Megatons to megawatts

[how to produce electricity by getting rid of 20k nuclear warheads]

This article was originally published in Italian on the 12th of March, 2014.

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Last weeks world news – a source of concern for the condition of Ukraine’s population – have brought back to the top the spectre of the nuclear weaponry race.

In addition to real fatalities and strong divisions – the price for fierce clashes and the result of national policies we do not want to describe here, nor we are able to judge in every aspect – we see an increased fear that the deterioration of the situation could bring to contrasts we all expected would have been just a relic of the past, after the end of the Cold War.

In order to exorcise such frightening thought we want to remember how much we can get from the use of energy sources as vehicles of Peace. And among all nuclear energy.

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In December 2013 the program popularly known as “Megatons to Megawatts” was completed. On the basis of this program the United States agreed with Russian Federation to purchase some Low-Enriched Uranium (i.e. with a 235U concentration below 20%) coming from the reprocessing of the Highly-Enriched Uranium (i.e. with a 235U concentration above 80%) contained in the former USSR nuclear warheads. The official name of the program was “Agreement between the Government of the Russian Federation and the Government of the United States of America Concerning the Disposition of Highly-Enriched Uranium Extracted from Nuclear Weapons.”, dated February 18th, 1993.

It was estimated that in the last twenty years the United States have produced about 10% of its electricity by dismantling 20k nuclear warheads сделано в России (made in Russia); in other words, they have recycled 500 tonnes of Russian bomb-grade HEU into 14k tonnes of LEU. This is energetically equivalent to: 3.4 billions tonnes of coal, 12.2 billions of oil barrels, 2.6E15 (2.6 millions of billions of) cubic meters of natural gas [1].

Interesting to know how all was born thanks to the initiative of a Physicist at MIT, Thomas L. Neff [2], who in October 1991 took pen and paper and wrote to New York Times, voicing his apprehension. He had in mind a very simple idea on how to turn an uncomfortable and potentially dangerous legacy in a useful and highly symbolic initiative. Two months later Neff was invited in Moscow to discuss the details of his proposal with Russian scientists and Government’s officials. On August 28th, 1992 negotiation started; Clinton and Yeltsin signed the final agreement in 1993.

The details of the proposal were put on paper for the first time on October 24th, 1991 in a Op-Ed in the New York Times. The project was so successful that it was honored on the same newspaper on January 24th .

Notes
[1] http://www.usec.com/russian-contracts/megatons-megawatts

[2]Thomas L. Neff assisted US Governments over the years in fixing some problems related to the Highly-Enriched Uranium management and nuclear security. For such activity he was awarded in 1997 with Leo Szilard Award in Physics. [http://www.world-nuclear.org/sym/2006/neffbio.htm]

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Dai megaton ai megawatt

[come produrre energia elettrica eliminando 20000 testate nucleari]

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Le cronache estere delle ultime settimane, fonti di grave preoccupazione per la condizione degli abitanti dell’Ucraina, hanno riportato in auge lo spettro degli armamenti nucleari.

Ai morti reali, prezzo di aspri scontri, alle forti divisioni, frutto di politiche che qui non vogliamo descrivere né siamo in grado di giudicare in ogni loro aspetto, vediamo aggiungersi la paura che il precipitare della situazione comporti il riproporsi di contrapposizioni di forza che si pensava archiviate (forse) per sempre con la fine della cosiddetta Guerra Fredda.

Nel nostro piccolo, quasi ad esorcizzare tale pensiero terrificante, vorremmo qui  ricordare quanto bene si possa trarre dall’utilizzare le fonti energetiche come veicoli di pace. E tra tutte quella nucleare, in particolare.

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Lo scorso dicembre è stato completato il programma noto con il nome popolare di “Megatons to Megawatts”. Alla base di tale programma vigeva il contratto di acquisto da parte degli Stati Uniti d’America di uranio a basso arricchimento [LEU – Low-Enriched Uranium] (concentrazione isotopo 235U < 20%) ottenuto dal ri-processamento dell’uranio altamente arricchito [HEU – Highly Enriched Uranium] (concentrazione isotopo 235U > 85%) contenuto nelle testate nucleari della Federazione Russa (ex-URSS). Il nome ufficiale del programma è “Accordo tra il Governo della Federazione Russa e il Governo degli Stati Uniti d’America per quanto riguarda la Disposizione dell’Uranio Altamente Arricchito Estratto da Armi Nucleari”, ed è datato 18 febbraio 1993 [Agreement between the Government of the Russian Federation and the Government of the United States of America Concerning the Disposition of Highly-Enriched Uranium Extracted from Nuclear Weapons].

È stato calcolato che il 10% dell’energia elettrica made in USA è stato ottenuto negli ultimi venti anni mediante lo smantellamento di qualcosa di più di 20000 testate nucleari сделано в России (made in Russia), ossia che 500 tonnellate di bomb-grade HEU sono state riciclate in più di 14.000 tonnellate di LEU, equivalenti in termini di energia a circa: 3.4 miliardi di tonnellate di carbone fossile, 12.2 miliardi di barili di petrolio, 2.6E15 (2.6 milioni di miliardi di) metri cubi di gas [1].

Interessante notare come il tutto sia nato grazie all’iniziativa di un fisico del MIT, Thomas L. Neff [2], che nell’ottobre del 1991 ‘prese carta e penna’ e scrisse al New York Times, dando sfogo alla propria ‘inquietudine’. Aveva in mente un’idea semplice e chiara su come trasformare un retaggio scomodo e potenzialmente pericoloso in un mezzo utile ed altamente simbolico. Due mesi dopo fu invitato a Mosca per discutere dei dettagli con scienziati e funzionari governativi russi. Il 28 agosto 1992 iniziarono i negoziati e l’accordo fu siglato da Clinton e Yeltsin nel 1993.

Nell’articolo pubblicato sul Op-Ed del NYT, il 24 ottobre 1991 [http://fissilematerials.org/library/A_Grand_Uranium_Bargain.pdf]

sono messi per la prima volta nero su bianco i molteplici aspetti di questa proposta che ha avuto tanto successo e che giustamente è stata commemorata sullo stesso giornale lo scorso 24 gennaio [http://www.nytimes.com/2014/01/28/science/thomas-l-neffs-idea-turned-russian-warheads-into-american-electricity.html?_r=0].

Note

[1]          http://www.usec.com/russian-contracts/megatons-megawatts

[2]       Il dott. Neff ha successivamente assistito i vari Governi degli Stati Uniti nella risoluzione di alcuni problemi inerenti l’uranio altamente arricchito e la sicurezza nucleare, ricevendo nel 1997 il premio Leo Szilard per gli sforzi profusi. [http://www.world-nuclear.org/sym/2006/neffbio.htm]