Un rendering di un reattore nucleare a neutroni veloci, tecnologia al centro dello sviluppo del nuovo combustibile.
In un mondo alla disperata ricerca di fonti energetiche pulite e affidabili, il settore nucleare continua a evolversi. Rosatom, l'agenzia statale russa per l'energia atomica, ha recentemente annunciato un significativo passo avanti con lo sviluppo di un combustibile di ultima generazione, denominato OS-5. Progettato per i reattori a neutroni veloci, questo nuovo combustibile promette di rendere l'energia nucleare più efficiente, economica e sostenibile, affrontando due delle maggiori criticità del settore: la durata del ciclo e la gestione delle scorie. LEGGI TUTTO
L'evoluzione del combustibile SNUPP e il concetto di "burnup"
Il nuovo combustibile OS-5 rappresenta l'ultima evoluzione della tecnologia SNUPP (Mixed-Oxide, MOX), un tipo di combustibile nucleare che miscela ossidi di uranio e plutonio. Questo approccio è fondamentale per la strategia russa di chiudere il ciclo del combustibile nucleare, un processo che mira a riutilizzare il combustibile esaurito per generare nuova energia, riducendo drasticamente la quantità di rifiuti radioattivi a lunga vita.[31, 32]
La chiave per comprendere l'innovazione dell'OS-5 risiede nel concetto di "burnup". Il burnup misura la quantità di energia estratta da una data massa di combustibile prima che debba essere sostituita; in termini più tecnici, indica la percentuale di atomi pesanti che subiscono la fissione. Un burnup più elevato significa che il combustibile può rimanere nel reattore più a lungo, producendo più energia e generando, a parità di energia prodotta, una minore quantità di scorie.[32] Mentre la prima generazione di combustibile SNUPP era certificata per un burnup del 6%, l'obiettivo per l'OS-5 è raddoppiare questo valore, raggiungendo il 12%.[32]
L'innovazione tecnologica dell'OS-5
La principale innovazione tecnologica dell'OS-5, che gli consente di raggiungere un burnup così elevato, è l'introduzione di uno strato metallico liquido tra il pellet di combustibile e il guscio di rivestimento. Questo strato, composto da una lega di piombo e bismuto, migliora significativamente il trasferimento di calore dal combustibile al refrigerante del reattore. Una migliore conduzione termica permette di operare a temperature più elevate in sicurezza, aumentando l'efficienza complessiva della fissione e consentendo al combustibile di essere "bruciato" più a fondo.[32, 33]
Questo progresso non solo aumenta l'efficienza economica della centrale, estendendo la durata dei cicli operativi tra una ricarica e l'altra, ma ha anche un impatto ambientale positivo. Un burnup raddoppiato significa che la quantità di combustibile esaurito da gestire e stoccare per ogni megawattora di elettricità prodotta viene sostanzialmente ridotta, un passo importante verso un nucleare più sostenibile.[32]
Il contesto: reattori a neutroni veloci e chiusura del ciclo
L'OS-5 è specificamente progettato per i reattori a neutroni veloci, come il BN-800 attualmente in funzione presso la centrale di Beloyarsk e il futuro e più potente BN-1200M, la cui costruzione è in fase di preparazione.[31] A differenza dei reattori tradizionali ad acqua leggera, i reattori veloci possono utilizzare come combustibile non solo l'uranio-235 (raro in natura), ma anche il plutonio e altri attinidi (elementi pesanti) prodotti come scorie nei reattori convenzionali.
Questa capacità è il fulcro della strategia del ciclo chiuso. I reattori veloci possono "bruciare" le scorie più problematiche, trasformandole in elementi con una vita radioattiva molto più breve e, allo stesso tempo, produrre più combustibile di quanto ne consumino (un processo noto come "breeding"). L'introduzione di combustibili avanzati come l'OS-5 è quindi un tassello fondamentale per realizzare un sistema energetico nucleare di IV generazione, in grado di fornire energia pulita per secoli utilizzando le risorse esistenti e minimizzando l'impatto ambientale a lungo termine.[31]
Lo sviluppo del combustibile OS-5 da parte di Rosatom segna un progresso tangibile e significativo nel campo dell'energia nucleare. Andando oltre le promesse teoriche, questa tecnologia offre una soluzione concreta per migliorare l'efficienza economica e la sostenibilità ambientale delle centrali di nuova generazione. Raddoppiando il burnup, l'OS-5 non solo allunga i cicli operativi e riduce i costi, ma contribuisce in modo decisivo all'obiettivo di un ciclo del combustibile chiuso, dove le scorie diventano una risorsa. È un passo che rafforza la posizione della Russia come leader nel settore dei reattori veloci e che potrebbe influenzare il futuro del nucleare a livello globale.