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La U.S Nuclear Regulatory Commission (NRC) ha rilasciato l'approvazione per l'avvio della costruzione di Kemmerer Unit 1, un nuovo reattore a fissione nucleare ad opera di TerraPower, startup energetica fondata e finanziata da Bill Gates. L'impianto sorgerà nello stato di Wyoming, in prossimità di una centrale a carbone in fase di dismissione e adotterà la tecnologia Natrium: un reattore di quarta generazione (Gen-IV) raffreddato a sodio liquido, con potenza nominale di 345 MWe, espandibile a 500MWe tramite l'integrazione con un sistema di accumulo termico a sali fusi.
L'iter autorizzativo, protrattosi per anni con rigorose valutazioni di sicurezza e performance tecniche, segna un evento storico. Si tratta del primo reattore commerciale autorizzato alla costruzione dalla NRC e della prima approvazione, dopo 40 anni, di un design non raffreddato ad acqua leggera. Il progetto ha un costo stimato di 4 miliardi di dollari, di cui una porzione sostanziale finanziata dal Dipartimento dell'Energia Statunitense (DoE), e l'avvio delle operazioni commerciali è previsto per il 2031.
Le caratteristiche del nuovo reattore nucleare Nantrium
Natrium è un reattore nucleare veloce sviluppato congiuntamente da TerraPower e GE Hitachi Energy, appartenete alla categoria dei Small Modular Reactor (SMR) di ultima generazione. La sua configurazione tecnologica prevede l'impiego di sodio metallico liquido come fluido termovettore primario, destinato alla rimozione del calore generato nel nocciolo e al raffreddamento degli elementi di combustibile. L'elevato punto di ebollizione del sodio (883°C) consente al sistema di operare a pressioni significativamente inferiori rispetto ai reattori nucleari raffreddati ad acqua, beneficiando in maggiori margini di sicurezza, semplificazione impiantistica e una potenziale riduzione dei costi di costruzione.
Natrium è concepito per utilizzare HALEU (High Assay Low Enriched Uranium), una tipologia di uranio a basso arricchimento caratterizzata da una concentrazione relativamente più elevata dell'isotopo fissile Uranium-235 rispetto ai livelli tipicamente adottati nei reattori nucleari tradizionali. L'impiego di tale combustibile consente di optare per design più compatti e con una maggiore efficienza neutronica, in linea con i target tecnologici dei reattori nucleari di quarta generazione. In questo contesto, il DoE sta finanziando con ingenti investimenti lo sviluppo di una filiera domestica per la produzione di HALEU, al fine di ridurre la dipendenza dalle catene di approvvigionamento estere e rafforzare la sicurezza energetica nazionale.
Il funzionamento del sistema di accumulo termico: il raffreddamento a sodio liquido
Il sodio metallico liquido, dopo aver asportato il calore dal nocciolo del reattore, trasferisce l'energia termica ad un sistema di sali fusi, i quali vengono immagazzinati in un serbatoio di accumulo "caldo" di grande capacità che svolge la funzione di stoccaggio dell'energia termica. In prossimità di quest'ultimo, sono installate tubazioni attraversate da un flusso d'acqua, che assorbe il calore immagazzinato nei sali fusi fino al raggiungimento delle condizioni di vapore surriscaldato, successivamente impiegato in una turbina per la generazione di energia elettrica. Dopo aver rilasciato il proprio contenuto energetico, i sali fusi vengono indirizzati verso un serbatoio di accumulo "freddo", pronti per un nuovo ciclo di lavoro.
Pertanto, una delle caratteristiche distintive dell'impianto è la separazione funzionale tra l'isola nucleare e l'isola di conversione energetica, resa possibile tramite il sistema di accumulo termico. Tale configurazione assicura una maggiore flessibilità operativa, permettendo la modulazione della produzione elettrica in uscita e la gestione temporanea di picchi di domanda fino a circa 500 MWe.
Le prossime fasi di costruzione del Kemmerer Unit 1 negli USA
Una volta completata la costruzione di di Kemmerer Unit 1, TerraPower intende presentare domanda per l'ottenimento della licenza di esercizio, che consentirebbe di operare per un periodo di 40 anni. Tuttavia, il rilascio dell'autorizzazione sarà subordinato alla verifica da parte della NRC che l'infrastruttura completata rispetti i requisiti regolatori vigenti e garantisca adeguati livelli di sicurezza operativi. Qualora tali criteri venissero soddisfatti, Natrium potrebbe configurarsi come nuovo modello di generazione elettrica affidabile, flessibile e priva di emissioni dirette di carbonio. Grazie alle sue caratteristiche progettuali, il sistema risulterebbe potenzialmente replicabile ed esportabile in differenti contesti geografici, oltre che integrabile con fonti energetiche rinnovabili non programmabili, quali eolico e solare, contribuendo a migliorare la stabilità e la resilienza della rete elettrica.
L'iniziativa promossa da TerraPower rappresenta uno dei tentativi più significativi degli ultimi anni di rilanciare lo sviluppo del nucleare di nuova generazione, in un contesto caratterizzato da una crescita sostenuta della domanda globale di energia e dalla necessità di generazione elettrica sostenibile. In tale scenario, l'azienda statunitense ha annunciato un accordo con Meta finalizzato alla costruzione di otto impianti con tecnologia Natrium, per una capacità complessiva di 2.8 GWe. Le centrali sarebbero destinate a fornire energia a data center e piattaforme computazionali dedicate allo sviluppo e all'operatività di sistemi di intelligenza artificiale.
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