Per salvare il pianeta si punta sul nucleare di nuova generazione

Per raggiungere i traguardi di tutela dell’ambiente, di controllo del cambiamento climatico e di sviluppo sostenibile che gli Stati più consapevoli si sono posti, e per non rallentare il progresso tecnologico e industriale, l’energia nucleare è sempre più considerata e pare sempre più necessaria

Alberto Costa

Componente del Gruppo Progetto Innovazione
Consente infatti una produzione di base di energia, costante, praticamente priva di emissioni, adatta a vincere la sfida della neutralità carbonica. I problemi legati all’energia nucleare sono ben conosciuti, ma in giro per il mondo si realizzano nuovi impianti.
La fusione nucleare presenta notevoli vantaggi non producendo scorie con lungo decadimento. Un impianto prototipo (ITER Tokamak) di dimensioni notevoli per fornire energia termica è in costruzione a Saint Paul Lez Durence, nel Sud della Francia. Nel 2020 è iniziato il montaggio della macchina, nel 2025 dovrebbe prodursi il primo plasma e nel 2035 la prima operatività.
General Fusion, una società canadese, annuncia che costruirà un impianto dimostrativo a fusione nel Culham Campus, non lontano da Oxford nel Regno Unito.
Quando saranno raggiunte le condizioni industriali, le dimensioni e la quantità di energia prodotta richiederanno particolari attenzioni per l’inserimento in rete di questo tipo d’impianto, ma la sua messa in funzione sarà un passo avanti enorme per l’umanità.

Per quanto riguarda la fissione nucleare, si punta ad impianti sempre più aggiornati e controllati, con un consumo più efficace del combustibile e un riutilizzo dello stesso. Si mira anche a una più adeguata e avanzata gestione delle scorie.
Questo tipo di impianto è ritenuto necessario per sostenere in maniera carbon free industrie energivore, per garantire una fornitura di energia in ogni condizione atmosferica e in ogni ora del giorno, per produrre sostanze chimiche necessarie senza l’uso di carbonio e, nei tempi morti, produrre H2 a basso prezzo. Gli studi avanzati, i finanziamenti e le costruzioni stanno procedendo a ritmo sostenuto.
Stati Uniti, Canada, Cina, India, Giappone, Emirati Arabi Uniti, Sud Africa, Russia, Ucraina ma anche vicino a noi in Europa, Francia, Regno Unito, Belgio, Finlandia, Repubblica Ceca, Slovacchia, ecc. utilizzano e investono nel nucleare. La Francia sta costruendo un EPR (European Pressurised Water Reactor), Flamanville 3, impianto di “terza generazione”, e ha in programma di sostituire altri reattori con questa tipologia di impianto. La Francia attualmente utilizza sul proprio territorio 56 stazioni nucleari che producono il 75% di energia elettrica del Paese. La Finlandia sta installando un EPR a Olkiluoto. Inoltre ha preso in seria considerazione la gestione dei rifiuti a fine vita del ciclo di combustibile, realizzando un deposito geologico che soddisferà le esigenze di ricovero per il materiale che sarà utilizzato nel Paese. Due unità EPR sono in costruzione nel Somerset (Regno Unito).

Sono state poi esaminate tecniche all’avanguardia (di “quarta generazione”), il miglior sfruttamento del combustibile, con uso anche di combustibile riciclato, la minima produzione di rifiuti, scarse probabilità di proliferazione, sviluppando i cosiddetti SMR (Small Modular Reactor).
Piccoli significa reattori con una potenza da una decina a qualche centinaio di MW, ben lontani dai grandi impianti da 1.600 MW. Questo permette di utilizzarli anche per lavori specifici o per alimentare una griglia regionale o località remote e lontane dai grandi agglomerati industriali.
Modulari significa reattori che possono essere costruiti in una fabbrica e le loro parti possono essere trasportate preassemblate sul posto, con notevoli vantaggi di costo, precisione, standardizzazione, ripetitività e con un numero minore di componenti rispetto agli impianti tradizionali.
Sono innovazioni che non si possono ignorare, la progettazione e la realizzazione di prototipi sono in fase avanzata, tanto da considerare possibile la costruzione di impianti commerciali per la fine del decennio 2020. La International Atomic Energy Agency stima che ci possano essere nel 2030 circa 100 SMR operativi al mondo.
Varie tecnologie e differenti sistemi di funzionamento sono in sperimentazione. Ogni filiera richiede una supply chain robusta, affidabile e ben organizzata per i materiali, i componenti, i servizi, il combustibile.
Negli Stati Uniti il sistema più semplice consiste in una semplificazione e riduzione dimensionale del PWR (Pressurized Water Reactor). La NRC (Nuclear Regulatory Commission) è vicina all’approvazione del reattore della NuScale.
Numerose società sono in contatto con la NRC per l’esame di progetti avanzati. Uno di questi propone il raffreddamento con metalli liquidi (in particolare sodio). Le società TerraPower e GE-Hitachi hanno iniziato la costruzione di un prototipo, denominato appunto NatriumTM.
Il TWR® (Traveling Wave Reactor) è un reattore veloce raffreddato a sodio che usa uranio impoverito, materiale attualmente disponibile in grande quantità. Semplificherà il ciclo del combustibile riducendo la necessità di estrazione di uranio. Il risparmio sarà notevole, la sicurezza aumentata, saranno ridotti gli esausti da trattare. Un altro progetto propone il raffreddamento con sali fusi che possono anche contenere il combustibile. Si tratta di un reattore a basso costo che può operare in sicurezza a elevate temperature. L’energia nucleare può fornire, in alternativa all’energia elettrica, calore di processo e alimentare serbatoi di calore connessi. General Atomics e X-energy propongono un reattore veloce raffreddato a gas (elio).
In Canada il Governo ha promosso il Canada’s SMR Action Plan. Il Candu Owners Group si è aggiudicato fondi per sviluppare uno Stable Salt Reactor – Wasteburner, mediante un processo che permette di riciclare il combustibile nucleare usato di reattori CANDU (attualmente 19 in funzione in Canada).
Sono stati proposti dalla Westinghouse anche Micro Reattori (very Small Modular Reactor): da 1 a 20 MW di energia termica. Trasportabili addirittura su camion o su un grosso aereo da trasporto, possono essere usati in zone impervie o isolate, o come fonte energetica di emergenza. Possono essere rapidamente smontati e trasportati ad altra destinazione. Realizzazione possibile intorno al 2025.

Se siamo seri nel risolvere il cambiamento climatico, 
e francamente dobbiamo esserlo,
 la prima cosa che dobbiamo fare 
è mantenere operativi i reattori sicuri, 
ma, fatto questo, solo mantenere lo status quo 
non è sufficiente. 
Abbiamo bisogno di più energia nucleare 
per ridurre a zero le emissioni in America 
e per prevenire un disastro climatico 
[Bill Gates alla CNBC, giugno 2021]


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