A partire da ora, “energia nucleare” in contesti pratici si riferisce alla fissione o alla scissione di particelle pesanti per generare enormi quantità di energia. L’obiettivo è quello di passare infine alla fusione, che combina due particelle di luce, anche per produrre un’enorme energia ma a un costo ambientale inferiore.
Ogni alternativa ai combustibili fossili generalmente ha la sua propria quota di detrattori e questioni attuali, ma il dibattito sull’energia nucleare è tra i più importanti, almeno dal punto di vista pubblicitario. Detto questo, l’energia nucleare è senza dubbio un settore robusto, advert alta posta in gioco e in rapido sviluppo. I governi spesso vengono coinvolti, e il equilibrio tra innovazione e sicurezza è sempre un problema significativo.
Nel frattempo, l’attuale amministrazione sembra appassionato sull’incremento della capacità nucleare americana, comprese le iniziative da portare avanti microreattori– piccoli reattori nucleari trasportabili – alle reti statunitensi in località distant, basi militari e operazioni commerciali. I microreattori non sono necessariamente nuovi; Li avevamo concepito nel 1939 per uso militare e la NASA dimostrato un sistema nucleare piccolo e leggero per veicoli spaziali nel 2018.
Ma la spinta per portarli in ambienti civili ha guadagnato terreno lo scorso anno con il Dipartimento dell’Energia (DOE). CUPOLA iniziativa, i cui progetti pilota dovrebbero iniziare già nella primavera del 2026. Quindi sicuramente sentiremo presto parlare di più sui microreattori.
In questo Giz Chiede abbiamo chiesto a vari esperti e stakeholder di aiutarci a comprendere lo stato dei microreattori. I benefici supereranno davvero i costi? Quali sono alcuni vantaggi reali dei microreattori? O forse, cosa ancora più importante, quali sono i rischi? Dovremmo essere esaltati o spaventati?
Le seguenti risposte potrebbero essere state leggermente modificate e condensate per maggiore chiarezza.
Ralf Kaiser
Fisico nucleare sperimentale, Centro Internazionale di Fisica Teorica; ex capo della ricerca fisica presso l’Agenzia internazionale per l’energia atomica.
I reattori nucleari non vedono grandi progressi tecnologici da molto tempo. I piccoli reattori modulari (SMR) offrono la possibilità di introdurre sul mercato tecnologie più sicure e moderne. Quindi è una buona cosa. L’concept originale degli SMR period anche quella di produrli in serie e consegnarli sigillati, farli funzionare per alcuni decenni e poi semplicemente sostituire l’intero reattore. Mentre la maggior parte dei concetti attuali, avvicinandosi all’applicazione, SMR non seguono più questa concept. Penso ancora che sia stata una buona concept.
Gli SMR possono essere utilizzati anche per applicazioni various dalla produzione di elettricità, advert esempio per il calore di processo nell’industria. I reattori più piccoli possono essere utilizzati anche per la propulsione marittima, in sostituzione dei motori diesel delle grandi navi portacontainer. I microreattori sono cruciali anche per lo spazio, cioè per le future basi sulla Luna o su Marte.
Edwin Lyman
Direttore della sicurezza nucleare, Unione degli scienziati interessati.
Dovremmo tutti, senza dubbio, essere spaventati dai microreattori. Perché? Perché, come tanti altri prodotti inutili o pericolosi che vengono imposti al pubblico da un’industria tecnologica fuori controllo, questa è una “innovazione” che nessuno ha chiesto e di cui nessuno ha bisogno. I microreattori sono estremamente antieconomici e, se implementati in un punto vicino alla scala sperata dai loro booster, aumenteranno i prezzi dell’energia per tutti.
Ancora peggio, poiché i microreattori saranno così costosi, i loro sviluppatori stanno cercando di tagliare gli angoli in ogni modo possibile, a scapito della salute pubblica, della sicurezza e della protezione dell’ambiente. Se approvati da regolatori conformi, questi reattori non avrebbero i sistemi di raffreddamento di riserva, la schermatura contro le radiazioni e le strutture di contenimento dei reattori convenzionali. Potrebbero essere posizionati più vicini alle aree popolate e sarebbero gestiti da squadre ridotte di operatori e agenti di sicurezza, se non del tutto. E con poca o nessuna protezione, nelle mani sbagliate, un microreattore potrebbe diventare una potente arma terroristica.
Fortunatamente, non c’è bisogno di farsi prendere dal panico: la probabilità che i microreattori arrivino presto nel tuo quartiere non è alta. Le tempistiche di sviluppo irrealistiche che le aziende produttrici di microreattori stanno cercando di rispettare garantiranno virtualmente che la prima generazione sarà instabile e inaffidabile nella migliore delle ipotesi e troppo pericolosa per funzionare nella peggiore. Tutti i microreattori installati probabilmente rimarranno una curiosità: più un ostacolo che un aiuto per qualsiasi cliente che necessiti di energia affidabile e conveniente.
John Jackson
Direttore tecnico nazionale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti Programma di microreattori dell’Ufficio per l’energia nucleare.
Ciò che è veramente interessante nei microreattori è la loro relativa semplicità e versatilità. Puoi trasportarne uno tramite camion o vagone ferroviario, in modo da poter portare energia affidabile in luoghi che storicamente hanno avuto costi energetici elevati o erano troppo difficili da raggiungere, come installazioni militari, comunità rurali distant, basi di recupero in caso di calamità naturali o siti industriali. Sono progettati per funzionare per diversi anni senza rifornimento di carburante, per autoregolarsi e per essere completamente costruiti in fabbrica e installati in loco. Si tratta di una proposta di valore molto diversa rispetto al nucleare tradizionale e apre percorsi di accesso all’energia che non avevamo mai avuto prima.
Detto questo, ci sono veri ostacoli da superare. I costi iniziali sono piuttosto elevati, ma man mano che verranno costruite più unità, i processi di produzione matureranno e dovrebbero ridurli in modo significativo. Con l’Idaho Nationwide Laboratory che testa e convalida attivamente nuovi progetti, un forte sostegno federale e dimostrazioni previste entro il prossimo anno, penso che ci sia un vero motivo per essere entusiasti di dove è diretta questa tecnologia.
Carlos Romero Talamas
Fondatore e amministratore delegato, Terra Fusioneuna startup di energia nucleare con sede nel Maryland.
La risposta dipende se si parla di microreattori a fissione o a fusione. La fissione presenta gravi sfide in termini di sicurezza nel suo intero ciclo di vita, dall’estrazione mineraria e dalla raffinazione allo smaltimento dei rifiuti. I rifiuti radioattivi derivanti dalla fissione possono essere altamente tossici per migliaia di anni e la stessa attrezzatura utilizzata per raffinare il combustibile può essere utilizzata per produrre materiale per armi. Inoltre, i nuclei di fissione hanno abbastanza carburante per durare mesi o addirittura anni.
Anche se sono progettati in modo story che il nucleo non possa diventare supercritico (cioè subire una fusione), l’energia potenziale immagazzinata è enorme e in uno situation di incidente grave esiste la possibilità di contaminazione radioattiva che potrebbe colpire vaste aree. Lo smaltimento sicuro dei sistemi di fissione a positive vita continua a essere una questione irrisolta, indipendentemente dalle dimensioni del sistema.
I microreattori per l’energia da fusione, al contrario, non sono ancora disponibili ma saranno estremamente sicuri. I reattori manterranno solo pochi secondi di carburante nel nucleo durante il funzionamento, in modo story che l’energia potenziale immagazzinata è di molti ordini di grandezza inferiore rispetto al caso della fissione. Anche se questi sistemi trasportano carburante sufficiente per anni di funzionamento, il carburante può essere facilmente isolato in serbatoi con ridondanza di sicurezza.
I sistemi di prima generazione utilizzeranno deuterio e trizio, entrambi isotopi dell’idrogeno, ma solo il trizio è radioattivo (e il deuterio è naturalmente presente nell’acqua… lo beviamo ogni giorno!). Il litio può essere utilizzato per produrre trizio nel microreattore, quindi le forniture di combustibile primario non sono radioattive e possono essere trasportate con merci convenzionali (non sono necessarie guardie armate!). Il sottoprodotto della fusione di deuterio e trizio è l’elio, che è innocuo e non un fuel serra.
L’energia di decadimento del trizio è sufficientemente bassa che, una volta all’interno di un contenitore (advert esempio, una bombola di fuel industriale), non ti accorgeresti nemmeno che il contenuto è radioattivo. Alcuni componenti dei sistemi di fusione potrebbero diventare radioattivi durante il funzionamento, ma il loro decadimento è relativamente rapido: dopo un paio d’anni o al massimo qualche decennio di “raffreddamento”, questi componenti potrebbero essere riciclati in modo sicuro.
In entrambi i casi, fissione o fusione, dobbiamo disporre di un quadro normativo e di una supervisione adeguati per l’intera vita dei sistemi, ma la fusione sarà sicuramente più sicura e più facile da gestire. Puoi essere cautamente ottimista riguardo ai sistemi di fissione ma decisamente entusiasta riguardo ai microreattori a fusione!
