L’energia nucleare potrebbe svolgere un ruolo importante nella decarbonizzazione del settore energetico, ma i reattori sono semplicemente troppo costosi e complicati per essere installati rapidamente. Un nuovo reattore più piccolo potrebbe presto cambiare questa situazione, dopo aver ricevuto la settimana scorsa la certificazione della Nuclear Regulatory Commission.
Mentre i Paesi di tutto il mondo si affrettano a sostituire le centrali elettriche a combustibili fossili, il dibattito sull’opportunità di utilizzare l’energia nucleare è stato molto vivace. Sebbene questa tecnologia sia in grado di fornire grandi e affidabili quantità di elettricità priva di emissioni di carbonio, le preoccupazioni relative ai costi e alla sicurezza ne hanno frenato la diffusione come soluzione alla crisi climatica.
Negli ultimi anni, tuttavia, sono emerse nuove aziende che promettono di superare molti di questi inconvenienti ridimensionando i reattori. I cosiddetti piccoli reattori modulari (SMR) sono progettati per essere abbastanza piccoli da poter essere costruiti in una fabbrica prima di essere spediti ovunque sia necessario, il che dovrebbe ridurre significativamente i costi. Sono inoltre progettati per essere molto più sicuri dei reattori esistenti.
Un reattore progettato dall’azienda energetica NuScale Power, con sede in Oregon, è diventato il primo progetto di reattore modulare di piccole dimensioni approvato per l’uso negli Stati Uniti dalla Nuclear Regulatory Commission (NRC), aprendo la strada a nuovi impianti che utilizzano il reattore. La mossa non è stata esattamente una sorpresa, perché il progetto ha superato la valutazione finale di sicurezza nel 2020, ma è un passo fondamentale verso l’effettiva implementazione della tecnologia sul campo.
Mentre alcuni SMR in fase di sviluppo si basano su nuovi progetti esotici che utilizzano uranio fuso o sali di torio come combustibile, il reattore NuScale, che è stato chiamato VOYGR, non è molto diverso da quelli tradizionali su scala reale. Si basa su un progetto sviluppato all’Oregon State University nei primi anni 2000, chiamato “Multi-Application Small Light Water Reactor”.
Il progetto consiste in un contenitore cilindrico alto 76 piedi e largo 15 che ospita il reattore. L’acqua viene fatta passare sopra una serie di barre di combustibile all’uranio che generano calore attraverso reazioni di fissione. L’acqua riscaldata sale poi verso i generatori di vapore, che utilizzano il calore dell’acqua per produrre vapore surriscaldato. Questo viene poi utilizzato per azionare una turbina che genera elettricità.
Ogni modulo è progettato per generare 50 megawatt di energia, ma l’azienda prevede di combinare fino a 12 SMR per ottenere una produzione simile a quella delle centrali nucleari convenzionali. Gli SMR sono dotati di nuove caratteristiche di sicurezza progettate per prevenire il tipo di disastri che hanno indurito l’opinione pubblica contro l’energia nucleare.
Innanzitutto, le barre di controllo utilizzate per arrestare la reazione di fissione, ricoprendo le barre di combustibile, sono tenute sopra il nucleo del reattore da un motore elettrico. Ciò significa che, in caso di interruzione dell’alimentazione, esse scenderanno automaticamente in posizione per effetto della forza di gravità. L’intero reattore è inoltre immerso in una vasca d’acqua, che può sottrarre il calore in eccesso in caso di emergenza. Inoltre, utilizzando quantità minori di combustibile, la quantità totale di calore prodotto è notevolmente ridotta.
La speranza è che queste caratteristiche di sicurezza aggiuntive, unite alla riduzione dei costi dovuta alla possibilità di produrre in massa questi reattori in una fabbrica anziché in loco, possano portare a una rinascita dell’energia nucleare. NuScale sta lavorando a diversi progetti negli Stati Uniti, tra cui uno in Idaho che dovrebbe essere completato entro il 2029.
Ma sono stati sollevati dubbi sul fatto che gli SMR siano davvero all’altezza della loro fama di alternativa più economica e sicura alle centrali nucleari tradizionali. Uno studio pubblicato a maggio su Proceedings of the National Academy of Sciences ha rilevato che, contrariamente a quanto sostenuto dai produttori di SMR, questi reattori più piccoli rischiano di produrre più rifiuti radioattivi rispetto alle centrali tradizionali.
In un articolo pubblicato su Counterpunch, l’esperto di energia nucleare M.V. Ramana sottolinea anche che il costo delle energie rinnovabili come l’eolico e il solare è già inferiore a quello del nucleare e continua a scendere rapidamente. Al contrario, l’energia nucleare è diventata più costosa nel corso degli anni.
Gli SMR potrebbero costare di più rispetto alle centrali nucleari più grandi, aggiunge, perché non hanno la stessa economia di scala. In teoria questo potrebbe essere compensato dalla produzione di massa, ma solo se le aziende ricevono ordini a centinaia. È interessante notare che alcune società di servizi pubblici si sono già tirate indietro dal primo progetto di NuScale per problemi di costi.
Forse ancora più importante, osserva Ramana, è che è improbabile che gli SMR siano pronti in tempo per contribuire alla lotta contro il clima. I progetti non dovrebbero entrare in funzione prima della fine del decennio, quando secondo l’IPCC dovremo già ridurre drasticamente le emissioni.
La tecnologia ha però alcuni potenti sostenitori, non ultimo il presidente Joe Biden, che ha recentemente lodato la “tecnologia americana innovativa” di NuScale annunciando una sovvenzione per un impianto SMR che l’azienda costruirà in Romania. Anche il gigante dell’ingegneria Rolls-Royce ha recentemente annunciato una lista di candidati per la localizzazione del suo futuro stabilimento SMR, che sarà utilizzato per costruire 16 SMR per il governo britannico entro il 2050.
Resta da vedere se gli SMR potranno mantenere le loro promesse, ma vista la portata della sfida climatica che abbiamo di fronte, sembra saggio esplorare tutte le opzioni disponibili.
Image Credit: NuScale
Articolo di Edd Gent, tradotto e adattato da Federico Baravalle e rinvenibile al link: https://singularityhub.com/2022/08/05/the-first-small-modular-nuclear-reactor-design-was-just-approved-by-us-regulators/
Article by Edd Gent, translated and adapted by Federico Baravalle and found at the link: https://singularityhub.com/2022/08/05/the-first-small-modular-nuclear-reactor-design-was-just-approved-by-us-regulators/
