Paul Tong (Berkeley, California) - Carbon-free future
Energia rinnovabile e energia nucleare
di Vincenzo Rampolla
L'energia nucleare può essere considerata energia rinnovabile?
Risposta: no. L'uranio, utilizzato oggi per la fissione, è e resta una risorsa finita.
Se comunque l’uomo riuscisse a dominare la fusione nucleare, la situazione potrebbe essere molto diversa e anche le scorie nucleari prodotte sarebbero decisamente ridotte.
E l'energia prodotta dalle centrali nucleari è a combustibile fossile o è energia rinnovabile?
Risposta: nessuna delle due. L'energia nucleare si è detto essere un'energia non rinnovabile e inoltre è senza emissioni di carbonio.
Attualmente, le centrali nucleari funzionano secondo il principio della fissione nucleare e utilizzano l'uranio come combustibile. L’uranio impiegato, di cui l'isotopo ²³⁵U è l'unico isotopo fissile naturale, si forma solo nel nucleo delle supernove. Sulla Terra, quindi, l'uranio va considerato definitivamente come una risorsa limitata.
Nelle attuali condizioni geologiche e di distribuzione geografica, le riserve di uranio potrebbero fornire centrali nucleari in tutto il mondo per un secolo, secondo i dati forniti dalle strutture di controllo e supervisione; pur essendo un elemento relativamente abbondante sul pianeta, la sua bassa concentrazione ne rende lo sfruttamento economicamente complesso e costoso.
Se la risorsa è limitata e quindi non rinnovabile, il suo consumo non può essere compensato da un processo di ricostituzione naturale, dunque non può assolutamente essere qualificato come fossile. In pratica, combustibile fossile è un’espressione utilizzata per una particolare forma di energia chimica: energia prodotta da combustibili ricchi di carbonio e prodotta dalla lenta decomposizione di materia organica, ad esempio il carbone.
Non è il caso dell'uranio. Va detto che l'energia nucleare, come le energie rinnovabili, pur non essendo tale, può essere qualificata come energia a basse emissioni di carbonio, perché non emette CO₂.
Può l’energia nucleare essere sostenibile e pulita?
Sì, grazie alla fusione, processo tecnicamente e fisicamente diverso dalla fissione nucleare.
Quando il progetto ITER sarà completato, le centrali nucleari genereranno la loro energia dalle reazioni di fusione nucleare. Questo tipo di reazione non utilizza l'uranio, ma un isotopo dell'idrogeno molto più abbondante: il deuterio ²H.
Anche il deuterio è una risorsa prodotta all'interno delle stelle, ma è disponibile in elevate quantità sulla Terra. I reattori a fusione non sarebbero ancora fonti di energia rinnovabile, ma potrebbero produrre energia per migliaia di anni utilizzando il deuterio negli oceani.
In questa caso non vi sarebbe pressoché nessuna emissione di CO₂ e la produzione di una minor quantità di rifiuti nucleari rispetto alle centrali a fissione.
Solo gli oceani, ancora una volta, ne soffrirebbero.
Il progetto internazionale ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) rappresenta il prossimo passo nello sviluppo dell'energia di fusione. ITER sarà il primo impianto a fusione di dimensioni paragonabili a quelle di una centrale elettrica con l’obiettivo di dimostrare la fattibilità scientifica e tecnologica della fusione come fonte di energia. Il progetto dettagliato di ITER è stato messo a punto negli ultimi anni sulla base di un'intensa attività di Ricerca e Sviluppo condotta in numerosi centri di ricerca, università e industrie di tutto il mondo a cui hanno partecipato centinaia di ricercatori e tecnici. Unione Europea, Giappone, Russia, Usa, Cina, Corea del Sud e India hanno siglato ufficialmente l'accordo per la realizzazione di ITER il 28 giugno 2005 a Mosca. La costruzione è iniziata nel 2007 a Cadarache sito europeo nel sud della Francia.
ITER ha dimensioni lineari doppie rispetto al JET (Joint European Torus), il più grande reattore a fusione nucleare finora costruito e produrrà 500 MW di potenza di fusione per tempi di circa 15-30 minuti, utilizzando e provando in maniera integrata tutti i componenti chiave per il funzionamento del reattore a fusione.
Gli elementi di base della fisica di ITER sono stati dimostrati con successo negli esperimenti effettuati su un ampio intervallo dei parametri del plasma (i regimi di plasma di ITER richiedono una ragionevole estrapolazione di tali parametri).
La realizzazione dell’impianto ITER, e in particolare di alcuni componenti chiave, ha richiesto la messa a punto di tecnologie innovative, la cui fattibilità è stata dimostrata con la costruzione di prototipi realizzati negli ultimi 10 anni.
ENEA-Fusione partecipa all’esecuzione di ITER attraverso F4E (Agenzia Europea Fusion For Energy), con sostanziali contributi nei campi della superconduttività, dei componenti relativi al plasma, della neutronica, della sicurezza, del remote handling e della fisica del plasma.
(consultazione: edp sciences, nuclear energy agency, le monde, fondation good planet, futura science)
