Reattori nucleari di nuova generazione - fisica/mente

Reattori nucleari di nuova generazione 6
i reattori a spettro veloce ci vengono in aiuto.
Consideriamo per esempio il nettunio, elemento
transuranico avente numero atomico 93 e numero
di massa 237 e che ha una vita media di
circa 2 milioni di anni. Assorbendo un neutrone
esso diventa nettunio 238 che è molto instabile.
Infatti dopo appena due giorni decade nel plutonio
238. Questo isotopo, sebbene non sia fissile
(numero di massa pari) è tuttavia fertile: infatti
catturando un neutrone diventa plutonio 239
che è fissile. In tal modo nei reattori raffreddati
a metallo liquido è possibile bruciare alcuni elementi
transuranici e trasformarli in combustibile
nucleare evitando di doverli stoccare per tempi
lunghissimi.
6 Cicli di combustibile oncethrough
e multipli
La possibilità offerta dai reattori a spettro veloce
di bruciare alcuni tipi di scorie ha indotto
il progetto Generation IV a occuparsi anche del
ciclo di riprocessamento del combustibile
esausto. Infatti negli Stati Uniti il ciclo del
combustibile è aperto o once-through: ciò
significa che l’uranio estratto dalle miniere viene
bruciato una sola volta e, quando è esausto,
viene depositato per lo smaltimento definitivo.
In paesi come la Francia e la Gran Bretagna
invece si utilizzano cicli di combustibile multipli
che ad ogni passaggio recuperano il materiale fissile
dalle barre del combustibile esausto e lo sottopongono
al riprocessamento. In tal modo l’uranio
opportunamente trattato viene riutilizzato
più volte.
Il ciclo once-through parte dalle miniere di
uranio dove viene estratto il minerale che contiene
essenzialmente l’isotopo 238 U. Occorre
quindi arricchire l’ossido di uranio con l’isotopo
fissile 235 U e ciò viene fatto in appositi impianti.
Successivamente le pastiglie di combustibile vengono
incamiciate nelle barre che a loro volta
sono assemblate negli elementi di combustibile.
Questi ultimi sono inviati agli impianti pronti
per essere utilizzati nel reattore. Quando il combustibile
è esausto, l’elemento viene rimosso dal
nocciolo e depositato in una vasca di stoccag-
Un dossier di Claudio Sartori,
aggiornato al 03.03.2006
gio temporaneo per permettere che i nuclidi
più radioattivi decadano parzialmente. Infine il
combustibile viene stoccato definitivamente nei
depositi permanenti.
Nei cicli con riprocessamento le barre di combustibile
esausto vengono trattate in modo tale
da separare le scorie non più utilizzabili dall’uranio
e dal plutonio. E’ proprio in questa fase
che, grazie ai reattori a spettro veloce, si possono
riutilizzare gli elementi transuranici come
isotopi fertili.
Lo schema a ciclo singolo è meno costoso, ma
comporta lo stoccaggio di una maggiore quantità
di scorie radioattive; viceversa lo schema a
cicli multipli, sebbene comporti maggiori costi,
offre il vantaggio di dover stoccare una quantità
decisamente minore di scorie radioattive
con livelli di tossicità sicuramente inferiori. Lo
schema a cicli multipli permette anche di massimizzare
il consumo di plutonio, limitando così
la proliferazione delle armi nucleari.
7 Conclusione
L’ipotesi nucleare come fonte sostenibile di energia
ha ripreso corpo dopo gli anni bui seguiti al
disastro di Chernobyl. I fattori su cui il progetto
Generation IV ha posto l’accento sono: sicurezza,
sostenibilità ambientale, competitività economica
del nucleare nei confronti delle altre fonti
di energia e non proliferazione di materiale fissile
a scopi militari. La maggior parte dei paesi più
industrializzati del mondo ha aderito a questo
consorzio. Purtroppo l’Italia resta per ora a
guardare, perdendo sicuramente una grossa opportunità
per migliorare le proprie conoscenze e
il proprio background culturale in un settore ad
elevato contenuto tecnologico ed innovativo.
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