L’industria atomica alla disperata ricerca di innovazioni per rimanere “competitiva”

Nucleare, si affaccia un nuovo combustibile per allontanare lo spettro di Fukushima

Il suo impiego equivarrebbe all’aggiunta di 40 nuove centrali nel mondo, ma «l’industria rimane timorosa»

[1 ottobre 2014]

Per molti, forse troppi, la paura nucleare post-Fukushima è ormai un lontano ricordo, e la Lightbridge – una società di ingegneria e consulenza  statunitense – ha annunciato che presto verrà testato in un reattore di dimensioni normali un nuovo modello di barre combustibili, progettate per aumentate la potenza del 10-17%, che trasferiscono  il calore molto più rapidamente rispetto alle barre convenzionali, permettendo così di generare più energia nucleare. I primi test serviranno a determinare se la tecnologia è in grado di operare in sicurezza, ma su questo molti esperti sono più che scettici.

L’amministratore delegato della Lightbridge. Seth Grae, sottolinea: «Stiamo cercando di fare quello che è pratico e che i clienti ci chiedono di risolvere. Il problema principale è come rispondere alle economie dell’energia nucleare in un mondo ricco di gas naturale, e con i crescenti costi in termini di sicurezza e protezione a seguito degli attacchi dell’11 settembre e di Fukushima».

Mit News spiega di cosa si tratta: «Il combustibile nucleare non è particolarmente cambiato dagli albori del nucleare negli anni ’50. L’uranio viene lavorato in pellet ceramici di ossido di uranio; questi pellet vengono quindi raccolti in un sottile contenitore metallico; migliaia di questi tubi vengono infine immersi sott’acqua nel nocciolo del reattore, dove reazioni a catena emanano enormi quantità di calore e generano vapore per andare ad alimentare delle turbine. Il combustibile della Lightbridge viene invece prodotto da una lega di zirconio/uranio, con una configurazione a croce e una forma a spirale che gli conferisce l’aspetto di una treccia di liquirizia. La composizione metallica permette di trasferire più rapidamente il calore, e la forma aumenta la superficie di contatto fra il combustibile e l’acqua di oltre il 35 percento. Per gestire l’incremento di intensità, l’acqua deve potersi muovere più rapidamente all’interno del nocciolo, ma le pompe esistenti possono gestire questo regime grazie alla minore resistenza del combustibile al flusso d’acqua».

In un reattore convenzionale il nuovo combustibile potrebbe aumentarne del 10% la potenza, ma secondo Lightbridge, sostituendo anche attrezzature come  le turbine con altre più grandi si potrebbero migliorare le prestazioni del 17%.

Negkli ultimi anni sono già stata collaudate versioni di combustibile metallico ed alcune vengono già utilizzate nei reattori dei sottomarini nucleari, ma il combustibile della Lightbridge è ottimizzato per le centrali elettriche. Per esempio, se il normale combustibile metallico può espandersi in risposta all’irradiazione, quello della Lightbridge minimizzerebbe questo effetto e manterrebbe la sua forma lungo tutto il ciclo di vita utile del combustibile. Mit News scrive che «La società ha già ultimato i primi test di irradiazione e modellazione al computer per verificare che il concetto funzioni, ed ha firmato un memorandum d’intesa con la Babcock and Wilcox, una società di Charlotte, nel North Carolina, per avviare il processo di produzione del combustibile». Se il combustibile della Lightbridge dovesse funzionare, il suo impiego equivarrebbe all’aggiunta di 10 nuove centrali negli Usa o di 40 nel mondo, senza averne mai dovuta costruire una.

Sean McDeavitt, che insegna ingegneria nucleare alla A&M University del Texas e che  non ha con la Lightbridge, è incuriosito e prudente: «Non abbiamo mai visto prima una simile combinazione di materiali e geometrie», ma ricorda che «Per ogni nuovo design nucleare è necessario affrontare estenuanti prove e fasi normative».

Ma nonostante tutto il disastro nucleare di Fukushima Daiichi ha reso tutti molto più prudenti,e anche il nuovo combustibile nucleare, che dovrebbe evitare proprio le esplosioni di idrogeno che sventrarono gli edifici dei reattori della centrale nucleare giapponese, è stato accolto con una buona dose di scetticismo. Perfino Mujjid Kazimi, Tepco Professor of Nuclear Engineering at Mit (la Tokyo electric power company è proprio il gestore della centrale nucleare di Fukushima, che ha “gestito” la tragedia) dice che dopo il disastro del marzo 2011, «l’industria continua a essere timorosa. La Corea del Sud, ad esempio, stava esaminando combustibili di forme differenti oltre al combustibile metallico, ma prima che una decisione definitiva fosse presa, il disastro di Fukushima spostò l’attenzione sull’aumento della sicurezza piuttosto che sull’aumento della densità energetica. La stessa cosa è poi accaduta negli Stati Uniti, che oggi stanno investendo intorno a 50 milioni di dollari l’anno per sviluppare combustibili più stabili in caso di incidente, capaci quindi di resistere maggiormente alle elevate temperature che si riscontrano quando il liquido di raffreddamento viene meno per periodi estesi».

I ricercatori del Mit concludono: «Quel che è certo è che occorrerà qualcosa di nuovo per permettere all’energia nucleare di competere».