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Ha ragione Veronesi, bisogna puntare sul nucleare

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Su ‘La Repubblica’ del 30 Maggio scorso è apparso un articolo con un dibattito tra i professori Umberto Veronesi e Carlo Rubbia sull’urgenza di produrre energia pulita. All’affermazione di Veronesi “Il governo italiano deve costruire dieci centrali nei prossimi dieci anni” Rubbia fa presente che “Il nucleare classico, compreso quello di quarta generazione, non può aspirare a una diffusione su larga scala soprattutto per i problemi legati alle scorie radioattive di lunga vita”. Il dibattito merita un approfondimento.

Il problema dei rifiuti ad alta attività si pone per quantitativi molto limitati, inferiori di diversi ordini di grandezza ai quantitativi di rifiuti tossico-nocivi prodotti nei processi industriali. Rimanendo in campo energetico, risulta che una centrale a combustibile fossile da 1.000 MW riduce in cenere ogni anno da 1 a 2 milioni di tonnellate di combustibile, scaricando in atmosfera milioni di tonnellate di CO2, oltre a quantità considerevoli di altre sostanze nocive (tra cui i particolati). Una centrale nucleare della stessa potenza produce in un anno circa 2 tonnellate di materiali ad alta attività derivanti dal ritrattamento del combustibile utilizzato. Questi materiali sono usualmente inglobati in matrici stabili di vetro minerale, inseriti in contenitori di acciaio a tenuta, a loro volta inseriti in altri contenitori in acciaio di forte spessore.

Oggi il problema dell’isolamento definitivo dei materiali ad alta attività dalla biosfera è tecnicamente risolto attraverso il loro inglobamento in formazioni geologiche stabili (argilla, salgemma, granito). Il motivo per il quale nessun paese (a parte gli USA per i rifiuti prodotti nell’ambito dei programmi militari) ha finora realizzato depositi del genere è che al momento non servono, dato che i materiali prodotti negli impianti nucleari continuano ad essere stoccati presso gli stessi impianti, occupando spazi minimi. I paesi che prevedono di avere bisogno in futuro di depositi definitivi hanno in corso procedure di qualificazione delle matrici geologiche. Questi studi torneranno utili quando sarà necessario realizzare depositi definitivi, che secondo le indicazioni della Commissione Europea dovranno essere depositi internazionali utilizzabili da più paesi.

Un discorso a parte meritano i reattori cosiddetti della quarta generazione, oggetto di vari programmi di ricerca in vari laboratori internazionali e promossi nell’ambito dei piani di sviluppo della Comunità Europea. Oltre a reattori avanzati ad alta temperatura per la produzione di idrogeno, in questi programmi vengono studiati reattori che negli scenari previsti sarebbero associati a quelli della generazione precedente al fine di ‘bruciare’ (attraverso la reazione di fissione) gli isotopi pesanti, che costituiscono le cosiddette scorie a lunghissima vita. Resterebbero da smaltire alla fine solo gli isotopi, cosiddetti “leggeri”, prodotti dalla fissione, in maggior parte dalla vita media che non va oltre qualche centinaio di anni, quindi confinabili per periodi storicamente controllabili in siti remoti, assieme ad altri rifiuti radioattivi a loro assimilabili provenienti dalle applicazioni radiologiche nelle strutture ospedaliere o da processi industriali. Per alcuni prodotti di fissione a lunga vita, tra cui il tecnezio-99, si prevede di provocarne la trasmutazione in isotopi a vita media più breve irraggiandoli in zone periferiche dei reattori di potenza.

Questi nuovi concetti di reattore non sono una chimera. Si può affermare che sono in gran parte figli del prototipo costruito all’inizio degli anni sessanta nel Laboratorio Nazionale di Argonne, vicino a Chicago (il laboratorio in cui Fermi aveva fatto i primi esperimenti sulle pile atomiche). Io stesso sono stato testimone, in quanto allora ricercatore associato, del fermento di idee e ricerche che vi si svolgevano.  Si tratta del reattore veloce EBR II (Experimental Breeder Reactor II), che ha funzionato trent’anni, a partire dall’inizio degli anni Sessanta, senza problemi fino al suo smantellamento. Quel reattore doveva dimostrare (e l’ha dimostrato) la fattibilità del concetto IFR (Integrated Fast Reactor), cioè la possibilità di costruire un reattore che prevedesse un sistema chiuso di riprocessamento del combustibile con separazione dei prodotti di fissione e rifabbricazione nello stesso sito (con minimo rischio di diversione e proliferazione). Vennero anche avviati studi ed esperienze per dimostrare la possibilità del bruciamento per fissione (direttamente o attraverso i prodotti delle successive trasmutazioni) di tutti i nuclidi pesanti di cui un reattore veloce poteva essere alimentato, cioè: i transuranici (tra cui i plutonio) provenienti dalle centrali termiche tradizionali (per di più refrigerate ad acqua) e l’uranio impoverito proveniente dagli impianti di arricchimento (con ciò venendo assicurata la disponibilità di materiale combustibile per i prossimi millenni). L’incidente di Chernobil, risultato infausto di un concetto di reattore intrinsecamente instabile, oggi improponibile, e di una gestione di operatori a dir poco dissennati, ha bloccato questo processo. Il reattore EBR II è stato chiuso anticipatamente, proprio nel periodo in cui erano stati fatti degli esperimenti che dimostravano le sue caratteristiche di sicurezza intrinseca (dopo l’arresto programmato delle pompe primarie e secondarie, il reattore si spegneva da solo, in sicurezza!). Ora si parla di reattori della IV generazione, ma forse sarebbe più giusto parlare di “rinascimento nucleare”, come si sente dire ultimamente da più parti.

Per quanto riguarda i tempi, occorre dire che la costruzione dei reattori della quarta generazione non è prevista prima di 20-30 anni. Nel frattempo si ritiene adeguato il confinamento dei materiali ad alta attività prodotti negli attuali reattori in siti adatti (eventualmente negli stessi impianti, come si è detto sopra) per un loro futuro recupero.  Rimane quindi tutto il tempo per affinare, e rendere più economiche, le tecnologie di riprocessamento e separazione del combustibile necessarie.

Augusto Gandini è Docente presso la Facoltà di Ingegneria Energetica dell’Università di Roma “La Sapienza”.

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