Nuovo nucleare – Nella puntata precedente, il fisico Edwin Lyman – uno dei massimi esperti riconosciuti a livello internazionale di proliferazione nucleare e terrorismo nucleare, nonché di sicurezza e protezione dell’energia nucleare e membro dell’Institute of Nuclear Materials Management – ha spiegato come il nucleare “di ultima generazione” presenti delle criticità importanti, che i fautori (a tutti i livelli, politico-economico, mediatico ecc) dell’energia nucleare per usi civili, a detta di Lyman, tendono a minimizzare o a negare del tutto.
Il suo articolo Cinque cose che i “nuclear bros” non vogliono che tu sappia sui piccoli reattori modulari è diventato un punto di riferimento a livello mondiale nel dibattito sul nucleare e la sua sicurezza, riaccesosi anche in Italia in seguito alle dichiarazioni del ministro Pichetto Fratin.
Dopo i primi due punti esaminati nell’articolo precedente, ovvero:
1. Gli SMR non sono più economici dei grandi reattori.
2. Gli SMR non sono generalmente più sicuri dei grandi reattori ad acqua leggera.
Arriviamo agli altri tre argomenti di criticità sviluppati da Lyman.
3. Gli SMR non ridurranno il problema delle scorie radioattive.
“L’industria sostiene in modo molto fuorviante che alcuni SMR ridurranno l’intrattabile problema della gestione dei rifiuti radioattivi a lunga vita generando meno rifiuti o addirittura “riciclando” i propri rifiuti o quelli generati da altri reattori”, dice senza mezzi termini Lyman.
Perché molto fuorviante, secondo l’esperto americano?
Perché, prima di tutto, In termini di quantità di isotopi altamente radioattivi che si formano quando i nuclei atomici vengono fissionati e rilasciano energia, “i piccoli reattori ne producono altrettanti dei grandi reattori per unità di calore generato”.
“Inoltre, per i reattori con combustibili più densi, il volume e la massa del combustibile esaurito generato possono essere inferiori, ma la concentrazione di prodotti di fissione nel combustibile esaurito e il calore generato dai prodotti di decadimento – fattori che contano davvero per la sicurezza – saranno proporzionalmente maggiori”.
Quindi la minore produzione di rifiuti è alla fine apparente, perché producono la stessa quantità di isotopi altamente radioattivi per unità di energia generata.
E dunque tutti coloro che, pubblici o privati, gestiranno gli SMR “dovranno gestire in modo sicuro lo stoccaggio di quantità significative di combustibile nucleare esaurito in loco per un lungo periodo, proprio come fanno tutte le altre centrali nucleari”.
Non è vero, quindi, come affermano alcuni fornitori (Lyman fa il nome di un colosso dell’energia in prima fila per la costruzione di SMR), che i reattori saranno portati via dopo che il combustibile non sarà più utilizzabile. “Non sono credibili, poiché non ci sono prospettive realistiche per la concessione di licenze a siti centralizzati dove i reattori usati possano essere portati nel prossimo futuro”.
Risultato: “Qualsiasi comunità con un SMR dovrà pianificare di essere di fatto un sito di smaltimento delle scorie nucleari a lungo termine”.
4. Non si può contare sugli SMR per fornire energia affidabile e resiliente fuori dalla rete a strutture come i centri dati, l’estrazione di bitcoin, la produzione di idrogeno o petrolchimica.
Nonostante le dichiarazioni degli sviluppatori, nessun progetto di SMR “è in grado di operare in sicurezza senza un accesso affidabile all’elettricità dalla rete per alimentare le pompe di raffreddamento e altri sistemi di sicurezza vitali”.
Questo perché gli SMR, esattamente come le attuali centrali nucleari, saranno vulnerabili a eventi meteorologici estremi o ad altri disastri che potrebbero causare una perdita di energia fuori sede e costringerli a spegnersi.
Se dovesse verificarsi un evento del genere – ed è probabile che accada – “un utente come l’operatore di un centro dati dovrebbe fornire energia di riserva, probabilmente da generatori diesel, sia per il centro dati che per il reattore”.
Questo significa che il livello di affidabilità caratteristico dei reattori ad acqua leggera in funzione è ancora lontano dall’essere raggiunto dagli SMR. “Molto probabilmente” scrive Lyman “ci vorranno decenni di esperienza operativa. Un’introduzione prematura basata su aspettative di prestazioni non realistiche potrebbe rivelarsi estremamente costosa per qualsiasi azienda che voglia sperimentare gli SMR”.
5. Gli SMR non utilizzano il combustibile in modo più efficiente rispetto ai grandi reattori.
L’affermazione secondo cui gli SMR sono più efficienti dei grandi reattori perché utilizzano meno combustibile è, secondo Lyman, fuorviante. E vediamo perché.
“In termini di quantità di calore generato, la quantità di combustibile di uranio che deve subire la fissione nucleare è la stessa sia che il reattore sia grande che piccolo”.
Inoltre, è vero che i reattori che utilizzano refrigeranti diversi dall’acqua, operando tipicamente a temperature più elevate, possono vedere aumentata la loro efficienza nella conversione del calore in elettricità. Ma “non si tratta di un effetto abbastanza importante da compensare altri fattori che riducono l’efficienza dell’uso del combustibile”.
Spiega Lyman: “Alcuni progetti di SMR richiedono un tipo di combustibile all’uranio chiamato ‘uranio ad alto dosaggio e basso arricchimento (HALEU)’, che contiene concentrazioni più elevate dell’isotopo uranio-235 rispetto al combustibile convenzionale per reattori ad acqua leggera. Sebbene questo riduca la massa totale di combustibile di cui il reattore ha bisogno, ciò non significa che si utilizzi meno uranio o che si producano meno rifiuti dalle attività di estrazione e macinazione ‘front-end’ (nel ciclo del combustibile nucleare significa la fase della preparazione del combustibile): anzi, è più probabile che sia vero il contrario.
“Uno dei motivi è che la produzione di HALEU richiede una quantità relativamente elevata di uranio naturale da immettere nel processo di arricchimento che aumenta la concentrazione di uranio-235”.
“Ad esempio, il reattore TerraPower Natrium, che utilizzerebbe HALEU arricchito al 19% circa di uranio 235, richiederà da 2,5 a 3 volte più uranio naturale per produrre un chilowattora di elettricità rispetto a un reattore ad acqua leggera. I reattori più piccoli, come l’Oklo Aurora da 15 megawatt, sono ancora più inefficienti”.
C’è dunque un problema di efficienza. “Il miglioramento dell’efficienza di questi reattori può avvenire solo con progressi significativi nelle prestazioni del combustibile, che potrebbero richiedere decenni di sviluppo”.
Inoltre, questa inefficienza ha potenzialmente significative ripercussioni sul piano ambientale. “I reattori che utilizzano l’uranio in modo inefficiente hanno un impatto sproporzionato sull’ambiente a causa delle attività inquinanti di estrazione e lavorazione dell’uranio”. Sono anche “meno efficaci nel mitigare le emissioni di carbonio, perché l’estrazione e la macinazione dell’uranio sono attività ad alta intensità di carbonio rispetto ad altre parti del ciclo del combustibile uranio”.
La conclusione dell’intervento di Lyman ha lo stesso pregio della chiarezza del resto del suo articolo. Vale la pena riportarla testualmente:
“Gli SMR possono avere un ruolo nel nostro futuro energetico, ma solo se sono sufficientemente sicuri e protetti. A tal fine, è essenziale avere una comprensione realistica dei loro costi e dei loro rischi. Dipingendo un quadro eccessivamente roseo di queste tecnologie con informazioni spesso fuorvianti, i nuclear bros stanno distraendo l’attenzione dalla necessità di affrontare le numerose sfide che devono essere risolte per rendere gli SMR una realtà e, in ultima analisi, stanno rendendo un cattivo servizio alla loro causa”.
