Scienza

Nucleare: si può farne a meno?

Viaggio tra le debolezze dell'atomo e di chi lo vuole vendere, in attesa di alternative non proprio dietro l'angolo.

Il 12 aprile scorso, un mese e un giorno dopo lo tsunami, l'agenzia giapponese per la sicurezza nucleare ha innalzato al "livello 7" della scala Ines la classificazione dell'incidente alla centrale nucleare di Fukushima: il settimo è il livello più alto e coincide con l'incubo nucleare europeo degli Anni '80, Chernobyl. È "livello" è adeguato alla situazione? Probabilmente no e prima o poi l'Agenzia internazionale per l'energia atomica (Aiea) potrebbe aggiungere un "livello 8", su misura per Fukushima: la scala Ines non ha un top level.

Paura a 1000! Se però esistesse anche una scala Ines per la misura della percezione di gravità non basterebbero né il 10 né il 100. Dalle bugie della Tepco, proprietaria dell'impianto giapponese, alla sorpresa nei confronti di un Paese considerato un modello di rigore ed efficienza, ci sono tutte le ragioni che spiegano perché nei primi giorni

Nucleare: si può farne a meno?

È il titolo del dossier in tre parti pubblicato da Focus 224, che potete scaricare da qui in formato pdf:
:: Risorse energetiche: per quanto ne abbiamo?
:: Carbone, fonti non convenzionali o rinnovabili?
:: Gli altri nucleari

Quali garanzie?

Fukushima

Reattori e centrali elettronucleari sono prodotti commerciali, venduti "chiavi in mano" da colossi come Edf e Areva (francesi), multinazionali come Westinghouse o cordate come la Mitsubishi-Hitachi-Toshiba-Fuji. Gli impianti sono per lo più di proprietà di consorzi che includono il costruttore e lo Stato che li ospita, perché sono prodotti molto costosi.

Contabilità atomica. Ecco il primo fatto sorprendente: che le centrali siano care è l'unica certezza che abbiamo sul loro prezzo! Non esistono infatti stime attendibili su quanto viene a costare un impianto nucleare dalla culla alla tomba, ossia dalla richiesta delle autorizzazioni al suo smantellamento. Ancora più sorprendente, sono del tutto inaffidabili le previsioni di spesa anche solo per la parte cantieristica e ingegneristica della costruzione, ossia dalla posa della prima pietra al collegamento alla rete elettrica. È un investimento da milioni di euro, sì, ma quanti milioni?

First-of-a-Kind. La storia dell'impianto di Olkiluoto 3, in Finlandia, affidato ai francesi di Areva, è esemplare: tempo di produzione stimato (dal venditore), 50 mesi. Sono quattro anni e un pezzettino, ma intanto l'iter è iniziato nel 1998, sono passati tredici anni e la consegna non è ancora in vista. Valore indicativo del contratto attualizzato in euro, 3-3,5 milioni. Siamo però a più del doppio, pare: né Areva né il committente (la "Finlandia") si pronunciano, perciò le uniche cifre note sono quelle diffuse dai circuiti di Greenpeace. Va detto anche che, secondo Areva, la responsabilità è tutta dei finlandesi, che « hanno leggi troppo complicate in materia di sicurezza e qualità». Leggi che evidentemente i francesi non hanno studiato prima di imbarcarsi nell'impresa...

60 ANNI NUCLEARI

Sebbene L'Alba dell'Era Atomica coincida con gli inizi del '900 (e sia piena di curiosi pasticci), la prima centrale elettronucleare del mondo è stata "accesa" nell'agosto del 1951 in Idaho (Usa): in quei primi giorni alimentava... quattro lampadine a incandescenza da 200 Watt! Poi, a regime e fino al 1955, quando il reattore subì una parziale fusione, produceva 200 kW, quanto basta a un condominio di una trentina di famiglie senza grandi esigenze.

Allons enfants de la Patrie.

sessant'anni

Interessi industriali.

le delicate questioni dello smantellamento e della gestione dei rifiuti

Make-up! L'estensione della vita utile viene concessa dall'Agenzia atomica (ente internazionale) e dalle agenzie per la sicurezza (enti nazionali) a fronte di una serie di interventi che vanno dall'aggiornamento della sala di controllo del reattore alla duplicazione - e triplicazione - dei sistemi che danno energia ai circuiti di raffreddamento. Sono tutte modifiche suggerite nel corso degli anni da malfunzionamenti e incidenti avvenuti in varie parti del mondo, che si innestano però su progetti concettualmente vecchi. Il make-up è garanzia di sicurezza? No, se dobbiamo guardare alla cronaca più recente.

Le riserve di uranio sono un altro punto dolente, ma indispensabile per valutare l'economia nucleare. Da una parte ci sono studi geologici e di mercato commissionati dall'Aiea per il suo Red Book sul nucleare, che, nella sostanza, condizionano la disponibilità di uranio al suo prezzo: ce n'è per 80-85 anni al prezzo attuale (circa 110 $/kg), ma se siamo disposti a spendere di più, da 300 a 1.500 $/kg, ce n'è probabilmente per secoli.

Non male se pensiamo che in 1 kg di uranio è teoricamente imprigionata la stessa energia che troviamo in 70 barili di petrolio, che oggi costano quasi 8.000 dollari.

Uranio sì, uranio no. Altri studi però contestano duramente sia i metodi sia le conclusioni dell'Aiea. Lo fa per esempio la Cornell University per mano di Michael Dittmar (fisico delle particelle e ricercatore al Cern), che chiude la sua complessa e dettagliata analisi del Red Book dell'Aiea con un'affermazione disarmante: «... [quelle dell'Aiea] sono ipotesi fantasiose: affermare che se siamo disposti a spendere di più troveremo tanto uranio quanto vogliamo è in totale contraddizione con i dati geologici oggettivi sulle risorse. Se però qualcuno preferisce prendere per buono il Red Book anziché buttarlo via tutto intero...», "affari suoi"? Peggio per lui, per tutti noi? Dittmar lascia la frase in sospeso.

Per Dittmar e la Cornell University l'industria dell'uranio non ha insomma le gambe per sostenersi. Il "nucleare", però, non è solo questo e non è solo uranio: ci sono progetti alternativi che possono trarre vantaggio dalla crisi di fiducia nei confronti delle attuali tecnologie della fissione.

Rubbiatron. Il nome deriva dal suo ideatore, Carlo Rubbia, il primo a intuire come ottenere un reattore innovativo combinando due tecnologie note: gli acceleratori di particelle e i reattori sottocritici (che si spengono da soli in caso di malfunzionamento) refrigerati a piombo fuso, come quelli in uso sui sommergibili della marina militare russa. Il risultato è un reattore che può trasformare i rifiuti nucleari in elementi meno radioattivi, o anche stabili, oppure fare da generatore di calore per produrre energia elettrica a seconda che lo si alimenti con scorie oppure con torio, e con l'ulteriore vantaggio di poterlo spegnere in qualunque momento senza conseguenze. Una prototipo di Rubbiatron è stato sperimentato con successo al Cern nel 2006, ma ci sono ancora problemi da risolvere (vedi qui una animazione schematica del Rubbiatron).

PENSA IN PICCOLO

I mini reattori sono progetti alternativi alle mega-centrali e ai mega-progetti: prendono spunto dai reattori di propulsione, ossia quelli utilizzati per i sommergibili e le portaerei nucleari. La sigla generica è SMR, Small-medium reactor, hanno potenze nell'ordine dei 200-500 MWatt - adeguati alle esigenze di piccole comunità, quartieri cittadini e singole industrie - e in alcuni sviluppi si propongono come "sigillati" (una scatola chiusa che, sepolta a un centinaio di metri di profondità, viene abbandonata lì quando il combustibile è esaurito) o come "modulari" (che si possono assemblare in gruppi).

Tra questi ultimi citiamo IRIS, International reator innovative & secure, progetto internazionale nel quale è impegnata anche l'Italia. A detta dei ricercatori del Politecnico di Milano che seguono il progetto, il vantaggio di queste soluzioni sta proprio nella dimensione, che consente una gestione economica e della sicurezza più semplici.

Iter.

International Thermonuclear Experimental Reactor

iter

cammino

Nif. In California, presso i Lawrence Livermore National Laboratory, gli scienziati cercano di ottenere lo stesso risultato di Iter (la fusione di un campione di deuterio e trizio) seguendo la strada del confinamento inerziale - anziché magnetico - in un esperimento chiamato Nif, National Ignition Facility. Nel 1997 hanno iniziato a costruire la struttura: un edificio alto quanto un palazzo di dieci piani e ampio come tre campi di calcio, al centro del quale c'è una sfera del diametro di dieci metri (piazzata nel 1999), al centro della quale un supporto regge il "target", l'obiettivo, ossia un campione di deuterio e trizio grande quasi quanto un pisello. Quando sarà il momento, sul target si concentrerà il fuoco di 192 cannoni laser che in due miliardesimi di secondo genereranno la temperatura (milioni di gradi) e la pressione (almeno 100 atmosfere) necessarie sia alla fusione sia al mantenimento del plasma. Il Nif dovrebbe entrare in funzione un po' prima di Iter, forse nel 2015, ed è anch'esso un primo passo: per dimostrare che la tecnologia è adeguata deve poter funzionare per circa tre minuti.

Ci sono novità anche per la fissione. Tutte le centrali nucleari ad uso civile oggi in funzione sono nate come "seconda generazione", ossia dello stesso tipo dei reattori di Three Mile Island (Usa), Chernobyl e Fukushima (le tre maggiori catastrofi in ordine cronologico). La promozione a terza generazione è avvenuta grazie ai programmi di aggiornamento di cui abbiamo detto sopra.

GIII+. La terza generazione evoluta, che in sigla si indica con GIII+, ancora non esiste: è rappresentata dagli Epr dei francesi di Edf e Areva (Flamanville, Olkiluoto e altri) e dagli AP1000 di Westinghouse in costruzione in Asia.

GIV. La prossima generazione, innovativa rispetto alle precedenti, sarà dunque la quarta (GIV) e per adesso esiste in poche installazioni sperimentali o è ancora nella testa dei progettisti: non ci sono indicazioni ragionevoli sui tempi e sui costi di queste nuove tecnologie, ma conosciamo le sue promesse.

Marketing GIV. Anche se il concetto resta sempre quello del boiler, ossia di un recipiente dove si scalda un liquido che poi mette in azione una turbina, i reattori di quarta generazione faranno meno scorie grazie all'uso del torio come combustibile di base e all'ottimizzazione della geometria del reattore, che condiziona le reazioni nel nocciolo. Consumeranno di meno (per esempio, gli "autofertilizzanti") perché produrranno parte del proprio combustibile. La sicurezza sarà affidata a sistemi attivi (quelli che richiedono l'intervento dell'uomo, sul modello dell'Epr) e passivi (sul modello dell'AP1000) contemporaneamente; gli edifici strategici - come quello del reattore e la sala di controllo - saranno costruiti per resistere a un "11 settembre". Avranno optional di valore: per esempio, faranno da inceneritore per le scorie (anche per quelle di oggi) e produrranno idrogeno per le nostre automobili.

Saranno insomma cari, e come per quelli di oggi nessuno è in grado di dire quanto può costare costruirli, quanto mantenerli e quanto smantellarli. Né se tutta questa tecnologia avanzata basterà ad abbattere la comune percezione di rischio.

9 giugno 2011 Raymond Zreick
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