NOTA: Questo articolo non entra e non intende addentrarsi nel dibattito nucleare Si o No, bensì vuole unicamente informare in modo generico su frontiere alternative ai combustibili fossili che alcune grandi Nazioni stanno percorrendo.
STATI UNITI
Sarà l’aeronautica la prima a sperimentarlo nella propria base di Eielson situata a 42 km da Fairbanks.
Saranno così tagliati ingenti costi di trasporto e di personale regolare di tonnellate di carbone e ridotto un impatto ambientale inquinante e produttore di gas serra.
Il microreattore nucleare potrà essere modulare e sarà allocato su un rimorchio o camion o container, generando fino a 33,5 MW di potenza elettrica. Un singolo microreattore mobile da 10 Megawatt alimenterebbe circa 7000 – 8000 case e produrrebbe abbastanza acqua dolce desalinizzata per oltre 150.000 persone).
L’intelligenza artificiale incorporata e i paradigmi di monitoraggio avanzati consolidati consentono operazioni semiautonome e monitorate da remoto, sicurezza digitale intrinseca e il potenziale per modelli operativi di flotte globali altamente efficienti.
In sostanza la tecnologia micro nucleare impiegata sui moderni sottomarini è stata adattata ad un sistema mobile sulla terraferma.
Si stima che il micro reattore nucleare potrà funzionare per almeno dieci anni per poi dovere essere ricaricato.
Se l’esperimento avrà successo i microreattori nucleari saranno estesi anche ad altre basi militari, comunità remote, siti minerari nonché altri tipi di impianti energivori come attività per la desalinizzazione dell’acqua o la produzione di idrogeno.
Ci sono una mezza dozzina di grosse aziende che sviluppano i propri progetti di microreattori. Questi includono NucNet, GE Hitachi, Radiant e BMX Technologies. Westinghouse sta lavorando a un progetto che utilizza la tecnologia dei tubi di calore per il raffreddamento. La società prevede di eseguire un impianto pilota come unità dimostrativa in uno dei laboratori nazionali entro tre anni.
I microreattori sarebbero progettati con tre funzioni di sicurezza che non richiedono l’intervento dell’operatore: Arresto rapido della reazione a catena di fissione in caso di condizioni impreviste; Adeguato raffreddamento del combustibile nucleare durante lo spegnimento; Nessun rilascio incontrollato di materiali nella biosfera.
Queste tre caratteristiche dovrebbero ridurre significativamente la possibilità di incidenti come quelli verificatisi a Three Mile Island, Chernobyl e Fukushima. Quando si esauriscono, una volta raffreddati, i microreattori possono essere rispediti in sicurezza a una struttura centralizzata per il rifornimento e la ristrutturazione.
Non è necessaria la manipolazione o lo stoccaggio di rifiuti radioattivi ad alto livello presso il sito dell’utente. La combinazione di combustibile a basso arricchimento, design semplice, produzione di massa, preparazione minima del sito e funzionamento semiautonomo dovrebbe fornire un sistema economicamente competitivo che può essere installato rapidamente.
La sicurezza fisica per i microreattori deriverebbe da una combinazione di caratteristiche di progettazione come un potente involucro di contenimento e carburante e il monitoraggio remoto. Con la sicurezza informatica come una preoccupazione crescente, la vulnerabilità potrebbe essere ridotta poiché la progettazione e la costruzione sarebbero tali che anche un operatore esperto non sarebbe in grado di danneggiare il combustibile nucleare o causare un rilascio radioattivo. Inoltre, la maggior parte dei progetti NB in esame rende fisicamente impossibile provocare una reazione incontrollata.
CINA
In una provincia chiamata Wuwei, nel deserto del Gobi, i cinesi sono in fase di sperimentazione di un minireattore sperimentale alto tre metri e largo due e mezzo, di appena 2 megawatt e sarebbe in grado di alimentare circa un migliaio di case.
Questo minireattore nucleare utilizzerà il torio come combustibile. Anche il torio ha bisogno di un metallo compagno con cui reagire; questo potrebbe essere plutonio o uranio esaurito.
La Cina potrebbe presto essere in grado di beneficiare di questo abbondante carburante alternativo. Il torio è un metallo radioattivo che si presenta naturalmente nelle rocce. Al momento non viene utilizzato molto.
Il torio è un sottoprodotto dell’estrazione di minerali di terre rare. L’estrazione di minerali di terre rare viene effettuata in tutto il mondo con una maggiore capacità di soddisfare l’appetito mondiale per lo stoccaggio di energia pulita. Questo rende il torio sempre più disponibile.
In teoria il reattore cinese è in grado di sfruttare la fissione nucleare per produrre energia elettrica più sicura ed economica, rilasciando molte meno scorie di una centrale tradizionale. Il progetto, portato avanti dall’Istituto di fisica applicata di Shanghai (Sinap) a Wuwei, nella regione settentrionale del Gansu, può spianare la strada per la costruzione di altre centrali avanzate in grado di aiutare Pechino a raggiungere i propri obiettivi climatici.
La tecnologia alla base è nota, fu proposta dal Nobel italiano per la Fisica (1984) Carlo Rubbia. Si tratta di impiegare il torio, un elemento metallico argenteo, leggermente radioattivo, che si trova naturalmente nelle rocce ed è molto più abbondante dell’uranio (le cui riserve scarseggeranno entro il prossimo secolo). L’isotopo torio-232 non è adatto per la fissione, ma se irradiato di neutroni diventa uranio-233, alternativa migliore del “classico” uranio-235, che invece si trova in natura. È un rischio minore per la proliferazione nucleare ed è stato ipotizzato il recupero dalle scorie nucleari stivate finora.
Rispetto al costo, all’efficienza e alla disponibilità dell’uranio, il torio presenta dei vantaggi. Secondo Rubbia, il confronto dell’energia prodotta da una tonnellata di fissione del torio equivarrebbe a circa 200 tonnellate di uranio. Poiché 7 grammi di uranio equivalgono a circa una tonnellata di carbone, una tonnellata di torio sostituirebbe circa 28 milioni di tonnellate di carbone. La capacità di ridurre l’uso di carbone che emette carbonio è solo l’inizio dei benefici previsti.
Una tonnellata di torio è una sfera di appena 22 pollici di diametro (circa 56 cm). Una piccola sfera di torio delle dimensioni di una pallina da tennis potrebbe elettrizzare i nove milioni di case e attività commerciali di Londra per una settimana. Ci si potrebbe aspettare che le riserve di torio della Terra forniscano il fabbisogno energetico del pianeta per decine di migliaia di anni.
Per quanto riguarda la contaminazione e i rifiuti, gli impianti di torio hanno il potenziale per generare una quantità molto inferiore di rifiuti radioattivi a vita più breve rispetto ai reattori attualmente in uso. Il volume dei rifiuti è stimato in 1/35 a parità di energia prodotta. A causa di una vita più breve, del torio esaurito, rispetto all’uranio esaurito, il 99,99% dei rifiuti sarebbe stabile in 300 anni, anziché decine di migliaia per l’U235.
Il processo del minireattore è diverso dalle centrali elettriche tradizionali, quindi sono necessari nuovi impianti da zero per utilizzare il torio; non sono intercambiabili. Il processo di raffreddamento può essere a base di sale e quindi evitare la necessità di trovarsi vicino a un corpo idrico. Secondo Nature.com, il reattore cinese utilizzerà sali a base di fluoro. Questi si scioglieranno in un liquido trasparente, quando riscaldati a circa 840 gradi (Fahrenheit). Questo sale funge da refrigerante e da accumulatore di energia termica per il nocciolo del reattore. Consente ai reattori di essere installati in aree isolate e asciutte. Si può infatti inondare il nocciolo radioattivo con questa “miscela” a pressione relativamente bassa, mantenendo il processo di produzione energetica stabile e funzionale al contempo. Così si aggira la combinazione classica delle centrali nucleari odierne, ossia barre solide di combustibile e acqua di raffreddamento, riducendo il rischio di esplosione.
Il minireattore pilota cinese è il primo reattore a sale fuso al torio ad operare dal 1969. A quel tempo, gli scienziati statunitensi hanno chiuso il primo reattore al torio presso l’Oak Ridge National Lab nel Tennessee dopo che il programma è stato cancellato. Lo stabilimento cinese ha copiato il design di Oak Ridge migliorandolo e attingendo a decenni di innovazione nella produzione, nei materiali e nella strumentazione.
Il nuovo impianto di torio potrebbe aprire la strada a tecnologie coesistenti per generare energia dall’uranio e da altre reazioni minerali. Se l’esperimento in corso darà i risultati voluti si prevede molteplici reattori di questo genere, da 100 MW ciascuno, capaci nel complesso di fornire energia a centinaia di migliaia di case. In caso di successo, il nuovo impianto inaugura un’era in cui, per la prima volta nella storia umana, si può contare sulla generazione di elettricità per decine di migliaia di anni.
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