Scoperte 233 nuove riserve di Torio per la produzione di energia nucleare in Cina

Un recente studio ha identificato oltre 200 potenziali riserve di torio in varie aree della Cina. Secondo gli esperti del Servizio Geologico Nazionale, le quantità stimate di questo elemento bianco-argenteo potrebbero, almeno teoricamente, soddisfare il fabbisogno energetico dell’intero Paese illimitatamente. Il torio infatti è spesso indicato come una potenziale alternativa futura all’uranio, più efficiente e pulita, per la produzione di energia nucleare attraverso la fissione a catena. Uno dei vantaggi più significativi è la sua maggiore abbondanza in natura, dove si trova in minerali argillosi, nei suoli e anche negli ambienti marini. Attualmente, la Cina è, probabilmente, tra le nazioni più avanzate nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie per la produzione di energia elettrica a partire dal torio. A ciò si aggiunge un’enorme disponibilità di risorse toriche, ampiamente distribuite sul territorio nazionale, dallo Xinjiang fino alla regione costiera del Guangdong e nel complesso minerario di Bayan Obo in Mongolia Interna.

Le riserve di torio in Cina

Al momento sono state identificate 233 nuove aree potenzialmente ricche di torio in tutta la Cina, distribuite lungo cinque principali fasce geologiche, dallo Xinjiang fino alla regione costiera del Guangdong. Lo studio, che secondo diverse fonti si sarebbe concluso nel 2020, è stato recentemente declassificato e pubblicato sulla rivista scientifica cinese Geological Review. Il torio si troverebbe in giacimenti di origine magmatica e idrotermale, spesso associato a terre rare. La maggior parte delle aree individuate corrisponderebbe a ex siti minerari dedicati all’estrazione del ferro, e le riserve di torio sarebbero contenute proprio nei materiali di scarto prodotti da quelle attività estrattive.

In particolare, il complesso minerario di Bayan Obo, situato nella regione autonoma della Mongolia Interna, nel nord della Cina, potrebbe contenere oltre 1 milione di tonnellate di torio. Si tratta di una quantità straordinaria che, se confermata, potrebbe, almeno in teoria, soddisfare il fabbisogno energetico della Cina per circa 60 000 anni, rendendo il Paese completamente indipendente dalle fonti energetiche tradizionali. Lo studio suggerisce inoltre che la quantità di torio estraibile da soli 5 anni di rifiuti minerari sarebbe sufficiente a coprire il fabbisogno energetico degli USA per oltre 1 000 anni. Tuttavia, si tratta ancora di stime preliminari, e non è ancora confermato quale sia l'effettiva quantità di torio presente in queste 233 aree, né quanto di questo metallo possa essere concretamente estratto dai minerali in cui è contenuto, utilizzando le tecnologie attualmente disponibili.

Ciononostante, l’identificazione e l’estrazione del torio rappresentano uno degli obiettivi aggiunti della strategia energetica della Cina, uno stato ancora fortemente dipendente dal carbone  per la produzione di energia. L’adozione di tecnologie nucleari alternative, come quelle basate sul torio, potrebbe contribuire in modo significativo alla riduzione di tale dipendenza. In quest’ottica, la Cina ha annunciato l’intenzione di costruire altre 24 centrali nucleari entro il 2030, come parte della sua più ampia strategia di transizione energetica.

A cosa serve il torio come fonte di energia nucleare

Il torio (Th nella tavola periodica) è un metallo bianco-argenteo, leggermente radioattivo, che si trova comunemente incorporato nel reticolo cristallino di diversi minerali, tra cui la monazite. Il torio è anche comune in diversi minerali argillosi, in sabbie e nei suoli, dove le sue concentrazioni possono superare le 6 parti per milione (ppm). In natura, il torio è circa 3 volte più abbondante dell’uranio. Un rapporto dell’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica (IAEA) pubblicato nel 2018 stima che le risorse globali note di torio ammontino a oltre 6,2 milioni di tonnellate.

L’isotopo radioattivo più comune in natura è il torio-232 (Th-232), il cui lento processo di decadimento porta alla formazione di piombo-208 (Pb-208). Il Th-232 non è un materiale fissile, e pertanto non può essere utilizzato direttamente come combustibile nei reattori nucleari. Tuttavia, è considerato un isotopo fertile, poiché, dopo aver assorbito un neutrone, si trasforma in uranio-233 (U-233), un isotopo fissile. In questo comportamento, è analogo all’uranio-238, che si converte in plutonio-239 attraverso un processo simile. Una volta prodotto, l’U-233 può sostenere reazioni di fissione nucleare a catena, diventando quindi un combustibile prezioso per i reattori di fissione di nuova generazione.

Reattore nucleare a sali fusi al torio

Nel 2023, la Cina ha avviato la costruzione del primo reattore a sali fusi al torio (TMSR – thorium molten-salt reactors), per la produzione di energia elettrica, nel deserto del Gobi, con l’obiettivo di generare circa 10 megawatt di elettricità entro il 2029. Questo progetto si basa su un prototipo sperimentale da 2 MW, operativo dal 2021. L’energia generata sarebbe sufficiente ad alimentare oltre 100.000 abitazioni.

Il reattore TMSR utilizzerà combustibile con uranio arricchito a meno del 20% e circa 50 kg di torio. Di questa quantità, solo una piccolissima parte verrà convertita in U-233 durante il funzionamento del reattore, con un rapporto di conversione pari a 0,1. Si tratta di un sistema estremamente efficiente, in grado di produrre combustibile fissile consumando quantità minime di torio. Per permettere questa trasformazione e l’avvio della reazione di fissione a catena, il combustibile verrà combinato con fluoruro di litio e riscaldato fino a 1 400 °C.

Vantaggi e svantaggi nell’utilizzo del torio

Il torio si presenta come una delle principali alternative all’uranio per la produzione di energia nucleare. Oltre a essere più abbondante in natura, secondo gli esperti una singola tonnellata di torio potrebbe produrre tanta energia quanto 200 tonnellate di U-235. I reattori al torio, in particolare quelli a sali fusi, sono progettati per essere più compatti e più sicuri: il combustibile, essendo liquido, può essere trasferito rapidamente in un sistema di contenimento in caso di emergenza, riducendo il rischio di fusione del nocciolo. Inoltre, non richiedono sistemi di raffreddamento ad acqua e producono quantità minime di scorie radioattive a lunga durata.

Tuttavia, nonostante i numerosi vantaggi teorici, lo sviluppo dei reattori a torio presenta ancora diverse sfide. L’estrazione e la raffinazione del torio necessitano di miglioramenti tecnologici per diventare economicamente vantaggiose. Inoltre, le infrastrutture dell’industria nucleare globale sono, attualmente, basate sullo sfruttamento dell’uranio, il che rende complesso un eventuale passaggio su larga scala al torio. Saranno quindi necessari ulteriori studi e adeguamenti tecnico-economici prima che la produzione di energia a partire dagli isotopi del torio divenga una soluzione pratica e sostenibile per il futuro.

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