Transmutex: i reattori nucleari al torio diventano start-up

Un nuovo matrimonio tra l’energia nucleare e l’Italia non sembra possibile. Lo spegnimento dei reattori italiani a seguito del referendum popolare del 1987 non ha però spento la ricerca nel campo. E sebbene i reattori a fusione siano, abbastanza inequivocabilmente, la porta d’accesso per la piena sostenibilità energetica dell’umanità intera, le innovazioni nel campo della fissione nucleare sono sempre numerose, come il vecchio progetto Transmutex.

Una nuova start-up per il nucleare

La nuova start-up Transmutex, proposta dal fisico nucleare Federico Carminati, ha luogo appena oltre le Alpi, in Svizzera. In realtà l’idea di progettare un reattore al Torio nasce nel 1990 dal premio Nobel Carlo Rubbia. In quegli anni Carlo Rubbia era direttore dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare al CERN di Ginevra e Federico Carminati un collaboratore dello stesso istituto.

Nonostante l’illustre referenza del premio Nobel il progetto viene archiviato: nel 1990 l’industria nucleare preferisce i collaudati reattori all’uranio. La problematica legata alla conservazione delle scorie radioattive a lunga vita non è impellente e l’attuale apprensione verso la crisi climatica quasi non esiste.

Oggi la corsa alla transizione ecologica è più viva che mai e anche il settore nucleare, tra i meno impattanti riguardo l’emissione di gas climalteranti, può migliorarsi. Per questo motivo Carminati riprende in mano il progetto archiviato trent’anni fa e fonda la start-up insieme all’imprenditore francese Franklin Servan-Schreiber.

Cos’è un reattore a fissione

Per evidenziare i miglioramenti apportati dall’utilizzo del torio, è utile ricordare, riducendolo all’osso, il principio di funzionamento di un reattore nucleare a fissione.

Un reattore nucleare a fissione altro non è che una caldaia. Il calore rilasciato durante le reazioni di fissione e decadimento radioattivo scalda l’acqua che lo attraversa. Il combustibile nucleare sostituisce i tradizionali combustibili fossili, come gas naturale, carbone, oli combustibili etc. nelle tradizionali caldaie industriali. L’acqua è, in ogni caso, il fluido termovettore che asporta il calore passando di stato da liquido a vapore lambendo lato mantello le barre di combustibile.

Nella maggior parte dei reattori attivi attualmente l’acqua assolve una funzionale cruciale: è il moderatore. Il moderatore termalizza i neutroni emessi dalle reazioni nucleari, ovvero li rallenta, aumentando la probabilità che questi possano portare alla fissione nuovi atomi pesanti. Il vapore, ad elevata entalpia, inviato al corpo turbine, espande compiendo il suo salto entalpico. La movimentazione delle turbine finalizza l’iter di conversione energetica in energia elettrica.

Transmutex o reattore al torio

La tecnologia attorno alla quale ruota la start-up è un reattore al torio, che comporta notevoli vantaggi rispetto ai tradizionali reattori ad uranio.

Il reattore al torio proposto da Carminati ha svariati punti chiave interessanti. Il nome del progetto, Transmutex, inoltre, non è altro che il principio che sta alla base del funzionamento del reattore. Trasmutazione indica il cambiamento di natura chimica di un elemento in un altro a seguito di transizioni nucleari. Il torio, con peso atomico 232, trasmuta in uranio 233 catturando un neutrone. I ricercatori del progetto sottolineano poi la sicurezza intrinseca del reattore, essendo esso pensato per essere esercito in uno stato sub-critico. Ciò significa che i neutroni emessi naturalmente all’interno del reattore non sono in grado di sostenere la catena di decadimenti. Un reattore sub-critico è destinato a spegnersi se non sostentato dall’esterno. Un acceleratore di particelle protonico ha il compito di mantenere acceso il nocciolo del reattore. Il fascio protonico, accelerato da campi magnetici, viene concentrato su opportuni materiali ad elevato numero di massa, liberando neutroni.

Il fascio neutronico derivato dall’acceleratore serve a bilanciare lo stato sub-critico imposto al reattore. Le reazioni di fissione che interessano l’uranio 233 portano alla formazione di una quantità di sottoprodotti migliori dal punto di vista del trattamento delle scorie. La spiegazione è che un reattore al torio genera un quantitativo di radionuclidi a lunga vita molto inferiore rispetto ai reattori tradizionali. Il reattore poi funziona a una pressione prossima a quella atmosferica, riducendo il rischio di esplosioni. Il sistema ausiliario di raffreddamento del nocciolo è passivo, togliendo di mezzo sequenze incidentali tipo Fukushima. L’auto shut-down allo spegnimento dell’acceleratore di particelle evita il danno catastrofico più grave: il meltdown del nocciolo (e.g. incidente nucleare di Chernobyl).