Fino ad ora, la generazione di energia nucleare ha richiesto enormi strutture circondate da acri di edifici, infrastrutture elettriche, strade, parcheggi e altro. L'industria nucleare sta cercando di cambiare questo quadro, andando in piccolo.

Gli sforzi per costruire il primo "piccolo reattore modulare avanzato della nazione, "o SMR, nell'Idaho, sono sulla buona strada per diventare operativo entro la metà degli anni 2020. Il progetto ha fatto un passo avanti cruciale quando l'azienda dietro di esso, NuScale, ottenuto un'importante certificazione di sicurezza dalla Commissione di regolamentazione nucleare.

Ma i primi potrebbero generare energia entro il 2020 in Cina, Argentina e Russia, secondo l'Agenzia internazionale per l'energia atomica.

Il dibattito continua sul fatto che questa tecnologia valga la pena di perseguire, ma l'industria nucleare non sta aspettando un verdetto. Né, come studioso di energia, penso che dovrebbe. Questa nuova generazione di reattori più piccoli e tecnologicamente avanzati offre molti vantaggi, compreso un approccio di catena di montaggio alla produzione, rischi di tracollo notevolmente ridotti e maggiore flessibilità in termini di dove possono essere localizzati, tra gli altri.

Quanto è piccolo?

La maggior parte dei piccoli reattori modulari ora in fase di lavorazione vanno da 50 megawatt - all'incirca una potenza sufficiente per 60, 000 moderne case americane e 200 megawatt. E ci sono progetti per "mini" o "micro-reattori" ancora più piccoli che generano solo 4 megawatt.

In contrasto, reattori nucleari a grandezza naturale costruiti oggi genereranno circa 1, 000-1, 600 megawatt di elettricità, anche se molti costruiti prima del 1990, tra cui oltre la metà dei 99 reattori attualmente operativi negli Stati Uniti, sono più piccoli di questo.

Ma i piccoli reattori nucleari non sono in realtà nuovi. L'India ha di più, con 18 reattori con capacità compresa tra 90 e 220 megawatt, che sono stati costruiti tra il 1981 e il 2011.

Gli Stati Uniti., Russia, Cina, India, Francia e Regno Unito gestiscono centinaia di sottomarini nucleari e portaerei. La Russia ha dozzine di rompighiaccio a propulsione nucleare che girano intorno all'Artico, e la sua prima centrale nucleare galleggiante è stata completata e sarà dispiegata nel 2019 vicino alla città di Pevek, nella Siberia orientale.

L'impianto siberiano sostituirà quattro reattori da 12 megawatt costruiti dai sovietici negli anni '70 per alimentare una città remota e un centro amministrativo, così come le operazioni minerarie e di trivellazione petrolifera.

Anche se i reattori saranno piccoli, possono funzionare in centrali elettriche molto più grandi con più reattori. NuScale, Per esempio, vuole installare 12 reattori nel suo sito iniziale in Idaho. Sulla base delle ultime proiezioni della società, avrà una capacità totale di 720 megawatt.

Una tendenza globale

Finora le aziende private e statali stanno cercando di costruire queste piccole centrali elettriche in una dozzina di paesi, compresi gli Stati Uniti e il Regno Unito

Francia, che ottiene tre quarti della sua elettricità dall'energia nucleare, e il Canada potrebbe presto unirsi alla mischia.

Questo interesse globale per i piccoli reattori modulari deriva dal fatto che vengono dismessi più reattori nucleari standard di quelli in costruzione.

Alcuni vantaggi

I sostenitori di questi piccoli reattori modulari avanzati affermano che saranno più facili da costruire e più flessibili in termini di posizione rispetto al tipo più grande. La parola "modulare" si riferisce a come saranno costruiti in impostazioni di fabbrica, pronto per il trasporto su camion sia completamente assemblato che in parti facilmente collegabili, ferroviario o marittimo.

Questi reattori possono potenzialmente alimentare le città rurali, stabilimenti industriali, zone montuose e basi militari, così come distretti urbani e porti. Anche i piccoli reattori modulari possono rivelarsi utili per usi industriali.

I piccoli reattori modulari differiranno dai reattori più piccoli già installati a causa delle loro nuove tecnologie. Questi progressi hanno lo scopo di rendere meno probabile o addirittura impossibile per loro fondersi o esplodere, come accadde durante il disastro di Fukushima in Giappone.

Le centrali elettriche in cui saranno posizionati questi piccoli reattori avranno protezioni aggiuntive contro il sabotaggio e il furto di materiale radioattivo. Per esempio, possono essere dotati di sistemi di raffreddamento che continuano a funzionare anche se non sono presenti operatori e viene persa tutta l'energia elettrica. In molti casi, l'intero reattore e le apparecchiature per la generazione di vapore saranno sotterranei per salvaguardare queste strutture durante disastri naturali come il terremoto e lo tsunami che hanno portato alla fusione di tre reattori di Fukushima Daiichi.

Come le energie rinnovabili, l'energia nucleare non emette carbonio. E rispetto all'energia eolica e solare, che sono fonti intermittenti, o idroelettrico, che risente dei cambiamenti stagionali e della siccità, funziona sempre e ha un ingombro molto ridotto.

Di conseguenza, i piccoli reattori modulari potrebbero essere abbinati a fonti rinnovabili in sostituzione degli impianti a carbone oa gas naturale. Tuttavia, probabilmente dovranno competere con sistemi avanzati di accumulo di energia per quel mercato.

Preoccupazioni e costi

Se questi vantaggi si concretizzano, ovviamente, resta da vedere una volta che questi reattori saranno dispiegati. Alcuni esperti sono scettici sulle promesse e le aspettative del settore.

Sebbene i piccoli reattori modulari siano progettati per produrre meno rifiuti radioattivi rispetto allo standard, reattori più grandi per la stessa quantità di potenza, la questione di dove smaltire in sicurezza le scorie nucleari rimane irrisolta.

I piccoli reattori modulari affrontano altre sfide, alcuni di loro fabbricazione.

Il forte interesse per il potenziale mercato globale ha portato molte aziende a proporre i propri progetti di reattori individuali. Secondo me, ci sono già troppe versioni là fuori. In poco tempo, si verificherà uno shakeout.

E, soprattutto negli Stati Uniti, attualmente non c'è chiarezza riguardo al periodo di tempo richiesto per la licenza di nuovi progetti di reattori privi di qualsiasi track record commerciale, creando molta incertezza normativa.

Non è nemmeno chiaro quanto costerà l'energia generata da un piccolo reattore modulare. Probabilmente rimarrà così per almeno i prossimi 10-15 anni, fino a quando alcuni progetti non saranno effettivamente costruiti e funzionanti.

Alcuni esperti prevedono che i piccoli reattori modulari si estendano a livelli che potrebbero essere superiori a quelli dei reattori a grandezza naturale che generalmente costano di più per la costruzione e il funzionamento rispetto ad altre opzioni, come il gas naturale, per la stessa quantità di potenza. NuScale, però, prevede che i suoi SMR saranno più competitivi di così in termini di costo.

E alcuni osservatori temono che i proprietari dei reattori possano fare scorciatoie per ridurre i costi, compromettere la sicurezza o la protezione.

Sebbene i loro costi non siano chiari e i loro vantaggi rispetto ad altre scelte energetiche non siano stati dimostrati, Credo che questi piccoli reattori, come fonti non di carbonio, sono necessari per aiutare a risolvere le sfide energetiche del nostro tempo. E il resto del mondo sembra pronto a provarli con o senza gli Stati Uniti.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.