Usa Il Dipartimento dell’Energia si affretta a costruire nuovi reattori nucleari avanzati

Nell’ultimo sforzo per rianimare l’industria nucleare in declino degli Stati Uniti, il Dipartimento dell’Energia (DOE) mira a selezionare e aiutare a costruire due nuovi reattori nucleari prototipo entro 7 anni, l’agenzia ha annunciato la scorsa settimana. I reattori sarebbero il fulcro del nuovo Advanced Reactor Demonstration Program del DOE, che riceverà 230 milioni di dollari quest’anno fiscale. Ognuno verrebbe costruito in collaborazione 50-50 con un partner industriale e alla fine potrebbe ricevere fino a 4 miliardi di dollari di finanziamenti dal DOE.

“Questo può essere un cambio di gioco”, dice Jacopo Buongiorno, un ingegnere nucleare al Massachusetts Institute of Technology. “E’ ora che la comunità passi dalla progettazione di reattori di carta alla costruzione di dimostrazioni”.

Ma anche alcuni sostenitori dell’energia nucleare dubitano che il programma stimolerà la costruzione di nuovi reattori commerciali finché il gas naturale e l’energia rinnovabile rimarranno relativamente economici. “Le nuove costruzioni non possono competere con le energie rinnovabili”, dice Robert Rosner, un fisico dell’Università di Chicago. “Certamente non ora.”

I reattori nucleari commerciali forniscono il 20% dell’energia elettrica degli Stati Uniti e il 50% della sua energia senza carbonio. Tuttavia, l’industria nucleare statunitense ha lottato per decenni. La sua flotta ora comprende 96 reattori, in calo rispetto ai 113 dei primi anni ’90. Altri reattori sono destinati a chiudere e si prevede che la quota dell’industria nucleare nella fornitura di elettricità inizierà a diminuire. Nonostante questo quadro desolante, gli ingegneri hanno continuato a sviluppare progetti per reattori avanzati che, secondo loro, sarebbero più sicuri e più efficienti.

L’amministrazione Trump vuole dare nuova vita all’industria nucleare. Ad aprile, il DOE ha annunciato piani per aumentare l’estrazione di uranio nazionale e stabilire una riserva nazionale di uranio. E metterà 160 milioni di dollari dei 230 milioni previsti dal Congresso per il programma dimostrativo dei reattori per selezionare due progetti da costruire in fretta, molto probabilmente all’Idaho National Laboratory (INL) del DOE.

Il programma mira ad incubare le idee che non sono già molto avanti nello sviluppo, dice Ashley Finan, un ingegnere nucleare e direttore del National Reactor Innovation Center all’INL. Per esempio, il DOE sta già lavorando con NuScale Power per sviluppare i piccoli reattori modulari costruiti in fabbrica dell’azienda, il che significa che non è ammissibile per il nuovo programma. I soldi non andranno anche allo sviluppo di un reattore chiamato Versatile Fast Neutron Source, che il DOE ha già iniziato a preparare per costruire all’INL o all’Oak Ridge National Laboratory in Tennessee e che servirà come struttura per la ricerca sulla scienza dei materiali.

Altrimenti, “Questa è una chiamata aperta”, dice Finan. “Penso che vedremo un sacco di interesse e un sacco di grandi applicazioni per una varietà di tipi di reattori diversi”, dice. Buongiorno dice che i progetti recenti tendono a concentrarsi su reattori che sono più piccoli del reattore di potenza standard gigawatt. Un reattore commerciale standard brucia un combustibile che è tra il 3% e il 5% di uranio-235 fissile per riscaldare l’acqua e azionare le turbine a vapore. I nuovi progetti potrebbero far circolare refrigeranti come il sale fuso e bruciare combustibili contenenti fino al 20% di uranio-235, il che potrebbe renderli più efficienti.

Alcuni osservatori dicono che l’iniziativa non è realistica. I funzionari del DOE potrebbero lottare per identificare il più promettente dei molti progetti disparati, prevede M. V. Ramana, un fisico dell’Università della British Columbia, Vancouver. “Dovrete confrontare mele, arance, uva, prugne, tutto”, dice. Il lasso di tempo di 7 anni è anche poco credibile, dice Ramana, soprattutto perché il DOE vuole che i reattori passino la revisione delle licenze presso la Nuclear Regulatory Commission, che in genere richiede diversi anni. “E’ assurdo pensare che possano farlo.”

Tuttavia, Buongiorno nota che i prototipi potrebbero essere autorizzati per uso commerciale e costruiti allo stesso tempo se fossero situati in una struttura del DOE come l’INL, che ha costruito 52 diversi reattori sperimentali dalla sua nascita nel 1949 come National Reactor Testing Station. Finan dice che il lasso di tempo è “aggressivo”, ma ha lo scopo di spronare gli sviluppatori nel loro lavoro. “Questo è un obiettivo difficile ma raggiungibile”, dice, “ed è il posto giusto dove stare”.

Ramana si chiede se l’industria nucleare statunitense possa essere salvata. Anche se i problemi di gestione delle scorie e l’apprensione del pubblico per la radioattività rimangono, il problema più grande che affronta l’industria nucleare è l’alto costo di capitale dei nuovi reattori, che può essere di 7 miliardi di dollari o più. Nei mercati deregolamentati, le società di servizi non possono permettersi tali spese di capitale, ed è per questo che le energie rinnovabili più economiche possono alla fine sostituire l’energia nucleare, dice. “Questa è un’industria al tramonto”, dice, “e prima lo si riconosce, meglio è.”

Ma il costo dell’eolico e del solare salirà, sostiene Rosner. L’elettricità proveniente dalle rinnovabili va e viene in modo incontrollabile, e quando si espanderanno al 20% o 30% del mercato, tale intermittenza li renderà significativamente più costosi, dice. Il nucleare diventerà allora economicamente competitivo e complementare alle rinnovabili come fonte costante di energia senza carbonio, prevede. “Entro il 2030, se gli Stati Uniti hanno un mucchio di progetti che sono ben avanzati, questo è un buon investimento perché alla fine avremo bisogno di quegli impianti”, dice Rosner.

Ma per costruire reattori in futuro, gli Stati Uniti devono mantenere le loro capacità ora, dice Buongiorno. “Se lasciamo che l’intera flotta vada nel cesso e ci aspettiamo che tra 20 anni possiamo accendere la nostra competenza nucleare come un interruttore, siamo deliranti”, dice. “È necessario mantenere questa capacità”.

Questo è ciò che il nuovo programma del DOE mira a fare. Le lettere d’intenti sono dovute a giugno, e il DOE mira a selezionare i progetti vincenti entro la fine dell’anno fiscale, il 30 settembre.