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FOCUS FISSIONE NUCLEARE

L'evoluzione della tecnologia

La storia dell'energia nucleare inizia ufficialmente nel 1934 con gli esperimenti portati avanti da un gruppo di scienziati italiani sotto la guida del fisico Enrico Fermi. Il gruppo è anche conosciuto con il nome di "ragazzi di via Panisperna", dove risiedeva la sede dell'istituto.

Dopo le ricerche in campo bellico, che condussero alla costruzione delle bombe atomiche di Hiroshima e Nagasaki, negli anni 50 gli studi sull'energia nucleare portarono alla realizzazione dei primi reattori e centrali elettronucleari per la produzione di energia elettrica.

La prima centrale elettrica con reattore nucleare fu realizzata, nel 1955, nello Stato dell'Idaho (USA). Essa apparteneva alla prima generazione (GEN I) di impianti nucleari, costruiti fino agli anni 70, e costituita da prototipi e da esemplari unici nel loro genere.

Gli attuali 439 reattori, operanti in 30 Paesi del mondo, appartengono, per la maggior parte, alla seconda generazione (GEN II) di impianti, costruita dagli anni 70 alla fine del secolo.

L’esperienza maturata nella gestione di questi impianti, che può misurarsi in oltre 13.000 anni-reattore (equivalente ad un reattore che abbia funzionato ininterrottamente per 13.000 anni), ha portato all’inizio del nostro secolo alla costruzione di reattori di III generazione (GEN III e GEN III+), molto più sicuri e durevoli.

Le generazioni di reattori e loro industrializzazione
(fonte: OECD-NEA, Nuclear Energy Outlook 2008)

I reattori GEN III+, come quelli che l’Italia si sta impegnando a costruire, sono detti “evolutivi” e rappresentano un avanzamento rispetto alla II generazione, principalmente per:

  • la semplificazione e la maggior “robustezza” del progetto, che rendono l’esercizio dell’impianto più semplice e meno vulnerabile ai malfunzionamenti operativi;
  • la standardizzazione del progetto che consente di accelerare il processo di rilascio delle autorizzazioni, la riduzione del costo di costruzione e dei tempi di realizzazione;
  • una vita operativa dell’impianto più lunga, tipicamente 60 anni, contro i 40 delle vecchie centrali e un maggior tempo di utilizzo dell’impianto dovuto a fermate per manutenzioni più brevi e meno frequenti;
  • la continua e progressiva riduzione del già basso livello di rischio di fusione del nocciolo;
  • un migliore sfruttamento del combustibile e quindi una riduzione del volume dei rifiuti ad alta attività;
  • il riutilizzo di parte del combustibile già utilizzato per allungare la vita del combustibile stesso.

I reattori di terza generazione sono stati costruiti per lo più in Estremo Oriente: impianti con potenza tra 1000 e 1600 MWe sono stati realizzati o sono in costruzione in Giappone, Sud Corea, Cina, India, Russia, Ucraina, Finlandia, Francia. Negli Stati Uniti sono stati ordinati i primi due, del tipo AP-1000 (Advanced Passive reactor) della Westinghouse e sono state presentate 17 richieste di costruzione ed esercizio per un totale di 26 reattori, tra cui 14 unità AP-1000 e 4 EPR (European Pressurized Reactor), del costruttore francese AREVA. All’inizio del 2009, erano in costruzione nel mondo complessivamente 31 unità per circa 24 GWe.

Una nuova generazione di reattori, la quarta (GEN IV) è allo studio in tutto il mondo e si ritiene sarà pronta dopo il 2030-2040. La loro realizzazione mira a migliorare il rendimento degli impianti, a raggiungere lo sfruttamento completo del combustibile fissile e a ridurre notevolmente il volume e i tempi di decadimento dei rifiuti radioattivi da inviare al deposito finale.

Sono allo studio 6 diversi tipi di reattori che, oltre alla produzione di elettricità, potranno essere utilizzati anche per la produzione di idrogeno, per la desalinizzazione dell’acqua e per produrre calore.

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