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Stefano Buono: Il nucleare di quarta generazione Il reattore veloce raffreddato al piombo (LFR)

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Gabriele Martufi

http://gabrielemartufi.altervista.org

© Stefano Buono / Sustainable Future / 2022

La newcleo è un'azienda fondata da Stefano Buono, Elisabeth Rizzotti e Luciano Cinotti. La startup sta progettando e costruendo la prossima generazione di reattori nucleari (nucleare di quarta generazione): si tratta di reattori nucleari a fissione più sicuri ed efficienti, e che sfruttano le scorie radioattive come combustibile. In particolare la newcleo sta sviluppando una delle filiere individuate dal Generation IV International Forum (GIF), ovvero il reattore veloce raffreddato al piombo (LFR, Leadcooled Fast Reactor) e l'obiettivo a lungo termine dell'azienda è anche quello di chiudere il ciclo del combustibile (nucleare circolare). Il reattore di newcleo userà come combustibile la miscela MOX (Mixed Oxide Fuel, combustibile ossido misto) composta da uranio impoverito e plutonio e ricavata dagli scarti di altri impianti nucleari. In sostanza, promette di bruciare scorie anziché produrne. "Non avremo bisogno di estrarre uranio: per centinaia di anni potremo usare quello già estratto" spiega Stefano Buono, fisico nucleare, CEO di newcleo. "Produrremo meno di un metro cubo di scarti per ogni gigawatt elettrico annuo. E i rifiuti avranno vita breve: saranno radioattivi per 250 anni, contro i 250mila delle scorie delle centrali nucleari tradizionali". Per il raffreddamento si userà il piombo invece dell'acqua. "Le proprietà del piombo rendono il sistema intrinsecamente sicuro (sicurezza passiva). In altre parole, il design stesso rende impossibili incidenti come quelli del passato".
https://www.newcleo.com

Il nucleare di quarta generazione. Il reattore nucleare veloce al piombo. Il reattore nucleare a neutroni veloci refrigerato a piombo, o più brevemente LFR (sigla dall'inglese Leadcooled Fast Reactor) è un reattore nucleare veloce della IV generazione a ciclo chiuso allo stadio progettuale e prelicenziamento. Vantaggi principali. Uno dei principali vantaggi di questo tipo di reattore è che un'eventuale fuga di liquido refrigerante nel corso del suo funzionamento (per esempio un LOCA) causerebbe un'emissione modesta di radiazioni, risolvendosi una colata del refrigerante (il piombo) in grado essa stessa di schermare buona parte delle radiazioni. Il vantaggio dell'uso del piombo, inoltre è che, a differenza di quanto avverrebbe nei reattori al sodio, esso solidificherebbe in maniera relativamente rapida e non potrebbe perciò disperdersi nell'ambiente, come invece può avvenire nel caso di incidenti a un reattore raffreddato ad acqua (PWR e BWR), come nell'incidente di Three Mile Island o in quello di Fukushima. Grazie all'azione schermante del piombo, il nocciolo ha bisogno di uno schermo biologico di peso inferiore a quello tradizionale all'uranio, che riduce le perdite di neutroni, aumenta l'omogeneità del flusso e fornisce un alto coefficiente di vuoto negativo. Poiché il reattore raffreddato al piombo opera a pressione atmosferica e senza necessità di regolazione della pressione, in caso di rotture del circuito di raffreddamento non avrebbe bisogno di reintegro del liquido refrigerante e nel caso di incidente questo verrebbe a solidificarsi intorno al nocciolo sigillandolo, proteggendolo così dalla corrosione ed evitando contaminazioni dell'ambiente. Il rischio di formazione di una massa critica durante la fusione del nocciolo è inoltre del tutto scongiurato, poiché l'alta densità e i moti convettivi di questa classe di refrigeranti tendono a diminuire la densità del combustibile. È inoltre possibile la circolazione del refrigerante senza un corrispondente aumento delle dimensioni del nocciolo, grazie a una differenza nei livelli liberi di ingresso e uscita, che creano condizioni di separazione del vapore durante la depressurizzazione del generatore di vapore, ed escludono il suo ingresso nel nocciolo in quantità pericolose. La larghezza maggiore dei canali del refrigerante permessi da un basso tasso di assorbimento e moderazione abbassa la richiesta di prevalenza delle pompe e in alcuni casi la azzerano: in quest'ultimo caso è possibile praticare una circolazione naturale (senza la necessità di pompe), che è intrinsecamente sicura. La conseguente riduzione del rischio di surriscaldamento permette di utilizzare acciai commerciali per la guaina combustibile o addirittura, nel caso di reattori a bassa potenza, di rimuoverla dal progetto, eliminando così il rischio che essa si surriscaldi nel corso di eventuali blocchi locali del flusso del refrigerante. I reattori LFR di maggiore potenza proposti per le centrali nucleari includerebbero insiemi modulari da 300 a 400 MW, e uno da 1,2 GWe con intervalli di ricarica di 8 anni. Sarebbero refrigerati per convezione forzata con pompa assiale o pompa elettromagnetica.
https://it.wikipedia.org/wiki/Reattor...

posted by Bordainiwc