Garantire un futuro sicuro per l'energia nucleare

Il mondo ha bisogno di espandere la produzione globale di energia nucleare per contribuire a ridurre le emissioni globali di carbonio. Tale conclusione si basa su numerosi modelli e proiezioni che indicano che le rinnovabili non possono farcela da sole.

Ma c'è un avvertimento significativo. Semplicemente non possiamo avere incidenti nucleari importanti come quelli avvenuti a Chernobyl, in Ucraina, ea Fukushima, in Giappone. Questi sono quelli che considero eventi a basso rischio, ma ad alta conseguenza.

Nella storia del nucleare, ci sono stati pochi incidenti gravi. Ma le centrali nucleari hanno il potenziale unico di spostare permanentemente intere città in caso di incidente grave.

L'incidente di Chernobyl alla fine ha portato via dalle loro case circa 350,000 persone. Migliaia di chilometri quadrati sono stati messi da parte come zona di esclusione disabitata intorno alla centrale nucleare di Chernobyl. Molte persone sono state sfollate anche a seguito dell'incidente di Fukushima, anche se non così tante come a Chernobyl.

Se vogliamo che l'energia nucleare realizzi il suo potenziale di riduzione delle emissioni di carbonio, dobbiamo garantire che tali incidenti non siano più possibili.

Costruire centrali nucleari più sicure

Di recente ho avuto la possibilità di parlare di questi problemi con la dottoressa Kathryn Huff, l'Assistente Segretario presso l'Ufficio per l'Energia Nucleare del Dipartimento dell'Energia.

Il dottor Huff ha spiegato che i sistemi di sicurezza passiva sono la chiave per garantire che, in caso di incidente, i lavoratori possano allontanarsi da una centrale nucleare e che si spenga in uno stato sicuro.

C'è una distinzione importante da fare qui. Il pubblico può aspettarsi che i progetti nucleari siano a prova di fallimento, ma ci sono molte ragioni per cui questa metrica non sarà mai raggiunta. Semplicemente non puoi proteggerti da ogni possibile incidente che potrebbe verificarsi. Pertanto, cerchiamo di mitigare le possibili conseguenze e di implementare progetti fail-safe.

Un semplice esempio di progetto fail-safe è un fusibile elettrico. Non impedisce un incidente in cui troppa corrente tenta di fluire attraverso il fusibile. Ma se ciò accade, la connessione si scioglie e interrompe il flusso di elettricità, una condizione di sicurezza. Né Chernobyl né Fukushima erano progetti a prova di errore.

Ma come si possono realizzare progetti di tale sicurezza? Il dottor Huff ha indicato due esempi.

Il primo è il nuovo reattore ad acqua pressurizzata AP1000® (PWR) di Westinghouse. Il problema a Fukushima era che dopo l'arresto, l'energia doveva essere disponibile per far circolare l'acqua per raffreddare il reattore. Quando l'energia è stata persa, la capacità di raffreddare il nocciolo del reattore è svanita.

Il nuovo reattore APR si basa su forze naturali come gravità, circolazione naturale e gas compressi per far circolare l'acqua e impedire il surriscaldamento del nucleo e del contenimento.

Oltre al raffreddamento passivo, sono state introdotte innovazioni nello sviluppo di tipi di carburante di nuova generazione resistenti agli incidenti. Ad esempio, isotropo tristrutturale (TRISO) combustibile particolato è costituito da un kernel di combustibile di uranio, carbonio e ossigeno. Ogni particella è il proprio sistema di contenimento grazie agli strati a triplo rivestimento. Le particelle TRISO possono resistere a temperature molto più elevate rispetto agli attuali combustibili nucleari e semplicemente non possono fondersi in un reattore.

Il dottor Huff ha affermato che entro la fine del decennio sarà online una demo avanzata del reattore, con un letto di ciottoli pieno di particelle TRISO.

Queste due innovazioni potrebbero garantire che le future centrali nucleari non subiscano mai un incidente grave. Ma ci sono altre questioni che devono essere affrontate, come lo smaltimento delle scorie nucleari. Affronterò questo - così come quello che gli Stati Uniti stanno facendo per promuovere l'energia nucleare - nella Parte II della mia conversazione con il dottor Huff.