Questo articolo è stato tratto dal post originale pubblicato su questo sito

DMITRY ORLOV
cluborlov.blogspot.com

Per riprendere da dove eravamo rimasti, gestire un’economia industriale richiede una fonte di energia elettrica economica ed affidabile. L’elettricità fornita dall’eolico e dal solare è intermittente e quindi non fa al caso nostro. L’elettricità prodotta da carbone, generatori a gasolio e gas naturale potrebbe servire allo scopo, ma provoca danni ambientali; inoltre, questi combustibili fossili sono già quasi tutti oltre il picco di estrazione, sempre più costosi da produrre e, in ogni caso, non dureranno ancora a lungo. L’idroelettrico è una buona scelta, ma tutte le località più favorevoli sono già state sfruttate. Risorse di lusso come le biomasse, le micro-turbine idrauliche, l’energia delle maree e quant’altro non sono sufficienti per mandare avanti un’economia industriale. Rimane l’energia nucleare, che comporta però un certo numero di problemi importanti.

Quindi, non ci sono soluzioni buone, ma questo potrebbe non essere un problema perché, vedete, senza una fonte stabile di elettricità a basso costo non ci sarebbe neppure un’economia industriale, e senza un’economia industriale non ci sarebbe né offerta né domanda per una qualsiasi delle cose sovramenzionate. Esisterebbe ancora la richiesta di legna da ardere, richiesta che potreste soddisfare mentre camminate su e giù lungo un tratto di autostrada abbandonata, raccogliendo rami secchi per il vostro fuoco da campo, dove potrete cucinare quei pochi roditori che avete catturato con un bastone biforcuto.

Se trovate poco attraente questo scenario e desiderate andare alla ricerca di altre opzioni, non rimane altra scelta che guardare più da vicino all’energia nucleare. Certo, ha alcuni grossi problemi; però, se esistessero delle soluzioni a questi problemi? Non ci avete pensato, vero? Ma questa non è un’idea così campata in aria come potreste immaginare. Grossi team di ingegneri e scienziati brillanti, che lavorano in modo diligente per decine di anni, a volte riecono a trovare soluzioni anche ai problemi più difficili. Chiaramente, sarebbe sciocco pensare che tutti i problemi importanti possano essere completamente risolti, ma credo che abbia senso cercare informarvi sugli effettivi progressi che sono stati fatti, se non altro per soddisfare la vostra curiosità intellettuale, se per caso ne aveste una.

Prima di andare oltre, vi assicuro che non ho una particolare posizione politica nei confronti dell’energia nucleare. Non sono passato dall’essere anti-nucleare al pro-nucleare o qualcosa del genere. Inoltre, consentitemi di affermare in modo inequivocabile che la vostra opinione politica sulla desiderabilità o sull’indesiderabilità del nucleare non conta assolutamente nulla. Infatti, se mai mi fossi fatto scappare che [avere un’opinione sull’argomento] è importante, sentitevi liberi di pensare che sono diventato senile e venite pure a spararmi, perché non voglio essere di peso a nessuno. A mia volta, se vi sorprenderò a firmare petizioni anti-nucleari, a partecipare a manifestazioni anti-nucleari o ad esprimere in qualche modo la vostra opinione sull’argomento, penserò la stessa cosa di voi, anche se non mi prenderò la briga di venire a spararvi. Il mio desiderio è informare, non influenzare. Se, armati di questa conoscenza, trovaste il modo per evitare di dover cucinare roditori allo spiedo (sapendo dove nel mondo ci sarà ancora energia e trasferendovi là mentre c’è ancora tempo) sarò felice per voi.

Messi da parte questi preliminari, permettetemi di ricapitolare alcuni elementi chiave sull’energia nucleare, fatti che dovreste assolutamente conoscere per rendervi conto dell’importanza di ciò che seguirà. L’energia nucleare è molto diversa dall’energia chimica perchè è circa 100.000 volte più potente: 1 kg di combustibile nucleare fornisce la stessa energia di 100 tonnellate di carbone. L’uranio presente in natura contiene due isotopi di uranio: l’U-235 e l’U-238. Solo l’U-235 è direttamente in grado di sostenere una reazione di fissione: quando un atomo di U-235 viene colpito da un neutrone, si trasforma in Bario-141 e in Krypton-92, che hanno un’emivita molto breve e decadono trasformandosi in altri elementi, liberando molto energia durante il processo. [L’U-235] emette [durante la fissione] anche 3 neutroni, che possono quindi colpire altri atomi di U-235, sostenendo la reazione a catena.

Solo lo 0,7% dell’uranio naturale è costituito dall’utile isotopo U-235, il resto è formato dal (quasi) inutile isotopo U-238. Dal momento che lo 0,7% non è neanche lontanamente sufficiente per sostenere una reazione a catena, viene utilizzato un complicato procedimento per “arricchire” l’uranio, aumentando la concentrazione di U-235 tra il 3% e il 5% (assolutamente insufficiente per realizzare una bomba, tra l’altro) separando una parte dell’eccesso di U-238. Questo avviene convertendo il biossido di uranio (UO2, chiamato anche yellowcake) in esafluoruro di uranio (UF6), un solido incolore che tende ad evaporare a temperatura appena più alta di quella ambiente. Il gas UF6 viene quindi immesso in una serie di centrifughe a cascata che separano i vari isotopi. La miscela arricchita viene quindi riconvertita in UO2 che viene poi trasformato nei pellet che costituiscono il combustibile nucleare. Tutto questo si basa su una tecnologia molto complicata e sensibile, di cui solo pochi paesi dispongono.

La ragione per cui l’U-238 è quasi inutile invece che completamente inutile è che, in certe condizioni, può catturare un neutrone e trasformarsi in Plutonio-239, che è altrettanto utile dell’U-235 nel sostenere una reazione a catena. Il combustibile nucleare esaurito, in cui è stata bruciata una grande percentuale di U-235, contiene una certa quantità di Pu-239, che può quindi essere riprocessato in combustibile ad ossido misto (MOX). È importante notare che il plutonio prodotto dalle centrali nucleari non è adatto alla fabbricazione delle bombe atomiche perché le percentuali degli isotopi non sono quelle giuste: il materiale di grado militare non può contenere troppo Pu-240, che è instabile, ma il plutonio prodotto dagli impianti nucleari ne contiene quasi il 30% e, dal momento che il trucco della separarazione degli isotopi non funziona con il plutonio (è letteralmente troppo caldo da maneggiare), non si possono modificare le percentuali degli isotopi che escono dal reattore dopo che il combustibile ha terminato il suo ciclo di vita. La quantità totale di plutonio riciclato ogni anno in tutto il mondo è di circa 70 tonnellate.

La capacità di produrre l’utile Pu-239 dal (quasi) inutile U-238 nei reattori nucleari aumenta le riserve di uranio. Il rapporto di conversione è in genere compreso tra 0,5 e 0,8, il che significa che viene utilizzato più U-235 rispetto a quanto Pu-239 viene creato per sostituirlo. Questo è un problema, dal momento che le riserve di uranio sono limitate ed estrarlo è sempre più difficili e costoso. Ma, se questo problema dovesse essere risolto e il rapporto di conversione fosse portato al di sopra dell’unità, allora la quantità di U-238 già prodotta sarebbe sufficiente per alimentare le economie industriali per migliaia (sì, letteralmente, migliaia) di anni.

E se vi dicessi che questo problema sta per essere risolto? Inoltre, che cosa succederebbe se l’altro problema veramente grosso, il destino delle scorie nucleari altamente radioattive (ne esistono 250.000 tonnellate nel mondo), fosse anch’esso sulla buona strada per essere risolto? (È stato trovato un modo per bruciarle quasi tutte nei reattori nucleari). Infine, se vi dicessi che sono state trovate soluzioni anche al problema dei reattori nucleari che di tanto in tanto esplodono e fondono? (Quest’ultimo è anche un problema molto serio: secondo le stime, il disastro della Fukushima-Daichi è costato almeno 500 miliardi di dollari e ha praticamente affossato l’industria giapponese del nucleare).

Più avanti cercherò di spiegare in che cosa consistono queste soluzioni. Di nuovo, non voglio cercare di cambiare l’atteggiamento di nessuno nei confronti del nucleare, soprattutto perché la cosa non riveste nessuna importanza. Le probabilità di riuscire a fermarlo, se ci provaste, sono le stesse di uscire e comprarsi un reattore nucleare personale.  State tranquilli, il problema è al sicuro lontano dalle vostre mani. Ma potrebbe aiutare essere informati a riguardo. Come succede per la maggior parte delle varie tecnologie, una volta create e dimostrata la loro utilità ed efficacia, queste vengono poi utilizzate. Coloro che le useranno vinceranno e rimarrano in gara, quelli che non lo faranno perderanno e abbandoneranno il gioco, e il mondo andrà avanti.

Prima di esporre queste soluzioni, vorrei affrontare alcuni problemi correlati. Uno è l’impatto ambientale dell’industria nucleare, paragonato a quello dell’industria dei combustibili fossili e delle energie rinnovabili. Un altro è lo stato dell’industria nucleare in tutto il mondo e la sua redditività generale, che in molte località è discutibile, indipendentemente dalle soluzioni esistenti. L’ultimo problema, molto importante, è quello della radiofobia: sembra che le radiazioni spaventino la gente molto più di quanto dovrebbero. Certo, le radiazioni possono essere pericolose, ma può esserlo anche una mazza da baseball sulla testa. L’unica differenza è che le mazze da baseball sono visibili e le radiazioni spesso non lo sono, e le persone tendono ad essere molto più spaventate dai pericoli invisibili che da quelli visibili. Prenderò in esame questi problemi prossimamente.

Dmitry Orlov

Fonte: cluborlov.blogspot.com
Link: http://cluborlov.blogspot.com/2019/01/the-future-of-energy-is-bright-part-ii.html
22.01.2019
Scelto e tradotto da Markus per comedonchisciotte.org