotto di alimentazione principale; detto secondo tronco, definito tra detto setto di separazione e una seconda estremità di detto condotto di alimentazione principale, opposta a detta prima estremità, essendo mantenuto sostanzialmente sotto vuoto; detto setto di separazione comprendendo un disco sostanzialmente rigido presentante una porzione centrale sostanzialmente emisferica, la cui concavità è rivolta verso detto primo tronco di detto condotto di alimentazione principale, e un bordo anulare periferico, vincolato a tenuta di fluido a una parete laterale interna di detto primo condotto; detto setto di separazione essendo inoltre provvisto di mezzi di raffreddamento.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, essa è relativa a un metodo per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia con un primo fluido operativo costituito da un materiale a nuclei pesanti, comprendente le fasi di:

- generare un fascio di particelle ad alta energia,

- inviare tramite un condotto di alimentazióne principale detto fascio di particelle ad alta energia contro una massa prefissata di detto primo fluido operativo di nuclei pesanti, disposta ad una estremità di detto condotto di alimentazione principale, per provocare una generazione di neutroni;

il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, prima di detta fase di generazione di neutroni, una fase di:

- creare una interfaccia tra detto primo fluido operativo di nuclei pesanti e un gas in pressione contenuto in almeno un tronco delimitato di detto condotto di alimentazione principale, posto a detta estremità dello stesso, detta interfaccia essendo definita da un pelo libero di detto primo fluido operativo mantenuto a un livello prefissato rispetto a detta estremità di detto condotto di alimentazione principale da detto gas in pressione;

e dal fatto che durante detta fase di generazione di neutroni detto fascio di particelle ad alta energia attraversa detto tronco delimitato di detto condotto di alimentazione principale contenente detto gas in pressione, detto primo fluido operativo di nuclei pesanti essendo mantenuto in moto di circolazione in corrispondenza di detta interfaccia.

In particolare, durante detta fase di generazione di neutroni detto primo fluido operativo di nuclei pesanti è mantenuto in moto a zampillo immediatamente al di sotto di detto pelo libero; e a detto primo fluido operativo di nuclei pesanti viene inoltre sottratto calore tramite un secondo fluido operativo refrigerante.

Secondo una preferita forma di attuazione, detto primo fluido operativo di nuclei pesanti è mantenuto in moto di circolazione lungo un percorso fluidodinàmico almeno parzialmente esterno a detto condotto di alimentazione principale.

Secondo una possibile variante, invece, detto primo fluido operativo di nuclei pesanti è mantenuto in moto di circolazione lungo un percorso fluidodinamico definito interamente all’interno di detto condotto di alimentazione principale e privo di comunicazione idraulica con l’esterno dello stesso.

Il metodo e il dispositivo secondo la presente invenzione non prevedono dunque l’attraversamento da parte del fascio di particelle ad alta energia di pareti metalliche immerse nel fluido di nuclei pesanti (e quindi fortemente sollecitate dal punto di vista termo-meccanico), superando così gli inconvenienti delle soluzioni note a “finestra protonica”, in particolare le citate condizioni di esercizio cui sarebbero sotoposte tali pareti, troppo severe per i materiali attualmente disponibili. Secondo Γ invenzione, invece, il fascio di particelle ad alta energia attraversa solamente il seto di separazione definente il tronco del condoto di alimentazione contenente il gas in pressione, che non è immerso nel fluido di nuclei pesanti e può essere inoltre provvisto di un idoneo circuito di raffreddamento, trovandosi dunque in condizioni operative sostenibili. Successivamente, il fascio attraversa l’interfaccia Iiquido-gas tra il fluido di nuclei pesanti e il gas in pressione contenuto nel condoto di alimentazione, incidendo su una porzione di fluido di nuclei pesanti che è mantenuto in movimento per evitare eccessivi riscaldamenti locali.

Il fluido di nuclei pesanti può essere costituito da una porzione dello stesso fluido di raffreddamento del reattore: in tal caso la sua circolazione può essere assicurata dagli stessi mezzi di circolazione previsti per il fluido di raffreddamento del reatore, eventualmente integrati da appositi ulteriori mezzi di circolazione (per esempio a gas di trascinamento, utilizzando lo stesso gas che mantiene in pressione il condoto di alimentazione).

Viceversa, può essere utilizzato un fluido di nuclei pesanti distinto e separato dal fluido refrigerante del reatore: anche in questo caso, in cui il fluido di nuclei pesanti è confinato all’ interno del condoto di alimentazione, la presente invenzione consente comunque di asportare efficacemente la potenza accumulata nella porzione di fluido confinato a seguito dell’interazione del fascio di particelle ad alta energia.

Infine, la presenza del seto di separazione nel condoto di alimentazione blocca l’eventuale dispersione di prodoti radioativi lungo il condoto stesso. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione -appariranno chiari dalla descrizione seguente di alcuni suoi esempi non limitativi di realizzazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 illustra, schematicamente e in sezione longitudinale, un reattore nucleare provvisto di un dispositivo di produzione di neutroni secondo l’invenzione;

- la figura 2 illustra, schematicamente e in sezione longitudinale, un dettaglio di una possibile variante al dispositivo di figura 1 ;

- la figura 3 illustra, ancora schematicamente e in sezione longitudinale, un dettaglio di una ulteriore possibile variante al dispositivo di figura 1.

Con riferimento alla figura 1 , è indicato nel suo complesso con 1 un reattore nucleare del tipo a circolazione naturale del fluido refrigerante, utilizzante come fluido refrigerante un metallo liquido, per esempio piombo.

Il reattore 1 comprende, secondo una soluzione costruttiva nota, un involucro interno 2 e un involucro esterno 3, sostanzialmente cilindrici e chiusi superiormente da un coperchio 4: all’interno dell’involucro 2 è contenuta una quantità prefissata di un fluido operativo refrigerante 5, nella fattispecie metallo liquido (per esempio piombo), che raggiunge un pelo libero 6, e una quantità prefissata di un gas inerte 7, contenuto in un polmone 8 posto al di sopra del livello 6 del metallo liquido 5 ed al di sotto del coperchio 4.

Nella parte Inferiore dell’involucro 2 è alloggiato il cosiddetto nocciolo di reazione 10, nel quale è disposto, come noto, il combustibile nucleare: il nocciolo 10 ha struttura sostanzialmente anulare, essendo delimitato esternamente da una virola di contenimento 11 e internamente da una corona intera 12 di elementi di combustibile (non illustrati in dettaglio), disposta internamente coassiale alla virola 11 e definente una sede sostanzialmente cilindrica 13 aH’intemo del nocciolo 10; ulteriori elementi di combustibile sono distribuiti su una pluralità di corone concentriche comprese tra la corona interna 12 e la virola di contenimento 11 (non illustrate per semplicità). Il nocciolo 10 è supportato inferiormente da una griglia 14, nota, che convoglia il fluido refrigerante 5 entro il nocciolo 10 stesso.

Secondo una soluzione costruttiva nota, particolarmente indicata per i reattori a metallo liquido, all’interno del reattore 1 sono ricavati un collettore superiore 15 e un collettore inferiore 16, separati da una struttura 17 di configurazione nota, provvista in particolare di una prima porzione cilindrica 18, coassiale all 'involucro 2 e costituente in sostanza un prolungamento della virola 11 di contenimento del nocciolo 10, e di una seconda porzione cilindrica 19, pure coassiale all’involucro 2 e radialmente esterna rispetto alla precedente, alla quale è collegata tramite una porzione di raccordo 20, sostanzialmente tronco-conica. Il reattore 1 comprende inoltre almeno uno scambiatore di calore 21, noto, disposto in corrispondenza della struttura di separazione 17 tra i collettori 15 e 16, la cui finizione è quella . di sottrarre calore al fluido refrigerante 5: in uso, il collettore superiore 15 (collettore “caldo”) convoglia metallo liquido caldo verso Io scambiatore 21, mentre il collettore inferiore 16 (collettore “freddo”), convoglia metallo liquido freddo, in uscita dallo scambiatore 21, verso il nocciolo 10, definendo in tal modo un circuito di raffreddamento 22.

Preferibilmente, ma non necessariamente, secondo una soluzione nota dalla domanda italiana di brevetto n. T096A001081 della stessa Richiedente, il reattore 1 comprende inoltre un dispositivo di circolazione ausiliaria 25 che favorisce la circolazione naturale del fluido refrigerante 5 entro il reattore 1.

A tale scopo, la porzione cilindrica inferiore 18 della struttura 17 è prolungata oltre la porzione di raccordo 20 e si estende fino a una distanza prefissata al di sotto del pelo libero 6 del fluido refrigerante 5; un ulteriore elemento cilindrico 26 di diametro prefissato è disposto internamente alla porzione cilindrica inferiore 18, coassiale ad essa, a distanza prefissata dal nocciolo 10, e si estende verticalmente al di sopra del livello 6 del fluido 5, dove è ancorato al coperchio 4: l’elemento cilindrico 26 e la porzione cilindrica 18 definiscono dunque un condotto anulare 27 all’ interno del collettore caldo 15, in comunicazione idraulica con quest’ultimo tramite un passaggio anulare 28 definito dalla distanza prefissata tra la porzione cilindrica 18 e il livello 6 del fluido refrigerante 5, oltre che da una pluralità di fori 29 ricavati passanti nella parete laterale del condotto verticale 15 della stessa porzione cilindrica 18.

All’ interno del condotto anulare 27 è disposta ima pluralità di diffusori 30, nei quali, tramite rispettivi condotti di rinvio 31 e apposite soffianti (non illustrate per semplicità), è alimentato un flusso di gas compresso, per esempio prelevato dallo stesso gas di copertura 7 del reattore 1 contenuto nel polmone 8. Come illustrato nella già citata domanda italiana di brevetto n. T096A001081, questo flusso gassoso favorisce la circolazione naturale del fluido refrigerante 5 entro il reattore 1, alleggerendo la colonna di metallo liquido caldo in uscita dal nocciolo 10.

Il reattore 1 opera in condizioni sottocritiche, in quanto la quantità di combustibile nucleare presente nel nocciolo 10 non è sufficiente ad autosostenere la reazione di fissione del combustibile stesso: il reattore 1 è pertanto provvisto di un dispositivo 33 per la produzione dei neutroni necessari al mantenimento della reazione.

Secondo la presente invenzione, il dispositivo 33 di produzione di neutroni comprende mezzi di contenimento 34 di un fluido operativo 35 costituito da un materiale a nuclei pesanti (nel seguito indicato solamente come “fluido di nuclei pesanti”) e un condotto di alimentazione principale 36, attraverso il quale un fascio controllato di particelle ad alta energia (per esempio protoni), indicato dalla freccia 37 in figura 1, è inviato contro il fluido operativo di nuclei pesanti 35, in modo che l interazione tra il fascio 37 e il fluido di nuclei pesanti 35 generi, secondo un principio noto, una quantità prefissata di neutroni.

Nella fattispecie illustrata in figura 1, in particolare, il fluido di nuclei pesanti 35 è costituito dallo stesso metallo liquido 5 di raffreddamento del reattore 1, e precisamente da una porzione del metallo liquido 5 contenuta all’interno della sede cilindrica 13 del nocciolo 10, entro la quale, come sarà chiarito in seguito, viene convogliata in modo continuo attraverso una struttura di convogliamento 38.

Il condotto di alimentazione principale 36 è disposto tra un’apparecchiatura di generazione del fascio di particelle 37, esterna al reattore 1 e costituita per esempio da un acceleratore di tipo noto non illustrato per semplicità, e il nocciolo 10 del reattore 1: il condotto 36 può avere sviluppo qualsiasi, ma presenta comunque almeno un tratto di estremità 39, nella fattispecie non limitativa illustrata in figura 1 sostanzialmente rettilineo, disposto internamente coassiale all’involucro 2 del reattore 1, come illustrato in figura 1. Nella fattispecie illustrata, il condotto di alimentazione principale 36 è inserito passante in un’apposita apertura del coperchio 4 ed è disposto all’interno dell’elemento cilindrico 26, coassiale ad esso; il condotto 36 si estende verticalmente verso il basso in modo che una sua estremità inferiore 40 sia contenuta all’ interno della sede cilindrica 13 del nocciolo anulare 10. L’estremità 40 del condotto 36 è aperta inferiormente ed è inoltre provvista, ad una distanza prefissata da un proprio bordo inferiore 41, di una pluralità di fori radiali passanti 42.

Il condotto di alimentazione principale 36 è internamente provvisto di un setto di separazione 45, disposto trasversale entro il tratto rettilineo 39 del condotto 36 stesso, preferibilmente al di sopra del livello 6 del fluido refrigerante 5 nel reattore 1. Il setto 45 delimita un primo tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36, compreso tra il setto 45 e l estremità inferiore 40 del condotto di alimentazione principale 36, e un secondo tronco 47, compreso tra il citato acceleratore di particelle (non illustrato) e il setto stesso.

Secondo una preferita forma di realizzazione, il setto 45 è costituito da un disco metallico presentante una porzione centrale 48 sostanzialmente emisferica, la cui concavità è rivolta verso il primo tronco 46, e un bordo anulare periferico 49, vincolato a tenuta di fluido alla parete laterale interna del condotto 36, ed è inoltre provvisto di un circuito di raffreddamento 50, per esempio ad acqua in ebollizione: preferibilmente, il setto 45 è costituito da due o più lamierini relativamente sottili realizzati con un materiale molto trasparente alle particelle ad alta energia (per esempio alluminio), e meati di acqua di raffreddamento circolano entro intercapedini di piccolo spessore predisposte tra i lamierini (non illustrate per semplicità); in questo caso, condotti di ingresso 51 e uscita 52 dell’acqua di raffreddamento sono disposti sul bordo periferico 49 del setto 45. Sul bordo periferico 49 è inoltre alloggiato passante almeno un condotto di alimentazione secondario 53, per introdurre un flusso gassoso entro il primo tronco 46 del condotto principale 36. Secondo l’invenzione, il primo tronco 46 contiene dunque un gas 55 a pressione prefissata, alimentato tramite il condotto 53, mentre il secondo tronco 47 del condotto di alimentazione principale 36 è mantenuto sostanzialmente sotto vuoto. Preferibilmente, ma non necessariamente, il gas 55 è prelevato, per esempio tramite soffianti, note e non illustrate per semplicità, dal gas 7 di copertura del reattore 1 contenuto nel polmone 8.

La struttura di con vogl lamento 38 del metallo liquido 5 facente parte del dispositivo 33 è disposta all’interno della sede cilindrica 13 del nocciolo 10 e comprende due condotti 56, 57, sostanzialmente cilindrici e coassiali tra loro e al condotto di alimentazione principale 36 e inferiormente collegati tra loro da una parete di fondo anulare 58: il condotto 56 ha diametro inferiore al condotto di alimentazione principale 36 ed è disposto al di sotto del bordo inferiore 41 di quest’ultimo, a distanza prefissata da esso, mentre il condotto 57 ha diametro maggiore del condotto di alimentazione principale 36 e si estende verticalmente verso l’alto dalla parete di fondo 58 oltre il bordo 41 fino ad avvolgere, a distanza radiale prefissata, un tratto del primo tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36, insieme al quale delimita pertanto un condotto anulare 59. Preferibilmente, il condotto 56 è disposto al di sotto del bordo inferiore 41 del condotto di alimentazione principale 36 a una distanza dai fori radiali 42 pari a circa un quarto del diametro del condotto 56.

La struttura di convogliamento 38 è alloggiata nella sede cilindrica 13 del nocciolo anulare 10, con il condotto 57 sostanzialmente accoppiato alla corona interna 12 del nocciolo stesso: preferibilmente, il condotto 57 sporge superiormente per un tratto prefissato oltre il nocciolo 10. Inferiormente, la struttura di convogliamento 38 è ancorata alla griglia 14 di supporto del nocciolo 10 tramite un elemento cilindrico 60, internamente cavo, disposto coassiale all’intemo della sede 13 ed estendentesi verticalmente a sbalzo da una faccia superiore della griglia 10, e sul quale il condotto 56, per esempio, è calzato ad interferenza. Inoltre, la struttura di convogliamento 38 è vincolata al condotto di alimentazione principale 36 tramite elementi di ancoraggio 61.

Secondo l’invenzione, la pressione del gas 55 nel primo tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36 è sufficiente a creare, all’estremità inferiore 40 dello stesso, un pelo libero 62 del metallo liquido 5, il quale costituisce in sostanza un’interfaccia 63 tra il gas in pressione 55 contenuto nel tronco 46 del condotto 36 e la porzione di metallo liquido 5 costituente il fluido operativo di nuclei pesanti 35, contenuta nella sede cilindrica 13 del nocciolo anulare 10: la pressione a cui è tenuto il gas 55 è dunque quella che equilibra la pressione del gas 7 di copertura del reattore 1 aumentata del battente di metallo liquido 5 tra il pelo libero 6 e il pelo libero 62. Secondo il trovato, inoltre, la pressione del gas 55 deve essere tale da provocare la fuoriuscita del gas 55 dai fori radiali 42, in modo che il gas 55, risalendo all’interno del condotto anulare 59, alleggerisce la colonna di metallo liquido 5 in esso contenuta, realizzando cosi, insieme alla struttura di convogliamento 38, ulteriori mezzi di circolazione 64 del metallo liquido 5, i quali contribuiscono, insieme al dispositivo di circolazione ausiliaria 25, alla circolazione complessiva del metallo liquido 5 nel reattore 1.

In uso, una certa portata di gas, per esempio prelevata dal gas di copertura 7 del reattore 1, contenuto nel polmone 8, e compressa tramite soffianti (note e non illustrate per semplicità), viene inviata tramite il condotto di alimentazione secondario 53 all’interno del primo tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36. La pressione del gas inviato nel tronco 46 è tale da mantenere il pelo libero 62 del metallo liquido 5 in corrispondenza del livello dei fori radiali 42, attraverso i quali il gas in pressione del tronco 46 può fuoriuscire e risalire verso l’alto, percorrendo il condotto anulare 59.

Il metallo liquido 5 circola all’ interno del reattore 1 percorrendo il circuito di raffreddamento 22, definito tra il nocciolo 10, dal quale asporta il metallo liquido 5 asporta il calore generato dalla reazione nucleare che vi ha luogo, e lo scambiatore 21, al quale il metallo liquido 5 cede tale calore: il metallo liquido 5 caldo in uscita dal nocciolo 10 risale verso il cielo del reattore airintemo del condotto anulare 27, nel quale è inoltre immesso un flusso gassoso tramite i diffusori 30, allo scopo di aumentare la velocità di risalita del metallo liquido 5 e migliorare così la circolazione complessiva dello stesso nel reattore 1 (come illustrato in dettaglio nella citata domanda italiana di brevetto n. T096A001081); il metallo liquido 5 freddo in uscita dallo scambiatore 21, invece, scende nel collettore inferiore 16 fino al fondo del reattore 1, da cui, attraverso la griglia 14, ritorna nel nocciolo 10.

In particolare, secondo la presente invenzione, parte del metallo liquido 5, freddo, proveniente dal fondo del reattore 1, attraversa il nocciolo 10 (precisamente la sua porzione che contiene il combustibile nucleare), e parte risale nella sede interna 13 del nocciolo stesso attraversando l’elemento cilindrico cavo 60 e il condotto 56 della struttura di convogli amento 38: giunto alla sommità del condotto 56, il metallo liquido 5 viene investito dal fascio di particelle ad alta energia 37 che hanno percorso il condotto di alimentazione principale 36: l’interazione tra il fascio di particelle 37 e i nuclei, pesanti, del metallo liquido 5 genera una quantità prefissata di neutroni che, come schematicamente illustrato in figura 1, investono a loro volta il combustibile nucleare contenuto nel nocciolo 10, alimentando la reazione nucleare.

Il metallo liquido 5, riscaldato dall’azione delle particelle 37, viene quindi convogliato dalla struttura di convogliamento 38 verso il condotto anulare 59: in particolare, la geometria della struttura di convogliamento 38 determina un moto a zampillo del metallo liquido 5, radiale verso l’esterno, poi assiale verso il basso, di nuovo radiale verso l’esterno ed infine assiale verso l’alto, secondo un percorso a S orizzontale, come illustrato dalle frecce in figura 1. Raggiunto il condotto anulare 59, inoltre, il metallo liquido 5 incontra il gas in risalita uscente dai fori 42, che lo trascina verso l’alto; all’uscita dal condotto anulare 59, infine, il metallo liquido 5 si mescola con quello in uscita dal nocciolo 10 e riprende la circolazione verso lo scambiatore di calore 21 con le modalità precedentemente descritte.

In questo modo, le strutture metalliche immerse nel fluido di nuclei pesanti sono soggette a solo irraggiamento neutronico e non sono invece attraversate da particelle ad alta energia: il fascio 37, infatti, interagisce con il fluido operativo di nuclei pesanti 35, liberando in esso neutroni, in prossimità dell’interfaccia 63 tra il gas in pressione 55 del condotto di alimentazione principale 36 e il fluido di nuclei pesanti 35.

L’unico elemento attraversato dal fascio di particelle ad alta energia 37 è il. setto 45, il quale però non si trova direttamente a contatto con il metallo liquido 5 ed è sottoposto a sollecitazioni accettabili, oltre a poter essere provvisto di mezzi di raffreddamento.

Inoltre, il fascio di particelle ad alta energia 37 incide sul fluido operativo di nuclei pesanti mantenuto in movimento a zampillo, evitando così che le particelle incidano su fluido stagnante con conseguenti eccessivi riscaldamenti locali, rischi di ebollizione, alterazione del livello del pelo libero e carichi termici eccessivi. La circolazione del fluido di nuclei pesanti 35 è assicurata, nella fattispecie descritta, dagli stessi mezzi di circolazione 25 del fluido refrigerante 5 del reattore 1, ulteriormente facilitata tramite lo stesso gas 55 fatto tracimare attraverso i fori radiali 42.

Secondo la variante illustrata in figura 2, nella quale i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, il fascio di particelle 37 incide su una porzione confinata di fluido operativo di nuclei pesanti 35, contenuta interamente entro un tratto terminale 70 a fondo cieco del primo tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36, alloggiata entro la sede cilindrica 13 intera al nocciolo anulare 10: in questo caso, dunque, a differenza di quanto precedentemente descritto con riferimento alla figura 1, l’estremità inferiore 40 del condotto di alimentazione principale 36 è chiusa da una parete di fondo 71 e il fluido operativo di nuclei pesanti 35, che può comunque essere lo stesso tipo di fluido usato come fluido refrigerante 5, è però separato da questo e interamente contenuto nel tratto terminale 70 del condotto 36.

Nella fattispecie non limitativa illustrata in figura 2, il tratto terminale 70 è provvisto di un’appendice eccentrica 72, presentante una sezione di passaggio fluidodinamico inferiore a quella del tronco 46 ed estendentesi verticalmente verso il basso dalla parete di fondo 71, a sua volta provvista di un fondo cieco 73; il tratto terminale 70 è inoltre provvisto di una pluralità di condotti 74 di collegamento idraulico tra l’estremità inferiore 40 del tronco 46 e il fondo 73 dell’appendice 72, ovvero del condotto di alimentazione principale 36.

Analogamente a quanto precedentemente descritto, il tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36 contiene ancora un gas in pressione 55, introdotto mediante un condótto di alimentazione secondario 53 passante attraverso il bordo periferico 49 del setto 45: in questo caso, però, il condotto di alimentazione secondario 53 si estende lungo tutto il tronco 46 e l’appendice eccentrica 72 in modo che il gas 55 sia immesso in corrispondenza del fondo cieco 73 del condotto di alimentazione principale 36, e comunque a un livello relativamente inferiore a quello del pelo libero 62. Nel bordo periferico 49 del setto 45 è inoltre alloggiato passante un condoto di uscita 75 per il gas 55.

pressione di alimentazione del gas 55 è tale che il gas può fuoriuscire dal condoto di' alimentazione secondario 53 nonostante la presenza del fluido operativo 35 erisalire attraverso di esso nel tronco 46: all’interno di quest’ultimo, anche in questo caso, il gas 55 definisce, ad un livello prefissato dalla parete di fondo 71, un pelo libero 62 del fluido di nuclei pesanti 35, il quale costituisce in sostanza un’interfaccia 63 tra il gas in pressione 55 contenuto nel tronco 46 e lo stesso fluido operativo 35; in questa variante, però, tale pressione può essere relativamente bassa, in quanto il fluido operativo 35 è del tuto separato dal fluido refrigerante 5 (metallo liquido) del reatore 1 e l’unico batente di fluido da bilanciare è quello tra il pelo libero 62 e lo sboccò del condoto di alimentazione secondàrio 53.

All’interno del trato terminale 70 è inoltre inserita una struttura di convogliamento 38, la quale si estende obliquamenté a sbalzo da un bordo interno 76 di attacco dell’appendice 72 alla parete di fondo 71 verso l’alto fino a una distanza prefissata al di soto del pelo libero 62, in modo da definire un prolungamento superiore dell’appendice 72' all’interno del tratto terminale 70, avente sezione di passaggio fluidodinamico crescente verso l’alto. La struttura di convogliamento 38 definisce pertanto, insieme all’appendice 72 e ai condoti di collegamento 74, un percorso fluidodinamico per il fluido operativo di nuclei pesanti 35 che è un circuito chiuso interamente interno al condoto di alimentazione; principale 36, in particolàre privo di comunicazione fluidodinamica con il circuito di raffreddamento 22 del reatore 1, entro cui circola, come precedentemente descrito, il fluido refrigerante 5.

In questo modo, dunque, il fluido operativo di nuclei pesanti 35, destinato ad essere investito dal fascio di particelle ad alta energia 37, è confinato nel tratto terminale 70' del condotto di alimentazione principale 36 compreso tra l’interfaccia 63 e la parete di fondo 71, e nell’appendice a fondo cieco 73.

Secondò la preferita forma di realizzazione illustrata in figura 2, il tratto terminale 70 del condotto di alimentazione principale 36 è interamente alloggiato all’interno della sede cilindrica 13 del nocciolo anulare 10, mentre l’appendice 72 si estende inferiormente fino al di sotto della griglia di supporto 14 del nocciolo 10 stesso, in sostanza fino in prossimità di un fondo 79 del reattore 1. In questo caso, la griglia 13 presenta un’apertura centrale passante 77 attraverso la quale sono inseriti i condotti di. collegamento idraulico 74 e l’appendice 72. Preferibilmente, in questa variante il reattore 1 comprende un’ulteriore elemento di convogliamento 78, facente parte del circuito di raffreddamento 22 per il fluido refrigerante 5, costituito da un condotto cilindrico verticale inserito all’interno della sede 13 del nocciolo 10, sostanzialmente accoppiato alla parete interna 12 dello stesso ed estendentesi superiormente per un tratto prefissato oltre il nocciolo 10 stesso e inferiormente oltre la griglia 14 e fino a una distanza prefissata dal 79 del reattore 1 , in modo da definire un proprio bordo di estremità inferiore 80 e il fondo 79 un passaggio anulare 81. L’elemento di convogliamento 78 è ancorato al fondo 79 del reattore 1 e al condotto di alimentazione principale 36 rispettivamente tramite elementi di guida 82 ed elementi di ancoraggio 61.

In uso, il fascio di particelle ad alta energia 37, percorso il condotto di alimentazione principale 36, incide, attraversata l’interfaccia 63, sul fluido operativo di nuclei pesanti 35, scaldando il fluido stesso e generando neutroni che, come schematicamente illustrato in figura 2, investono a loro volta il combustibile nucleare contenuto nel nocciolo 10, alimentando la reazione nucleare.

Anche in questo caso, il fluido operativo di nuclei pesanti 35 è mantenuto in movimento a zampillo in corrispondenza dellinterfaccia 63 e in circolazione all’interno del circuito chiuso definito dalla struttura di convogliamento 38, dall’appendice 72 e dai condotti di collegamento idraulico 74: tale circolazione è assicurata dall 'immissione del flusso gassoso di trascinamento sul fondo 73 dell’appendice 72.

Il calore generato dall’ interazione del fascio di particelle 37 sul fluido operativo di nuclei pesanti 35 è asportato tramite la circolazione del fluido stesso, il quale si raffredda transitando nel tratto terminale 70 del condotto di alimentazione principale 36, nei condotti di collegamento 74 e nell’appendice 72, sul cui esterno circola metallo liquido 5 relativamente freddo proveniente dal fondo del reattore 1, in particolare attraverso il passaggio anulare 81.

Anche secondo questa variante, le strutture metalliche immerse nel fluido di nuclei pesanti sono soggette a solo irraggiamento neutronico e non sono invece attraversate da particelle ad alta energia: il fascio 37, infatti, interagisce con il fluido operativo di nuclei pesanti 35, liberando all’interno di quest’ultimo neutroni, in prossimità dell’ interfaccia gas-liquido 63 tra il gas in pressione 55 del condotto di alimentazione principale 36 e il fluido di nuclei pesanti 35 contenuto aH’intemo' del tratto terminale 70 dello stesso condotto di alimentazione principale 36.

In questo caso, dunque, viene utilizzato un fluido di nuclei pesanti 35 distinto e separato dal fluido refrigerante 5 del reattore 1 (anche se, volendo, dello stesso tipo): anche in questo caso, comunque in cui il fluido di nuclei pesanti 35 è confinato all’interno del condotto di alimentazione 36, la presente invenzione consente di asportare la notevole quantità di calore generata nel fluido di nuclei pesanti 35 a seguito dell’interazione del fascio di particelle ad alta energia 37. Tale calore viene infatti asportato mantenendo il fluido di nuclei pesanti 35 in moto lungo il circuito chiuso a bassa perdita di carico precedentemente descritto, raffreddato dall’esterno dal fluido refrigerante 5.

Secondo l’ulteriore variante illustrata in figura 3, nella quale i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, la circolazione del fluido operativo di nuclei pesanti 35 nel circuito secondario è assicurata dalla presenza di almeno una pompa 85 immersa nel fluido operativo di nuclei pesanti 35, preferibilmente disposta all’ interno dell’appendice 72, a distanza prefissata dal fondo cieco 73 e azionata, per esempio, tramite un motore esterno al reattore 1 (non illustrato per semplicità). Secondo la presente invenzione, la pompa 85 deve vincere solamente le perdite di carico del circuito secondario e non richiede pertanto prestazioni particolarmente elevate. In questo caso, inoltre, non è necessaria la pressurizzazione del tronco 46 del condotto di alimentazione principale 36: il setto di separazione 45 avrebbe in tal caso solo funzione di barriera ai prodotti radioattivi dell’interazione tra il fascio di particelle 37 e i nuclei pesanti del fluido 35. La sua assenza non pregiudicherebbe la funzionalità del dispositivo 33 ai fini della produzione di neutroni.

Risulta infine chiaro che al dispositivo sopra descritto possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall’ambito delle rivendicazioni.

Claims (20)

1. R I V EN D I C A Z I ON I 1. Dispositivo (33) per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia (37) con un primo fluido operativo (35) costituito da un materiale a nuclei pesanti, in particolare per un reattore nucleare (1) operante in condizioni sottocritiche, comprendente un condotto di alimentazione principale (36) attraverso il quale inviare detto fascio di particelle ad alta energia (37) verso detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35), e mezzi di contenimento (34) di detto primo fluido operativo (35), disposti ad una prima estremità (40) di detto condotto di alimentazione principale (36), caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione principale (36) comprende, in corrispondenza di detta sua prima estremità (40), almeno un primo tronco (46) contenente un gas (55) a pressione prefissata; il dispositivo (33) comprendendo un’interfaccia (63) tra detto gas in pressione (55) contenuto in detto primo tronco (46) e detto primo fluido operativo (35) contenuto in detti mezzi di contenimento (34), detta interfaccia (63) essendo definita da un pelo libero (62) di detto primo fluido operativo (35) mantenuto a un livello prefissato rispetto a detta prima estremità (40) di detto condotto di alimentazione principale (36) da detto gas in pressione (55); detto dispositivo (33) comprendendo inoltre mezzi di circolazione (25, 64) di detto primo fluido operativo (35) per mantenere quest’ultimo in movimento in corrispondenza di detta interfaccia (63) durante detta interazione di detto fascio di particelle (37).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi di convogliamento fluidodinamico (38) di detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35), atti ad indurre un moto a zampillo di detto primo fluido operativo (35) immediatamente al di sotto di detto pelo libero (62), e mezzi di scambiò termico (22) per sottrarre calore da detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35) mantenuto in movimento; detti mezzi di scambio termico comprendendo un primo circuito di raffreddamento (22) entro cui circola un secondo fluido operativo (5), refrigerante.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35) in movimento è costituito da una porzione di detto secondo fluido operativo refrigerante (5), prelevata in modo continuo da detto circuito di raffreddamento (22), detti mezzi di convogliament fluidodinamico (38) di detto primo fluido operativo (35) definendo un percorso per detto primo fluido operativo (35) almeno parzialmente comune a detto circuito di raffreddamento (22) di detto secondo fluido operativo (5).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un condotto di alimentazione secondario (53) per introdurre detto gas (55) in detto primo tronco (46) di detto condotto di alimentazione principale (36); detto condotto di alimentazione principale (36) presentando almeno un tratto di estremità (39) sostanzialmente cilindrico e rettilineo, disposto sostanzialmente verticale, di cui detta prima estremità (40) del condotto di alimentazione principale (36) costituisce un’estremità inferiore aperta, provvista, a distanza prefissata da un proprio bordo inferiore (41), di una pluralità di fori radiali (42) passanti; la pressione di detto gas (55) in detto primo tronco (46) di detto condotto di alimentazione principale (36) essendo tale da mantenere detto pelo libero (62) sostanzialmente al livello di detti fori radiali (42).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di convogli amento fluidodinamico (38) comprendono un primo (56) e un secondo (57) condotto di convogliamento, sostanzialmente cilindrici e coassiali a detto tratto di estremità (39) di detto condotto di alimentazione principale (36), collegati a rispettive estremità inferiori da una parete di fondo (58) anulare; detto primo condotto di convogl lamento (56) avendo diametro inferiore al diametro di detto condotto di alimentazione principale (36) ed essendo disposto al di sotto di detta prima estremità (40) dello stesso, a distanza prefissata da essa, e al di sotto di detto pelo libero (62) di detto primo fluido operativo (35); detto secondo condotto di convogliamento (57) avendo diametro maggiore del diametro di detto condotto di alimentazione principale (36) ed estendendosi verticalmente verso l’alto da detta parete di fondo (58) oltre detta prima estremità (40) di detto condotto di alimentazione principale (36), in modo da avvolgere, a distanza radiale prefissata, almeno un tratto di detto condotto di alimentazione principale (36) e definire, insieme allo stesso, un condotto anulare (59).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione principale (36) è disposto al di sotto di detto pelo libero (62) di detto primo fluido operativo (35) definito in corrispondenza di detta pluralità di fori radiali passanti (42), a distanza da detto pelo libero (62) pari a circa un quarto del diametro di detto primo condotto di convogliamento (56).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35) è contenuto interamente entro un tratto terminale di detto primo tronco (46) di détto condotto di alimentazione principale (36), compreso tra detta interfaccia (63) e detta prima estremità (40) del condotto di alimentazione principale (36); detti mezzi di convogliamento (38) di detto primo fluido operativo (35) definendo un circuito chiuso di circolazione dello stesso, privo di comunicazione fluidodinamica con detto circuito di raffreddamento (22) di detto secondo fluido operativo refrigerante (5).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione principale (36) presenta almeno un tratto di estremità (39) sostanzialmente cilindrico e rettilineo, disposto sostanzialmente verticale, di cui detta prima estremità (40) costituisce un’estremità inferiore chiusa da una parete di fondo (71); detto condotto di alimentazione principale (36) essendo provvisto di un’appendice eccentrica (72) a fondo cieco (73), presentante ima sezione di passaggio fluidodinamico inferiore a quella di detto condotto di alimentazione principale (36) ed estendentesi verticalmente verso il basso da detta parete di fondo (71) e di una pluralità di condotti (74) di collegamento idraulico tra detta estremità inferiore (40) di detto condotto di alimentazione principale (36) e detto fondo cieco (73) di detta appendice (72).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di convogliamento fluidodinamico comprendono una struttura di convogliamento (38) estendentesi obliquamente a sbalzo da un bordo interno (76) di attacco di detta appendice (72) a detta parete di fondo (71) verso l’alto fino a una distanza prefissata al di sotto di detto pelo libero (62), in modo da definire un prolungamento superiore di detta appendice (72) all’ interno di detto tratto terminale (70) del condotto di alimentazione principale (36), avente sezione di passaggio fluidodinamico crescente verso l’alto.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta appendice (72) e detti condotti di collegamento idraulico (74) sono immersi in detto fluido refrigerante (5) circolante in detto circuito di raffreddamento (22).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un condotto di alimentazione secondario (53), estendentesi lungo detto tratto terminale (70) di detto condotto di alimentazione principale (36) e lungo detta appendice eccentrica (72), per introdurre un flusso gassoso di trascinamento entro detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35) in prossimità di detto fondo cieco (73) di detta appendice (72).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di circolazione comprendono mezzi di circolazione forzata (85) almeno parzialmente immersi in detto primo fluido operativo di nuclei pesanti (35).
13. 13. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione principale (36) comprende inoltre un secondo tronco (47), separato da detto primo tronco (46) mediante un setto di separazione (45) inserito trasversale a tenuta di fluido al'inter di detto condotto di alimentazione principale (36); detto secondo tronco (47), definito tra detto setto di separazione (45) e una seconda estremità di detto condotto di alimentazione principale (36), opposta a detta prima estremità (40), essendo mantenuto sostanzialmente sotto vuoto; detto setto di separazione (45) comprendendo un disco sostanzialmente rigido presentante una porzione centrale (48) sostanzialmente emisferica, la cui concavità è rivolta verso detto primo tronco (46) di detto condotto di alimentazione principale (36), e un bordo anulare periferico (49), vincolato a tenuta di fluido a una parete laterale interna di detto primo condotto (36); detto setto di separazione (45) essendo inoltre provvisto di mezzi di raffreddamento (50).
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto setto di separazione (45) è costituito da almeno due fogli realizzati in un materiale trasparente alle particelle ad alta energia, detti mezzi di raffreddamento comprendendo un secondo circuito di raffreddamento (50) almeno parzialmente inserito tra detti fogli e provvisto di condotti di ingresso (51) e di uscita (52) disposti su detto bordo periferico (49) di detto setto di separazione (45).
15. 15. Reattore nucleare (1), in particolare del tipo utilizzante un metallo liquido come fluido refrigerante e operante in condizioni sottocritiche, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di produzione di neutroni (33) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
16. 16. Metodo per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia (37) con un primo fluido operativo (35) costituito da un materiale a nuclei pesanti, comprendente le fasi di: - generare un fascio di particelle ad alta energia (37), - inviare tramite un condotto di alimentazione principale (36) detto fascio di particelle ad alta energia (37) contro una massa prefissata di detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti, disposta ad una estremità (40) di detto condotto di alimentazione principale (36), per provocare una generazione di neutroni; il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, prima di detta fase di generazione di neutroni, una fase di: - creare una interfaccia (63) tra detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti e un gas in pressione (55) contenuto in almeno un tronco delimitato (46) di detto condotto di alimentazione principale (36), posto a detta estremità (40) dello stesso, detta interfaccia (63) essendo definita da un pelo libero (62) di detto primo fluido operativo (35) mantenuto a un livello prefissato rispetto a detta estremità (40) di detto condotto di alimentazione principale (36) da detto gas in pressione (55); e dal fatto che durante detta fase di generazione di neutroni detto fascio di particelle ad alta energia (37) attraversa detto tronco delimitato (46) di detto condotto di alimentazione principale (36) contenente detto gas in pressione (55), detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti essendo mantenuto in moto di circolazione in corrispondenza di detta interfaccia (63).
17. 17. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che durante detta fase di generazione di neutroni detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti è mantenuto in moto a zampillo immediatamente al di sotto di detto pelo libero (62); e che a detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti viene inoltre sottratto calore tramite un secondo fluido operativo refrigerante (5).
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, caratterizzato dal fatto che detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti è mantenuto in moto di circolazione lungo un percorso fluidodinamico almeno parzialmente esterno a detto condotto di alimentazione principale (36).
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, caratterizzato dal fatto che detto primo fluido operativo (35) di nuclei pesanti è mantenuto in moto di circolazione lungo un percorso fluidodinamico definito interamente all’ interno di detto condotto di alimentazione principale (36) e privo di comunicazione idraulica con l’esterno dello stesso..
20. 20. Dispositivo e metodo per la produzione di neutroni tramite interazione di un fascio di particelle ad alta energia con un fluido operativo costituito da un materiale a nuclei pesanti, e reattore nucleare utilizzante gli stessi, sostanzialmente come descritto con riferimento alle figure del disegno annesso.