Mini-reattori nucleari modulari SMR, cosa sono e perché sono il futuro dell’energia (per alcuni Paesi UE)

Di Small Modular Reactors se ne è parlato molto ultimamente. Ma cosa sono esattamente questi SMR (mini reattori nucleari)? Si tratta di reattori a fissione nucleare di piccola taglia che potrebbero essere sempre più popolari in futuro per la produzione di energia elettrica e/o termica. Sono modulari e modulabili, cioè sono composti da piccole unità di dimensioni di un container e permettono di soddisfare il bisogno energetico locale installando una o più unità.

L'argomento è tornato in auge in seguito alla firma di una nota in merito al futuro dell'energia nucleare nel quale i Paesi firmatari si impegnano a supportare tramite la ricerca e l'innovazione questa tecnologia. Il documento è stato siglato da 13 Paesi UE: Bulgaria, Croazia, Finlandia, Francia, Ungheria, Polonia, Repubblica Ceca, Romania, Slovacchia e Slovenia. Inoltre, Belgio, Paesi Bassi e Italia hanno invece firmato come Paesi osservatori.

"L'atomo", si legge nella nota, "è una tecnologia chiave, insieme alle energie rinnovabili, per raggiungere i nostri obiettivi climatici e la neutralità del carbonio nel 2050".

Cosa sono gli SMR?

Gli SMR sono reattori pensati per essere modulari (ovvero prodotti industrialmente in serie) e di piccola taglia, quindi fino a 300 mega watt di potenza elettrica (MWe) – a differenza delle centrali di quarta generazione che sono in grado di raggiungere i 1500 MWe. Questi reattori utilizzano il processo di fissione nucleare, ovvero sfruttano la scissione di atomi pesanti, come uranio-238, per rilasciare energia e produrre energia elettrica. Per questa applicazione possono essere impiegate varie tipologie di reattori a fissione: i reattori termici, quelli a neutroni veloci, quelli raffreddati a gas e quelli a sali fusi.

Quali sono i vantaggi di usare un SMR?

Vediamo brevemente quali sono i principali vantaggi e svantaggi di questa tecnologia.

Pro

I reattori modulari vengono costruiti e assemblati in azienda, e poi installati nei siti prescelti: un unico design può quindi essere usato per tanti reattori, riducendo i costi e il tempo di costruzione. Questi impianti possono essere installati anche sotto terra, riducendo il rischio in caso di attacchi terroristici o disastri naturali. Gli SMR possono essere installati anche vicino a impianti già in operazione per bilanciare la potenza richiesta e quella generata da fonti rinnovabili intermittenti, come solare ed eolico. Sono quindi una fonte molto flessibile ed affidabile, ideale per produrre sia energia elettrica che energia termica, a seconda delle esigenze.

Parlando invece del "combustibile" nucleare utilizzato, questo può durare fino a 25 anni, equivalente alla durata di vita di un impianto a reattori modulari, mentre deve essere cambiato o rigenerato ogni 3-7 anni nelle centrali normali. Non essendoci interruzioni per introdurre nuovo combustibile, ci sono minor problemi di sicurezza e e un costo inferiore. Gli impianti a fissione nucleare inoltre non producono direttamente CO₂.

I sistemi di sicurezza poi sono passivi, ovvero non necessitano di un intervento umano in caso di malfunzionamento, grazie ad esempio a circuiti chiusi di raffreddamento funzionanti a convenzione naturale e gravità. L'impianto si spegne da solo in caso di problemi. Rispetto agli impianti a fissione tradizionali, le zone limitrofe sono più sicure e questi impianti non hanno bisogno di un apporto di acqua esterno per il raffreddamento.

Contro

I contro sono pressoché gli stessi di una qualunque centrale nucleare, come la gestione delle scorie o i possibili disastri. A questi però si aggiungono due ulteriori criticità: i sistemi passivi non sono totalmente infallibili e nelle zone con rischio di inondazione e non possono essere installati sotto terra.

Impianti in costruzione e impianti funzionanti

Nel mondo esistono più di quaranta reattori modulari in fase di progettazione o costruzione, e qualcuno è già in operazione. Fra gli SMR nella fase di design c'è l'impianto francese Flexblue, e alcune aziende, come l'americana NuScale, hanno ottenuto la licenza. Ad ottobre 2022 è entrato in funzione un impianto in Russia, chiamato Akademik Lomonosov: si tratta di un sistema flottante in acqua di 70 MW_e.

Un ultimo esempio riguarda la Cina. Sta costruendo l'impianto ACP100 che diventerà operativo nel 2026 e produrrà 385 MW_t (mega watt termici) e circa 125 MW_e. Vedremo nei prossimi decenni se questa applicazione tecnologica ed energetica prenderà piede in Europa e nel mondo.

Cosa cambia con un reattore di 4a Generazione?

Le centrali nucleari più moderne sono quelle di quarta generazione che utilizzano reattori a fissioni molto efficienti e in grado di produrre quantità di scorie molto ridotte. Il punto è che si tratta di impianti comunque molto grandi, a differenza degli SMR che, come abbiamo visto, sono molto più contenuti, hanno costi inferiori e possono entrare in esercizio in tempi più brevi.
D'altra parte, è possibile che questi reattori modulari siano in grado di produrre più scorie, andando quindi a generare un ulteriore problema che deve essere tenuto in conto prima della loro installazione.

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