Gli esperimenti sul reattore al sale di torio riprendono dopo 40 anni

Gli scienziati del Nuclear Research and Consultancy Group (NRG) dei Paesi Bassi guardano indietro agli anni '70 per soddisfare il fabbisogno energetico del futuro. Per la prima volta dal 1976, il team NRG sta conducendo esperimenti sulla tecnologia dei reattori a sali fusi di torio che potrebbero portare a reattori nucleari più puliti e sicuri in grado di fornire energia su scala globale.

In un mondo segnato da una forte pressione politica per creare un’economia a zero emissioni di carbonio, l’energia nucleare sembra un’alternativa ideale. Nonostante la loro reputazione, i reattori nucleari hanno un notevole record di affidabilità, producono emissioni di carbonio inferiori anche a quelle dell’energia eolica e solare se si considerano costruzione, funzionamento e cicli di vita e hanno il tasso di mortalità per watt più basso di qualsiasi concorrente.

Tuttavia, l’energia nucleare soffre di quattro principali inconvenienti. Innanzitutto, l’uranio necessario per alimentare i reattori è raro e costoso da trattare. In secondo luogo, la tecnologia per produrre combustibile nucleare può essere adattata anche per creare armi. In terzo luogo, nei progetti di reattori più vecchi esiste il pericolo di una fusione catastrofica improbabile, ma spaventosa. E in quarto luogo, nessuno ha elaborato una strategia a lungo termine per lo smaltimento dei rifiuti nucleari che sia accettabile per tutti.

Un modo per superare questi problemi è sostituire l'uranio e il plutonio da esso derivati ​​con un diverso materiale fissile. Dagli anni ’40 l’alternativa più attraente è stata il torio. A differenza dell'uranio, il torio è abbondante e diffuso, non richiede il tipo di elaborato processo di arricchimento di cui ha bisogno l'uranio e non può essere facilmente trasformato in bombe. Inoltre, i reattori al torio hanno un design intrinsecamente sicuro che si spegne se la reazione va fuori controllo, e i prodotti di scarto radioattivi del torio hanno una vita relativamente breve e diventano innocui nel giro di pochi secoli.

L’ostacolo principale è che il torio non può raggiungere da solo la massa critica. Se si prende abbastanza uranio raffinato per essere utilizzato come combustibile e lo si impila insieme, la quantità di radiazione di neutroni rilasciata avvierà una reazione a catena che causerà la divisione degli atomi di uranio in un processo autosufficiente. Sfortunatamente, il torio non può farlo, quindi il combustibile al torio deve essere miscelato con l'uranio o sottoposto a una fonte di neutroni esterna per avviare il ciclo di reazione.

Dagli anni '60 al 1976, l'Oak Ridge National Laboratory negli Stati Uniti ha condotto esperimenti sui reattori utilizzando fluoruro di torio disciolto in un sale fuso invece di elementi di combustibile solido. Sebbene i risultati fossero promettenti, questo approccio è stato abbandonato. Da allora, India, Cina, Indonesia e altri paesi hanno sperimentato i reattori al torio e hanno accarezzato l’idea di utilizzare i sali fusi come combustibile, ma è stato solo quando NRG ha preso il testimone che l’approccio di Oak Ridge è stato ripreso.

Lavorando in collaborazione con il Centro comune di ricerca del laboratorio della Commissione europea, SALt Irradiation ExperimeNT (SALIENT) di NRG è un esperimento in più fasi volto a trasformare i reattori a sali fusi di torio (TMSR) in una fonte di energia su scala industriale con possibilità commerciali.

Secondo il gruppo di difesa Thorium Energy World, la prima fase dell’esperimento si concentrerà sulla rimozione dei metalli nobili prodotti dal ciclo del combustibile del torio. Cioè, i metalli creati nelle fasi del processo di fissione nucleare in cui il torio si trasmuta in uranio prima di dividersi per emettere energia.

Una volta raggiunto questo obiettivo, il passo successivo sarà determinare in che misura i materiali comuni utilizzati nella costruzione dei TSRM resistono alla miscela salina corrosiva ad alta temperatura o trovare alternative per contenere i costi di manutenzione e funzionamento. Questi potrebbero includere una lega di nichel chiamata hastelloy o titanio-zirconio-molibdeno (lega TZM

L’obiettivo finale è quello di creare TMSR che siano modulari e scalabili per soddisfare la domanda energetica locale, fornendo allo stesso tempo energia 24 ore su 24 disponibile tutto l’anno. Inoltre, l'utilizzo dei sali fusi permette di effettuare il rifornimento mentre il reattore è ancora in funzione, riducendo drasticamente i tempi di inattività.