Registrazione avvenuta con successo!
Per favore, clicca sul link trasmesso nel messaggio inviato a

In Russia è in fase di sviluppo un reattore ibrido che andrà sia a fissione che fusione nucleare

© Sputnik . Pavel Lisitsyn / Vai alla galleria fotograficaCentrale nucleare
Centrale nucleare - Sputnik Italia, 1920, 06.04.2021
Seguici su
Specialisti dell'Università Politecnica di Tomsk, insieme ad altri scienziati russi, hanno creato e testato il componente termonucleare di un reattore ibrido unico che andrà sia a fissione che fusione. L’innovazione combinerà l’affidabilità dei reattori a fissione convenzionali con l’economia e la sicurezza ambientale dell’energia da fusione.
Come hanno spiegato gli autori dello studio, pubblicato sulla rivista Nuclear Engineering and Technology, i reattori a sistema ibrido fusione-fissione, permetteranno di migliorare notevolmente le prestazioni, riducendo d’altra parte le scorie e i rischi di incidenti.
Tali sistemi sono costituiti da una sorgente termonucleare di neutroni e da una zona attiva, chiamata ‘coperta’, in cui avviene la fissione dei nuclei pesanti. Il carburante, contrariamente ai reattori tradizionali, è composto da una miscela di torio e, in parte minore, plutonio per armi. Il torio, spiegano gli scienziati, di per sé non potrebbe essere un carburante per reattori nucleari, dato che non è un elemento fissile, come l’uranio, tuttavia, grazie al flusso di neutroni da fusione, si trasforma in uranio-233, il cui accumulo nel nucleo aumenta la durata del ciclo di combustione.

I vantaggi del torio

Come detto l’uranio (uranio-235 o 238, quello utilizzato nei reattori tradizionali) è un materiale fissile, il torio (torio-232 per l’esattezza) no. Quando l’uranio viene colpito da un neutrone, dà luogo ad una reazione di fissione, liberando altri neutroni che vanno a innescare nuove reazioni di fissione. Al contrario, il torio è un materiale chiamato ‘fertile’ - quando assorbe un neutrone decade fino a trasformarsi in un elemento fissile, l’uranio 233.
Il flusso di neutroni, garantito dal processo di fusione, permette quindi al torio di trasformarsi in combustibile aggiuntivo. I vantaggi sono considerevoli:
  • Il torio è ben più abbondante sulla crosta terrestre rispetto all’uranio – circa il quadruplo.
  • Un reattore alimentato al torio produce una quantità inferiore di elementi radioattivi a lunga decadenza come il plutonio. “Questo fa sì che il combustibile esaurito che rimane nel reattore abbia una pericolosità di vari ordini di grandezza inferiore a quella di un reattore all’uranio e che le scorie prodotte possano essere smaltite più facilmente” (citato: Scientificast). Questo avviene poiché il consumo dell’uranio-233, generato dal torio, produce molto meno plutonio di scarto rispetto all’uranio più pesante.
  • Il torio ha una conducibilità termica molto più alta dell’uranio. La maggiore stabilità termica che ne deriva permette di sfruttare il combustibile più efficacemente, consumandone una quantità maggiore e avendo meno residuo. Questo significa anche che l’impianto si dovrà fermare più raramente per rifornirsi di nuovo combustibile.
  • Dimensioni del reattore più compatte – secondo gli scienziati russi sarà possibile ridurre le dimensioni degli impianti. Il vantaggio potrebbe rivelarsi particolarmente rilevante nelle regioni dell’estremo artico o della Siberia meno fornite dalla rete elettrica. Trasportando letteralmente (come già avviene con le centrali nucleari galleggianti quali la Akademik Lomonosov) si potranno fornire persino le zone più remote senza dover costruire infrastrutture complesse.

Perché non tutto a fusione?

I reattori a fusione nucleare pura sono ancora una chimera per gli scienziati di tutto il mondo. Gestire una reazione di fusione nucleare in modo controllato sarebbe un salto in avanti enorme per l’intera umanità ma, nonostante gli investimenti finora fatti, gli specialisti più ottimisti ritengono che non arriveremo al risultato sperato se non dopo il 2050.
La reazione di fusione nucleare produce, come unico tipo di scoria, l’elio-4, cioè un gas assolutamente inerte e affatto radioattivo. Quindi niente inquinamento ed energia a volontà, dato che il combustibile di partenza sarebbe l’idrogeno, l’elemento più abbondante dell’Universo.
Stella - rappresentazione artistica - Sputnik Italia, 1920, 08.06.2019
E=mc2 la formula dell’immaginazione
Il problema è che per realizzare una fusione nucleare i nuclei di due o più atomi si devono fondere tra loro, come dice la definizione stessa, dando come risultato il nucleo di un nuovo elemento chimico. Perché questo sia possibile, i nuclei devono essere avvicinati tra loro con una forza enorme, che permetta di superare la repulsione elettromagnetica. Per intenderci la fusione nucleare è quella che utilizzano le stelle per produrre energia. Qui sulla Terra tuttavia è ben difficile generare flussi di plasma a temperature come quelle del Sole e l’energia prodotta risulta inferiore a quella consumata per raggiungere i milioni di gradi necessari. Altro limite è il fatto che, quand’anche sia possibile riscaldare plasma a tali temperature, poi serve un contenitore per contenerlo.
A questo inconveniente è possibile ovviare mantenendo il plasma sospeso all’interno di campi magnetici. Per ovvi motivi tuttavia è ancora presto per poter costruire delle vere e proprie centrali nucleari completamente a fusione.
L’idea degli scienziati russi è quindi quella di un compromesso, creare un flusso di plasma limitato in funzione del bombardamento del torio per renderlo combustibile, in attesa di arrivare alla realizzazione delle centrali del futuro che sogniamo, in cui il combustibile si ricava dall’acqua, le emissioni sono zero, e si può produrre sulla Terra l’energia del Sole.
Notizie
0
Prima i più recentiPrima i più vecchi
loader
LIVE
Заголовок открываемого материала
Per partecipare alla discussione
accedi o registrati
loader
Chats
Заголовок открываемого материала