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Centrale nucleare che ricicla i rifiuti da fissione

Il Canada sempre più vicino all’energia infinita grazie a un reattore nucleare che riutilizza i propri rifiuti. Moltex Energy Canada ha recentemente annunciato che nuove ricerche confermano la capacità innovativa del suo reattore Stable Salt Reactor – Wasteburner (SSR-W) nel consumare combustibile nucleare usato, una scoperta che segna un progresso fondamentale nel settore energetico. Questo avanzamento potrebbe infatti consentire di ridurre significativamente la quantità di rifiuti nucleari prodotti, trasformando un problema di lunga data in una risorsa energetica. Centrale nucleare che “mangia” i propri rifiuti La ricerca, condotta da team in Nuovo Brunswick, Ontario, Regno Unito e Stati Uniti, è stata sottoposta a revisione paritaria e ha dimostrato che il SSR-W è in grado di consumare la maggior parte degli elementi transurani (TRU) presenti nei combustibili esausti dei reattori Candu canadesi. Questi elementi, derivanti dal processo di fissione nucleare, mantengono la loro radioattività per millenni, rappresentando un grave problema di gestione a lungo termine. Riduzione innovativa dei rifiuti nucleari A differenza dei reattori tradizionali, che accumulano questi elementi nel tempo, il SSR-W è progettato per riutilizzarli come combustibile. Questa tecnologia rappresenta una soluzione innovativa per affrontare la gestione dei rifiuti nucleari, riducendo il loro volume, la loro radiotossicità e la produzione di calore. Una gestione avanzata che permette non solo di abbattere i rifiuti, ma anche di ottimizzare l’uso delle risorse energetiche. Ciclo del combustibile e il processo di riciclo Secondo lo studio, grazie a un ciclo di riciclo ripetuto del combustibile, è possibile ottenere un equilibrio tale che la concentrazione di tutti gli actinidi (elementi radioattivi) si riduce progressivamente durante la combustione nel reattore. La combustione degli actinidi può continuare indefinitamente. La combinazione di questo processo e della separazione dei prodotti di fissione durante il riciclo porta a una riduzione sostanziale del volume dei rifiuti nucleari. Flessibilità e efficienza nel ciclo del combustibile Un aspetto cruciale emerso dalla ricerca è la flessibilità del ciclo del combustibile, resa possibile dal riciclo continuo, dal rifornimento in linea e dalla chimica avanzata del sale fuso. Questi elementi permettono di variare il rapporto di conversione e di ottimizzare ulteriormente l’efficienza del processo. Verso un ciclo chiuso Il SSR-W, un reattore a sale fuso di spettro rapido con una potenza termica di 1200 MW, è in grado di eliminare circa 425 kg di actinidi ogni anno, pari a circa 25 tonnellate metriche nel corso della sua vita utile. Il sistema consente di mantenere una costante necessità di rifornimento con TRU riciclati dai combustibili Candu, riducendo notevolmente la presenza di plutonio-239 nei combustibili esausti. Inoltre, il carico finale del reattore potrebbe essere riciclato e riutilizzato come nuovo combustibile per un altro SSR-W, completando così il ciclo del combustibile nucleare, dando vita a una “loop chiusa” nell’intero processo. Questo approccio non solo riduce l’impatto ambientale, ma permette anche una gestione più sicura e durevole dei rifiuti nucleari. Una nuova era dell’energia nucleare Moltex Energy sta sviluppando tre tecnologie avanzate per migliorare ulteriormente la sostenibilità e l’efficienza energetica: il SSR-W che utilizza rifiuti nucleari riciclati come combustibile, il processo WAste To Stable Salt (WATSS) per il riciclo dei rifiuti nucleari e i serbatoi di stoccaggio termico GridReserve, che consentono al SSR-W di funzionare come una centrale di energia di punta. Il primo impianto WATSS è previsto per essere inaugurato a Point Lepreau nel Nuovo Brunswick, con il primo SSR-W che entrerà in funzione all’inizio degli anni 2030. Una rivoluzione nel settore energetico L’introduzione della tecnologia SSR-W di Moltex Energy potrebbe rappresentare una vera e propria rivoluzione nel settore dell’energia nucleare. L’uso dei rifiuti nucleari come risorsa, combinato con il riciclo avanzato, non solo ridurrebbe drasticamente i rifiuti ma potrebbe anche rendere l’energia nucleare una fonte di energia più pulita e sostenibile. Questo approccio innovativo offre un’opportunità unica per un futuro a zero emissioni e una gestione più sicura delle risorse nucleari. Read the full article

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Primo bilancio energetico positivo di fusione nucleare

Fusione nucleare, gli Stati Uniti verso la svolta: domani l'annuncio. Secondo Financial Times e Washington Post, per la prima volta nella storia di questi esperimenti una reazione di fusione avrebbe prodotto più energia di quella usata per innescarla. "Svolta nella fusione nucleare". È quella che sta per annunciare in una attesissima conferenza stampa prevista per domani, martedì 13 dicembre, il Dipartimento dell'Energia statunitense. Ma le indiscrezioni e le ricostruzioni giornalistiche già si moltiplicano. Il primo a darne notizia è stato il Financial Times. E la fusione nucleare come possibile soluzione alla crisi energetica e climatica è presto diventata l'apertura di molti giornali online, a cominciare dal Washington Post, vicinissimo alla Casa Bianca.

National Ignition Facility (foto: Lawrence Livermore National Laboratory, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons) Difficile però, nonostante gli sforzi dei reporter, andare oltre due punti fermi: per la prima volta nella storia di questi esperimenti una reazione di fusione avrebbe prodotto più energia di quella usata per innescarla. Il secondo elemento certo è che la scoperta è avvenuta presso la National Ignition Facility ospitata nei Lawrence Livermore National Laboratory, in California. Alcuni ricercatori interpellati dal Washington Post hanno confermato le anticipazioni ma dietro anonimato. La consegna del silenzio è infatti rigorosa, in attesa che domani la Segretaria all'Energia Jennifer Granholm sveli al mondo "una grande svolta scientifica". La fusione nucleare (quella che alimenta il Sole e che produce energia dalla fusione di due atomi di idrogeno che ne genera uno di elio) è il sogno degli scienziati da oltre 50 anni. È considerata più green della fissione nucleare perché genera quantità minori di radiazioni e scorie più facili da gestire. Inoltre, i "combustibili" (deuterio e trizio, due isotopi dell'idrogeno) sono relativamente più facili da ottenere rispetto all'uranio. Anche se il trizio va prodotto artificialmente e decade rapidamente. Tuttavia, finora gli esperimenti avevano frustrato le aspettative degli studiosi, che erano sì riusciti a innescare la fusione, ma impiegando, per ottenerla, molta più energia di quanto poi ne rilasciasse la reazione stessa. Per raggiungere l'obiettivo sono stati allora progettati giganteschi reattori (uno, ITER, è in costruzione nel Sud della Francia) dalla complessità inaudita. Solo un esempio: per produrre i potentissimi campi magnetici che confinano e strizzano gli atomi fino a farli fondere uno con l'altro, occorrono temperature vicine allo zero assoluto (-273 gradi), ma a pochi centimetri di distanza la fusione può scaldare il reattore fino a centinaia di milioni di gradi. Insomma è come dover ricreare in una stessa stanza contemporaneamente il luogo più caldo e quello più freddo dell'Universo. Comprensibile che tali difficoltà tecniche abbiano spostato sempre un po' più avanti un traguardo che sulla carta sembrava alla portata.

The Washington Post Un'altra tecnica, quella utilizzata presso i Lawrence Livermore National Laboratory, è il cosiddetto sconfinamento inerziale: 192 potentissimi raggi laser vengono sparati su un bersaglio di combustibile, provocando la fusione dei suoi atomi e il rilascio di neutroni che portano i 4/5 dell'energia rilasciata. Anche in questo tipo di esperimenti la reazione di fusione era stata già ottenuta, ma l'energia prodotta era inferiore a quella immessa dai laser. Ora pare sia stata superata quella soglia: a fronte dei 2,1 megajoule di energia laser i neutroni prodotti avrebbero generato tra i 2,4 e i 3 megajoule di energia. Un successo fondamentale, ma non risolutivo. Innanzitutto perché l'energia totale fornita alla macchina è molta di più rispetto ai 2,1 megajoule che poi i laser riescono a concentrare sul bersaglio. Solo quando il bilancio energetico complessivo sarà positivo, questo tipo di fusione potrà essere trasformata da esperimento di laboratorio a dispositivo per la produzione di energia elettrica. Dovremo comunque attendere la conferenza stampa di domani. Per conoscere i dettagli e capire se si tratta dell'ennesimo piccolo passo verso l'energia pulita del futuro. O se invece è davvero, da subito, l'inizio di una nuova era. Read the full article