A inizio 2022 la Commissione Europea ha deciso di inserire il nucleare tra le attività economiche considerate sostenibili dal punto di vista ambientale. 

Come funziona una centrale nucleare

Il principio su cui si basa il funzionamento di una centrale nucleare è quello della fissione: un nucleo di uranio-235, elemento chimico con una grande massa, viene diviso in due nuclei più piccoli per generare l’emissione di un neutrone (i nuclei atomici sono composti da neutroni e protoni), che, a sua volta, colpirà un altro nucleo di uranio-235, stimolando un’altra reazione di scissione. In questo modo, si innesca un processo a catena che genera energia e altri elementi di scarto.

L’energia che si libera è tanta, ma il problema delle scorie e la poca affidabilità delle centrali, causa di terribili incidenti come quelli di Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), rende il nucleare poco amato dalla maggior parte delle persone.

Numerose sono state le soluzioni proposte per migliorarne le prestazioni. Dal 2000 si parla infatti di reattori di terza generazione, con i quali si è introdotto il concetto di “sicurezza passiva”.

Cosa si intende per sicurezza passiva?

L’idea è di creare all’interno delle centrali impianti di emergenza aggiuntivi che si attivano se qualcosa va storto, basandosi sull’azione di fenomeni naturali che continuerebbero a “funzionare” anche in caso di un blocco del sistema di sicurezza primario. Un esempio è la circolazione spontanea dei fluidi, che quando sono più caldi si spostano verso l’alto e quando sono più freddi scendono verso il basso, chiudendo il ciclo. 

La quarta generazione

Per quanto riguarda invece i rifiuti radioattivi, purtroppo non sono molte le soluzioni ad oggi attive. Le centrali di quarta generazione, come il progetto Proryv (“Svolta”) in Russia, promettono di essere in grado di risolvere il problema, in quanto pensate per “bruciare” i rifiuti più pericolosi. Entro il 2029 dovrebbe essere pronto un reattore dimostrativo, un impianto composto da tre tipologie di reattori: uno che genera energia, uno che separa i rifiuti (composti da un mix di elementi) e  uno che li inserisce nel nuovo combustibile, da bruciare nel reattore.

Glossario

Atomo. Gli atomi sono i componenti di base della materia organica e inorganica. Sono composti da un nucleo molto piccolo (che ha carica elettrica positiva) e da una nuvola di elettroni (che hanno carica elettrica negativa).

Nucleo. Il nucleo atomico è composto da protoni e neutroni. I protoni sono particelle con carica elettrica positiva, mentre i neutroni sono neutri.

Energia nucleare. Normalmente, le fonti di energia (elettrica, chimica, fotovoltaica) che utilizziamo si basano su variazioni della struttura esterna degli atomi, dove si trovano gli elettroni. L’energia nucleare, invece, si ottiene invece dai processi molto più energetici che avvengono all’interno dei nuclei atomici. Le reazioni nucleari possono essere di fissione o di fusione.

Fissione nucleare. La fissione nucleare si ottiene quando un nucleo pesante si scinde in due nuclei più leggeri. Questo è il processo usato negli impianti attualmente in funzione e in progettazione, e anche nella produzione di armi.

Fusione nucleare. La fusione avviene quando due elementi leggeri si uniscono per formarne uno più pesante. Queste reazioni fanno brillare il Sole e le stelle, ma sono più difficili da utilizzare per produrre energia, per cui al momento esistono solo impianti sperimentali.

Combustibili nucleari. Sono gli elementi che si usano per attivare le reazioni nucleari, che li trasformano in altri elementi. I combustibili più comuni per la fissione – fino alla terza generazione – sono l’uranio-235 e alcuni isotopi del plutonio, che sono piuttosto rari.