Il premio Nobel per la fisica Giorgio Parisi ha recentemente espresso una posizione cauta riguardo alla prospettiva del nucleare come soluzione energetica per il futuro, sottolineando la necessità di valutare con attenzione i rischi e i tempi di sviluppo delle nuove tecnologie.

Sebbene la quarta generazione di reattori prometta maggiore sicurezza ed efficienza rispetto alle attuali centrali, le sfide ingegneristiche rimangono significative. In parallelo, la fusione nucleare continua a rappresentare un traguardo ambizioso, ma ancora distante dalla commercializzazione.

Di fronte a queste incertezze, Parisi suggerisce di investire anche in soluzioni immediatamente disponibili, come il miglioramento dell’efficienza energetica e la riduzione dei consumi.

I reattori di quarta generazione sono progettati per superare i limiti della tecnologia attuale, migliorando sicurezza, sostenibilità e gestione dei rifiuti radioattivi. Tra le soluzioni proposte ci sono reattori raffreddati a metallo liquido, a gas o a sali fusi, capaci di operare a temperature più elevate rispetto agli attuali reattori ad acqua pressurizzata (PWR) e ad acqua bollente (BWR).

Uno degli aspetti più promettenti di questi reattori è la capacità di utilizzare come combustibile anche l’uranio impoverito o il torio, riducendo la dipendenza dall’uranio arricchito e abbattendo la produzione di scorie a lunga vita. Inoltre, alcuni design prevedono la possibilità di bruciare gli attinidi minori, riducendo la quantità e la pericolosità dei rifiuti radioattivi.

Tuttavia, queste tecnologie presentano problematiche tecniche che ne hanno finora ostacolato la realizzazione su larga scala. Parisi evidenzia il problema della corrosione dei materiali nei reattori raffreddati a metallo liquido, come il sodio o il piombo. Questi metalli operano a temperature elevate, tipicamente tra 500 e 600°C, e sono soggetti a fenomeni di ossidazione e fragilizzazione. L’interazione tra neutroni veloci e i materiali strutturali può inoltre causare danni da irraggiamento, riducendo la durata dei componenti.

Un caso emblematico di queste difficoltà è stato il reattore Superphénix in Francia, un reattore veloce raffreddato a sodio che ha incontrato numerosi problemi tecnici, inclusi perdite di sodio e difficoltà nel controllo del reattore, portando alla sua definitiva chiusura nel 1997. Questo dimostra che, sebbene le soluzioni di quarta generazione siano promettenti sulla carta, la loro affidabilità a lungo termine non è ancora garantita.

Un’altra strada che sta emergendo è quella dei reattori modulari di piccola taglia (SMR, Small Modular Reactors), basati su tecnologia di terza generazione avanzata. Questi reattori, con una potenza inferiore ai 300 MWe, sono progettati per essere costruiti in fabbrica e assemblati sul sito di installazione, riducendo tempi e costi rispetto ai reattori tradizionali.

I vantaggi degli SMR includono:

  • Maggiore sicurezza passiva: grazie a sistemi di raffreddamento che non richiedono alimentazione esterna, possono spegnersi autonomamente in caso di emergenza.
  • Flessibilità operativa: possono essere utilizzati per applicazioni diverse, dall’alimentazione di reti isolate alla produzione di idrogeno.
  • Scalabilità: la possibilità di installare più moduli consente di adattare la capacità di generazione alle esigenze di rete.

Tuttavia, anche gli SMR devono affrontare ostacoli significativi, come l’assenza di un mercato consolidato e la necessità di adeguamenti normativi, oltre alla questione economica legata al loro costo per MWh, che al momento è superiore a quello delle grandi centrali nucleari convenzionali.

La fusione nucleare rappresenta la frontiera più ambiziosa della ricerca energetica, con il potenziale di fornire energia pulita, sicura e virtualmente inesauribile. I progetti più avanzati, come ITER in Francia e gli sviluppi privati come quelli di Commonwealth Fusion Systems o Helion Energy, puntano a dimostrare la fattibilità di un reattore a fusione commerciale nelle prossime decadi.

I principali ostacoli della fusione nucleare includono:

  • Temperature estreme: i plasmi devono essere mantenuti a temperature superiori ai 100 milioni di gradi per consentire la fusione degli isotopi di idrogeno, un compito estremamente complesso dal punto di vista ingegneristico.
  • Gestione del confinamento magnetico o inerziale: attualmente, i reattori sperimentali utilizzano potenti campi magnetici (tokamak e stellarator) o impulsi laser per contenere il plasma, ma nessuno di questi sistemi ha ancora dimostrato di poter operare in modo continuo e stabile su scala industriale.
  • Materiali resistenti ai neutroni: la fusione genera neutroni ad alta energia che possono degradare rapidamente le strutture del reattore, richiedendo nuovi materiali ancora in fase di sviluppo.

Sebbene i progressi siano evidenti, con risultati significativi raggiunti nel confinamento e nel mantenimento del plasma, gli esperti stimano che una centrale a fusione pienamente operativa non sarà disponibile prima della seconda metà di questo secolo.

Di fronte a queste incertezze, Giorgio Parisi suggerisce che la priorità debba essere data anche all’efficienza energetica, un settore dove i benefici sono immediati e sicuri. Migliorare l’isolamento termico degli edifici, ottimizzare i processi industriali e potenziare le reti intelligenti di distribuzione dell’energia potrebbero ridurre drasticamente i consumi, riducendo la necessità di nuove centrali.

Ad esempio, l’implementazione di edifici a consumo energetico quasi nullo (nZEB) e l’adozione di pompe di calore ad alta efficienza possono abbattere il fabbisogno energetico domestico, mentre il miglioramento dell’efficienza delle reti elettriche potrebbe ridurre significativamente le perdite di trasmissione.

Il dibattito sul nucleare rimane aperto e complesso. Se da un lato le nuove tecnologie promettono di superare i limiti delle attuali centrali, dall’altro permangono sfide tecniche, economiche e normative che ne rendono incerta l’implementazione su larga scala.

La ricerca su reattori di quarta generazione e sulla fusione nucleare deve continuare, ma nel frattempo è essenziale investire in soluzioni immediatamente disponibili, come l’efficienza energetica e le energie rinnovabili. La decisione su quale strategia energetica adottare non può prescindere da un’attenta valutazione dei costi, dei benefici e dei tempi di realizzazione.