Gli scienziati cinesi sono entusiasti per l’imminente avvio dei test di un reattore nucleare sperimentale che utilizza il Torio come combustibile. La Cina sarebbe in assoluto la prima nazione al mondo ad avere la possibilità di commercializzare la tecnologia.
Il reattore è insolito in quanto al suo interno circolano sali fusi al posto dell’acqua. Ha il potenziale per produrre energia nucleare relativamente sicura ed economica. Generando anche una quantità molto minore di scorie radioattive a vita molto lunga rispetto ai reattori convenzionali.
La costruzione del reattore sperimentale al Torio avverrà a Wuwei, alla periferia del deserto del Gobi: il completamento del primo sito di test dovrebbe avvenire entro la fine di questo mese, almeno secondo il governo della provincia di Gansu.
Cos’è il Torio
Il torio è un metallo argenteo debolmente radioattivo che si trova naturalmente nelle rocce e attualmente ha scarso uso industriale. È un prodotto di scarto della crescente industria mineraria delle terre rare in Cina ed è quindi un’alternativa interessante all’importazione di uranio, affermano i ricercatori.
Un enorme potenziale
Il torio è molto più abbondante dell’uranio e quindi sarebbe una tecnologia molto utile da avere da qui ai prossimi 50 o 100 anni, quando le riserve di uranio inizieranno a scarseggiare. Ci vorranno decenni per realizzare la tecnologia, quindi dobbiamo iniziare ora.
Lyndon Edwards, ingegnere nucleare presso l’Australian Nuclear Science and Technology.
La Cina celebra il decimo anno dal lancio del suo programma di reattori a sale fuso. Ha iniziato nel 2011, investendo circa 3 miliardi di yuan (500 milioni di dollari), secondo Ritsuo Yoshioka, ex presidente dell’International Thorium Molten-Salt Forum di Oiso, in Giappone, che ha lavorato a stretto contatto con ricercatori cinesi.
Gestito dall’Istituto di fisica applicata di Shanghai (SINAP), il reattore di Wuwei è progettato per produrre solo 2 megawatt di energia termica, che è sufficiente solo per alimentare fino a 1.000 case. Ma se gli esperimenti avranno successo, la Cina spera di costruire un reattore da 373 MW entro il 2030, che potrebbe alimentare centinaia di migliaia di case.
Una tecnologia “quasi” perfetta
Questi reattori al Torio sono tra le tecnologie sulle quali la Cina punta per raggiungere il suo obiettivo di zero emissioni di carbonio entro il 2050. L’isotopo naturale torio-232 non può subire fissione, ma quando irradiato in un reattore assorbe neutroni per formare uranio-233, un materiale fissile che genera calore.
Il torio è stato testato come combustibile in altri tipi di reattori nucleari in paesi tra cui USA, Germania e UK, e fa parte di un programma nucleare in India. Fino ad oggi non si è dimostrato conveniente perché è più costoso da estrarre dell’uranio e, a differenza di alcuni isotopi naturali dell’uranio, deve essere prima, come detto, convertito in un materiale fissile.
Alcuni ricercatori sostengono il torio come combustibile perché affermano che i suoi prodotti di scarto hanno meno possibilità di essere utilizzati come armi rispetto a quelli dell’uranio. Altri hanno sostenuto che esistono ancora dei rischi.
Reattore a sali fusi alimentato dal Torio: il primo al mondo
I ricercatori più esperti notano che il nuovo reattore cinese al Torio “copia” quello dell’Oak Ridge National Laboratory. Si tratta del primo reattore a sali fusi, avviato nel 1969 e ormai chiuso. Sarà, conoscendo la capacità emulativa dei cinesi non mi stupirebbe. Però è da dire che il nuovo reattore fa ricorso a decenni di innovazione nei processi di produzione, nei materiali e nella strumentazione. C’è un abisso anche rispetto al nucleare più avanzato che vediamo oggi.
Rispetto ai reattori ad acqua leggera nelle centrali nucleari convenzionali, i reattori a sale fuso funzionano a temperature significativamente più elevate. Questo significa che potrebbero generare elettricità in modo molto più efficiente. Il reattore cinese al Torio utilizzerà sali a base di fluoruro, che si sciolgono in un liquido incolore e trasparente quando vengono riscaldati a circa 450 ºC. Il sale agisce come refrigerante per trasportare il calore dal nocciolo del reattore. Inoltre, anziché le barre di combustibile solido, i reattori a sale fuso utilizzano anche il sale liquido come substrato per il combustibile, come il Torio, da dissolvere direttamente nel nocciolo.
I reattori a sale fuso sono considerati relativamente sicuri perché il combustibile è già disciolto in liquido e funzionano a pressioni inferiori rispetto ai reattori nucleari convenzionali, il che riduce il rischio di fusioni esplosive.
Un banco di prova importantissimo
Il reattore cinese sarà un banco di prova per imparare molto su questa tecnologia. Permettrà di studiare un po’ di tutto, dall’analisi della corrosione alla caratterizzazione della composizione della miscela refrigerante mentre è in circolo.
Potrebbero volerci mesi prima che il reattore cinese raggiunga la piena operatività. Se qualcosa va storto, serve fermarsi e ripartire. Le pompe potrebbero guastarsi, i tubi potrebbero corrodersi. Potrebbe verificarsi un blocco. Difficilmente un disastro, gli scienziati sono molto ottimisti.
Riferimenti scientifici: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02459-w
