di Eugenio Occorsio

L’industria nucleare in tutto il mondo è in risveglio: tramontati gli anni del petrolio a buon mercato e della grande illusione delle rinnovabili, da un paio d’anni è ripresa in ogni angolo del pianeta la costruzione delle centrali. I colossi del settore, così come una moltitudine di potenziali subfornitori, escono dal forzato letargo. Non solo in Italia ma nel resto del pianeta il nucleare era fermo, ma la ricerca proseguiva in silenzio. Vediamo lo stato dell’arte.
Le generazioni. Di centrali di prima generazione non c’è n’è più nessuna. L’elettricità venne prodotta per la prima volta in un reattore nucleare il 20 dicembre 1951 nella stazione sperimentale Ebr (Experimental Breeder Reactor) ad Arco nell’Idaho (Usa), con la tecnologia brevettata da Enrico Fermi e Leo Szilard. Ma il primo impianto ad essere immesso in rete fu Obninsk in Russia (produceva 5 MW), e gli Stati Uniti arrivarono nel 1957 con Shippingport, Pennsylvania. La seconda generazione partì con il potenziamento delle ricerche dopo la crisi petrolifera del 1973, e la terza seguì l’incidente di Three Mile Island (1979). La vita media di un impianto è di 25-30 anni, così la maggior parte delle centrali nucleari in servizio sono di terza generazione. La ripresa su scala mondiale della costruzione di impianti coincide con la cosiddetta "terza generazione plus", in cui sono state migliorate le procedure di sicurezza. Per la quarta, che dovrebbe risolvere definitivamente il problema delle scorie reimmettendole nel circuito produttivo interno, bisognerà attendere almeno il 2030. Discorso a parte per i paesi del blocco exsovietico, dove negli anni dell’isolamento si è accumulato un ritardo legato alla tecnologia Rbmk poi dismessa (e sostituita con la più affidabile Vvr). Con essa era stata costruita Chernobyl (commissionata nel 1977 ed "esplosa" il 26 aprile 1986), equiparabile secondo gli standard occidentali alla prima generazione. La centrale slovena dove c’è stato l’incidente della settimana scorsa, inaugurata nel 1983, viene invece considerata dagli esperti di seconda generazione. Comunque, l’involucro protettivo ha retto alla fuoriuscita di liquido radioattivo dalla valvola interna che è saltata, e c’è chi lo considera malgrado tutto un test riuscito di sicurezza. Con le generazioni successive, la forza della corazza che racchiude il nocciolo è stata ulteriormente accentuata. E poi si usano valvole che possibilmente non saltino.
Le tecnologie esistenti. Le più importanti sono quattro.

1) Pwr (Pressurized Water Reactor). Brevettata dalla Westinghouse Electric Company (acquistata dalla giapponese Toshiba per 5,4 miliardi di dollari nel febbraio 2006), per far funzionare le turbine utilizza il vapore che si genera intorno al nocciolo (alimentato con uranio arricchito) all’interno del quale si scaldano grandi quantità di acqua. L’acqua bollente viene raffreddata e il vapore che genera, mediante degli scambiatori, alimenta le turbine. La Westinghouse ha tre cantieri aperti: due in America e uno in Cina.

2) Epr. E’ la variante francese del sistema Westinghouse. "E" sta per enhanced, sono state cioè migliorate le caratteristiche di sicurezza e resa energetica. Con questa tecnologia, la Areva, multinazionale da 12 miliardi di fatturato di cui lo stato francese ha il 90%, sta costruendo una centrale a Flamanville in Normandia e un’altra ad Olkiluoto in Finlandia. E’ in jointventure con la tedesca Siemens, il cui capo per l’Italia, Vincenzo Giori, assicura: «Siamo pronti a partire subito per le nuove centrali anche nel nostro paese».

3) Bwr (Boiled Water Reactor). E’ il brevetto General Electric. All’interno del nucleo si scalda l’acqua con la potenza dell’uranio. Ma a far andare le turbine non è il vapore del raffreddamento bensì la stessa acqua bollente canalizzata in una grande serpentina. E’ la tecnologia dell’impianto di Caorso, l’ultima centrale italiana ad essere "spenta" dopo il referendum. Lo standard Bwr è adottato in Giappone (dove ci sono 53 centrali) dalla Hitachi mentre la Mitsubishi, l’altro principale produttore nazionale, adotta il Pwr.

4) Candu. E’ il metodo canadese dell’acqua pesante. L’acqua viene riscaldata all’interno di tubi in pressione, circondati da un liquido composto da altra acqua appesantita con l’aggiunta di deuterio, sostanza che migliora la produttività della reazione nucleare. Dallo scambio fra questi due liquidi nasce la potenza che alimenta il generatore. Con questo sistema stanno per partire i lavori per la terza unità di Cernavoda (Romania) dove ne sono state già costruite due con questa tecnologia in passato (e forse ne verrà costruita un’altra utilizzando l’ultimo dei quattro "involucri" che con inedita lungimiranza Ceausescu aveva predisposto negli anni ‘80). L’ultima è stata inaugurata il 5 ottobre 2007.

Il ruolo dell’Italia. Il nostro paese era dal 1964 costantemente all’avanguardia quando tutto si fermò nell’87. La NIRA S.p.A (Nucleare Italiana Reattori Avanzati) del gruppo Iri, era un gioiello tecnologico con 1.500 ingegneri che stavano predisponendo l'Italia ad un parco nucleare di tutto rispetto. «Avevamo appena completato il Cirene, un reattore sperimentale d'avanguardia da 40 Mw con tecnologia simile al Candu, che doveva servire per lo sviluppo delle tecnologie avanzate», ricorda Giuseppe Zampini, classe 1946, che prese parte al progetto e oggi è amministratore delegato dell’Ansaldo Energia, la società della Finmeccanica che tramite la nuova controllata Ansaldo Nucleare, ha raccolto l’eredità della NIRA. Per tutti questi anni ha lavorato sul fronte internazionale pur con uno staff ridotto a 170 tecnici. «Abbiamo realizzato con la canadese Atomic Energy of Canada (gruppo pubblico in via di privatizzazione, ndr) le centrali in Romania, e speriamo di costruire le prossime», spiega Zampini. «Dal 1981 collaboriamo con la Westinghouse, e ora partecipiamo alla costruzione dell’impianto di Sanmen in Cina. Facciamo parte del pool internazionale che sta bonificando Chernobyl. Con i francesi abbiamo partecipato al SuperPhoenix, il reattore autofertilizzante a plutonio spento nel 2001, e continuiamo a lavorare alla manutenzione». Insomma, una competenza ancora vasta e foriera di ordini importanti (la subcommessa cinese relativa a generatori di vapore e altri componenti vale 27 milioni): se si riaprirà il fronte italiano, si prospettano sviluppi davvero interessanti.

Nell’impianto di Cadarache nasce la Quarta Generazione

di Andrea Rustichelli

«Il contesto italiano permette ora di migliorare i nostri rapporti e renderli più dinamici». A parlare è Gilles Bignan, dirigente del Commissariat à l'Energie Atomique (CEA,), l’ente pubblico francese per l’energia nucleare. Bignan è uno dei responsabili del progetto "Jules Horowitz", un reattore sperimentale che dal 2015 permetterà di studiare a fondo le centrali nucleari di ultima generazione. Si trova presso il sito di Cadarache, 40 km a nord di AixenProvence, nella Francia meridionale. «Con l’Italia c’è una grande tradizione di collaborazione», spiega Bignan. «Quando il vostro paese investiva sul nucleare, da noi venivano molti tecnici e scienziati dell’Enea». Tempi lontani, ma forse il dialogo ora ripartirà.
Il CEA dispone di un budget di 3,3 miliardi di euro: il sito di Cadarache, inaugurato nel 1959, è uno dei nove centri di ricerca dell’ente nucleare francese, con un organico di 4.500 persone. Una cittadella tutta dedicata allo studio e alla realizzazione delle centrali: quelle del presente (II e III generazione) e quelle del futuro, la IV generazione, operative intorno al 2040. E la Francia aderisce all’internazionale Forum per la IV Generazione. Il reattore "Jules Horowitz", che prende il nome da uno scienziato pioniere del nucleare, è un cosiddetto MTR: Material Testing Reactor. Serve cioè a simulare il funzionamento di una centrale, per metterne a punto tutte le caratteristiche. Il reattore, che sarà funzionante tra 6 o 7 anni, ha una dimensione di 60 cm di altezza: sarà capace di sprigionare 100 MW di energia.
Il progetto è frutto di un consorzio internazionale, che ha siglato un protocollo nel marzo 2007. Lo hanno sottoscritto, oltre al CEA, una serie di enti pubblici di altri paesi europei, col supporto di due aziende: Areva e Edf. È presente anche la Commissione Europea. Il costo del "Jules Horowitz" è di 500 milioni di euro: il 50% dei quali è stanziato dal CEA. «C’è spazio per altri partner», afferma Bignan. «Abbiamo recentemente avuto l’adesione del Giappone e dell’India, che ha offerto 15 milioni di euro». Capace di condurre fino a 20 esperimenti contemporaneamente, il reattore "Jules Horowitz" sarà a livello europeo il centro di ricerca più avanzato per le centrali di IV generazione. «Il reattore sperimentale permetterà anche di formare molti giovani scienziati», dice Bignan. «La sperimentazione riguarderà tutte le sfide della IV generazione: i nuovi combustibili a bassa presenza di uranio, i materiali di realizzazione dei reattori, la riduzione delle scorie e la loro trasformazione in nuova energia».
A Cadarache incontriamo anche Fabio Pistella, ora presidente del CNIPA (Centro Nazionale per Informatica nella Pubblica Amministrazione), che è stato a capo dell’ENEA dal 1981 al ’97 ed ha conservato rapporti di stima e scambio professionale con i ricercatori che lavorano qui. «Nonostante la differenza di età, ho lavorato con Jules Horowitz», dice. Pistella ha una visione "serena" del nucleare, fatta soprattutto di competenze acquisite sul terreno. «Le previsioni ottimistiche sui consumi energetici di qui a 10 anni parlano di un 20% dalle rinnovabili: il restante 80% è ripartito tra carbone, idrocarburi e nucleare». Ma quale scenario è ipotizzabile da noi? «Cinque centrali basterebbero. E sottolineo anche il potere di calmiere che il nucleare può avere sul prezzo degli altri combustibili: sarebbe un validissimo competitor per la produzione di energia elettrica». Ma i costi? «Nelle centrali elettriche a idrocarburi il rapporto economico tra carburante e impianto è 70 a 30. Nelle centrali nucleari il costo si inverte: il prezzo del combustibile si abbassa drasticamente, mentre l’investimento per l’impianto cresce. Nel tempo è un guadagno, per non parlare della qualità della spesa: destinata non a petrolio ma a tutte le imprese che concorrerebbero a realizzare le centrali».

Fonte: www.repubblica supplemento Affari&Finanza 23 giugno 2008

Nota alagoas

In Francia, ad oggi, si contano ben 59 reattori ancora funzionanti, per una produzione di energia elettrica nucleare pari a 428700 GWh(e), che copre circa l’80% della produzione totale francese di corrente elettrica 549100 GWh(e).
In Francia sono presenti, oltre a diversi reattori sperimentali di ricerca (tra cui il reattore Jules Horowitz in costruzione nel sud del paese), anche un centro di ritrattamento del combustibile irradiato (Cape de La Hague) ed uno per l’arricchimento dell’uranio (Tricastin). La Francia è una delle nazioni impegnate nello sviluppo dei reattori di nuova generazione (IV generazione) con misure di sicurezza avanzate, nonché la nazione che ospiterà la costruzione del primo reattore nucleare a “fusione” (processo nel quale due atomi leggeri si fondono generando un atomo più grande e liberando contestualmente grandi quantità di energia) della storia, capace di generare corrente elettrica (Progetto ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor).
Ricordiamo che l'ITER non è progettato per produrre energia elettrica, questo compito è assegnato al progetto successivo chiamato DEMO. DEMO sarà un progetto più grande e costoso di ITER dato che sarà necessario realizzare delle strutture sensibilmente più complesse per la produzione del trizio direttamente nell'impianto (blanket), il trizio infatti non si trova in natura, ma deve essere prodotto in loco. Inoltre le necessità di efficienza nella produzione di energia costringono ad usare refrigeranti diversi dall'acqua (a differenza di come avviene in ITER), richiedendo tecnologie più avanzate e, quindi, più costose.
Il progetto ITER ,realizzato sempre a Cadarache attraverso la collaborazione di partner internazionali quali Cina, Usa, Giappone, Unione Europea, Russia, Corea del Sud e anche l'Italia (vedi nostro articolo http://www.alagoas.it/Formazione/formazione51.asp), consiste nella costruzione di un reattore basato sulla fusione nucleare: a detta degli esperti, il processo, identico a quello che avviene nelle stelle, presenta numerosi vantaggi in termini di sicurezza, non produce grandi quantità di scorie radioattive (che peraltro hanno vita assai breve, un centinaio di anni, rispetto alle decine di migliaia delle pericolosissime scorie attualmente prodotte) e non utilizzano l'uranio, o meglio l'isotopo 235, che è in via di esaurimento. Ma il vantaggio maggiore è rappresentato dal fatto che la fusione nucleare rappresenta una "fonte inesauribile di energia". Elemento fondamentale questo, vista la crescente richiesta di petrolio e la dipendenza economica di molti paesi del mondo, soprattutto europei, rispetto agli stati produttori e l'avvicinarsi del tanto temuto "oil peak" (lett. "picco dell'olio"), il terribile momento in cui l'estrazione dell'oro nero non basterà a soddisfare la crescente richiesta mondiale.
La costruzione dell'ITER verrà completata, orientativamente, nel 2020 e costerà circa 10 miliardi di euro. Tuttavia, come dice il nome stesso del progetto, il reattore è di tipo sperimentale e sebbene la mission dei Paesi promotori sia quella di creare una nuova fonte di energia pulita e inesauribile, più sicura ed economica, non mancano gli scettici, soprattutto in Francia, in cui tanti sospettano che dietro a un'impresa così ambiziosa ed onerosa, si nascondano meri interessi economici. Trattandosi di un esperimento, infatti, non può essere garantito un risultato finale soddisfacente e gli ambientalisti chiedono chiarezza sul reale impatto ambientale del reattore.