La Lightbridge ha sviluppato un combustibile metallico per reattori nucleari per risolvere alcuni dei principali problemi che affliggono l’industria, ma restano ancora alcune domande senza risposta.
di Richard Martin
Con 65 reattori in via di costruzione nel mondo ed altri 173 pianificati, l’industria del nucleare sta scommettendo sulla sua imminente rinascita. L’aggiornamento delle centrali esistenti e di quelle appena concluse, però, continua a rappresentare la sfida più importante.
Una delle soluzioni a questo problema potrebbe risiedere nello sviluppo di barre combustibili più sicure ed efficienti. La Lightbridge, una società di Reston, Virginia, che per 25 anni ha lavorato a nuove tecnologie combustibili, ha presentato un combustibile metallico per reattori nucleari che dovrebbe risolvere proprio questo problema.
Le barre combustibili della Lightbridge si distinguono da quelle oggi in uso sotto per diversi fattori. Al posto dell’ossido di ceramica o dell’uranio, la società ha sviluppato una lega a base di uranio-zirconio che trasporta più facilmente il calore. Invece di un tubo contenente pellet cilindrici di uranio, ciascun tubo è costituito da un singolo pezzo di metallo che viene contorto come una spirale di liquirizia. Questa forma consente a una maggiore quantità di acqua di raggiungere la superficie della barra, trasferendo così più calore ed incrementando la generazione di elettricità. La maggiore area superficiale incrementa anche i margini di sicurezza del nucleo, consentendo alle barre di sostenere le reazioni nucleari a temperature ben più basse: la loro temperatura interna durante l’attività si aggira intorno ai 360 °C, quasi 900 gradi in meno rispetto alle convenzionali barre.
Stando al CEO Lightbridge Setg Grae, il risultato è un reattore più potente, sicuro ed efficiente che nel giro dei prossimi anni potrebbe contribuire alla riduzione delle emissioni di gas serra. “In un arco di tempo così breve, le sole rinnovabili non riusciranno a raggiungere i traguardi ambientali che abbiamo stabilito”, dice Grae. “Neppure nuove tipologie di reattori ci riusciranno da sole. Il maggiore sfruttamento di reattori vecchi e nuovi è una componente necessaria a qualunque percorso verso il raggiungimento dei traguardi ambientali”.
All’inizio dell’anno, Lightbridge ha stretto un accordo con il gigante del nucleare francese Areva per commercializzare nuove barre combustibili che potrebbero essere installate all’interno di reattori preesistenti e nuovi già dal 2020, racconta Grae. La tecnologia potrebbe incrementare del 10 percento la potenza dei reattori esistenti ed estenderne operatività fra rifornimenti (un indicatore economico fondamentale per le centrali nucleari) da 18 a 24 mesi. Stando alla società, la sostituzione delle convenzionali barre combustibili di un reattore esistente frutterebbe intorno a $60 milioni in più all’anno per un reattore da 1.100 megawatt.
Il nuovo combustibile rappresenta “un importante miglioramento rispetto alle convenzionali barre oggi in uso”, dice Per Peterson, un professore di ingegneria nucleare dell’Università della California, Berkeley, che guida un team dedicato allo sviluppo di nuovi design per reattori nucleari. “La capacità del combustibile sviluppato dalla Lightbridge di operare a temperature molto più basse comporta notevoli benefici in termini di sicurezza”, aggiunge.
I quesiti sulla sicurezza non sarebbero così semplici da risolvere, secondo Ian Scott, cofondatore di Moltex Energy, una società del Regno Unito che sta sviluppando un reattore avanzato a combustibile liquido. L’elevata capacità di trasferimento del calore di questo combustibile solido significa che le barre possono raffreddarsi più rapidamente in caso di improvvisa perdita di liquido refrigerante. Allo stesso tempo, il punto di fusione delle barre sviluppate dalla Lightbridge è di gran lunga inferiore rispetto a quella delle barre convenzionali. Nel caso di un incidente come quello accaduto nella centrale di Fukushima, il rischio di disastro sarebbe ben più elevato.
“Al momento stiamo ricevendo forti spinte per sviluppare combustibili ‘a prova di incidente’”, dice Scott. “Si tratta di combustibili con una tolleranza a temperature ben più elevate rispetto a quelle per le quali sono stati progettati. La Lightbridge sta andando nella direzione opposta”.
Resta da vedere quello che la Nuclear Regulatory Commission deciderà di fare dei benefici descritti dalla Lightbridge in termini di sicurezza ed economia. Non vi è però alcun dubbio sul fatto che gli attuali reattori, e quelli appena ultimati con design convenzionali, verranno presto ammodernati con nuove tecnologie combustibili.
“L’impiego di questo combustibile in nuovi impianti contribuirà al miglioramento delle economie nucleari, che a loro volta contribuiranno al benessere dell’industria nel suo complesso”, dice Leslie Dewan, cofondatrice di Transatomic Power, società impegnata nello sviluppo di un reattore a combustibile liquido. “Penso che il quesito più grande riguardi il tempo che occorrerà per certificare il nuovo combustibile”.
(MO)
