Secondo un recente rapporto dell’ONU, la popolazione mondiale dovrebbe raggiungere quasi 11 miliardi di persone entro la fine di questo secolo, aumentando la domanda complessiva di fornitura di energia. A causa dell’effetto serra e del cambiamento climatico, c’è un urgente bisogno di soluzioni energetiche su larga scala e bassa emissione di Carbonio..
L’energia nucleare è una di queste opzioni. In effetti, l’UE è il più grande generatore di elettricità nucleare del mondo e l’energia nucleare è una componente fondamentale della European Energy Roadmap 2050. Tuttavia, pensando a Chernobyl e Fukushima-Daiichi, sicurezza e sostenibilità vanno ancora decisamente migliorate perché si possa diffondere questa tecnologia in modo massivo.
Il progetto SAMOFAR, sostenuto dall’UE, nell’ambito del programma di ricerca Euratom, ha avanzato la progettazione di reattori veloci a sali fusi (Molten Salt Fast Reactor, MSFR) per fornire una svolta nella sicurezza nucleare e nella gestione delle scorie nucleari.
Tra i risultati ottenuti, il progetto ha migliorato la progettazione complessiva del reattore, ha sviluppato metodi di valutazione della sicurezza integrale, ha progettato valvole di sicurezza per il congelamento e ha generato dati migliori sul comportamento dei sali utilizzati nel sistema.
Sicuro, sostenibile con una gestione ottimale dei rifiuti
La nuova generazione di reattori nucleari è progettata con standard di sicurezza molto elevati. Come delineato nella tabella di marcia della piattaforma per l’energia nucleare sostenibile, l’ulteriore sviluppo di reattori a spettro veloce e cicli di combustione ha evidenziato una maggior efficienza rispetto ai quelli a bruciatore. Questi nuovi reattori producono più materiale fissile di quello che consumano, mentre un bruciatore distrugge più materiale fissile (principalmente plutonio) di quello che produce.
L’MSFR di SAMOFAR può funzionare sia come reattore nel ciclo del combustibile al torio, con riciclaggio in situ di elementi radioattivi (noti come attinidi), sia come reattore a bruciatore alimentato con plutonio e attinidi minori, incenerendo scorie nucleari a lunga vita.
Nel reattore progettato da SAMOFAR, il sale liquido trasporta il combustibile e trasporta il calore. Poiché il sale liquido è a pressione ambiente, quando viene riscaldato può espandersi liberamente, dando un pronunciato feedback di reattività negativa. Ciò significa che se il reattore si surriscalda troppo, la reazione di fissione rallenta automaticamente con la temperatura che si stabilizza a un livello accettabile, poiché il calore di decadimento passivo viene rimosso nell’ambiente.
In caso di incidenti, per rimuovere il calore di decadimento, la miscela di sale combustibile viene automaticamente scaricata attraverso i tappi congelati nei serbatoi a prova di guasto. La miscela di sale combustibile viene continuamente pulita in un impianto chimico integrato.
Il team di ricerca ha eseguito una serie di test che hanno indagato il comportamento dinamico dei circuiti fluidi riscaldati internamente (come il sale fuso in un reattore) e le proprietà del sale fluido stesso, esaminando il rilascio del prodotto di fissione, le proprietà termofisiche, i fenomeni di congelamento/fusione e le prestazioni della spina di congelamento.
Inoltre, è stato sviluppato un simulatore software per dimostrare la risposta del reattore SAMOFAR alle fasi transitorie (come l’avvio, l’arresto, il monitoraggio del carico, ecc.).
Attualmente, il team sta promuovendo la modellizzazione del MSR per convalidare sperimentalmente la prevenzione degli incidenti.
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