Nei sei decenni da quando la centrale nucleare di Shippingport vicino a Pittsburgh ha iniziato a funzionare come il primo reattore nucleare commerciale della nazione, l'industria ha costruito impianti sempre più grandi per migliorare le economie di scala. Un tipico reattore commerciale ora produce circa 20 volte più elettricità della prima unità Shippingport nel 1958.

Quindi può sembrare controintuitivo che l'industria veda il futuro non nella costruzione di impianti giganteschi, ma in piccoli reattori modulari, o SMR:unità costruite in fabbrica con meno parti, progettato per essere installato nel sottosuolo con sistemi di raffreddamento passivo che l'industria dice essere "intrinsecamente sicuro".

A differenza delle grandi unità nucleari, progettati per funzionare a pieno regime tutto l'anno, I progettisti di SMR affermano che le piccole unità sono abbastanza flessibili da essere aumentate secondo necessità per colmare le lacune nella produzione di impianti eolici e solari, un ruolo fondamentale poiché alcuni vedono l'energia nucleare come un ponte privo di carbonio tra i combustibili fossili e le energie rinnovabili. Si prevede che il mercato mondiale di tali reattori raggiungerà i 100 miliardi di dollari entro il 2035, secondo l'Agenzia per l'energia nucleare, un'organizzazione intergovernativa con sede a Parigi.

Tra gli sviluppatori statunitensi, NuScale Potenza di Corvallis, Minerale., ha superato i suoi concorrenti, tra cui Holtec International di Camden, per portare il suo design più vicino al traguardo. Supportato con $ 275 milioni in sovvenzioni del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, NuScale ha investito circa 800 milioni di dollari per progettare un reattore cilindrico alto 75 piedi che la Commissione di regolamentazione nucleare dovrebbe approvare il prossimo anno. NuScale mira a iniziare a produrre energia nel suo primo impianto nel 2026.

"C'è un buon caso per gli SMR in molti mercati, sia negli Stati Uniti che in tutto il mondo, " ha detto John Kotek, vicepresidente dello sviluppo delle politiche e degli affari pubblici per l'Istituto per l'energia nucleare, un gruppo commerciale del settore.

Ma non tutti sono venduti sulla loro promessa.

"Gli SMR sembrano essere una moda passeggera, per quanto posso dire, " ha detto Edwin Lyman, uno scienziato senior dell'Unione degli scienziati interessati, che ha scritto un articolo ampiamente citato mettendo in discussione l'economia dei piccoli reattori. "C'è davvero poca sostanza nella sua motivazione, a parte il settore privato non può permettersi reattori di dimensioni ordinarie".

'PI SICURO, CONVENIENTE'

Ogni reattore NuScale produrrebbe 60 megawatt di potenza, lo stesso del reattore di Shippingport originale, che è stato dismesso nel 1989. L'azienda afferma che le sue unità possono essere installate singolarmente, o in gruppi. L'impianto iniziale dell'Idaho National Laboratory del Dipartimento dell'Energia conterrebbe 12 reattori. Utah Associated Municipal Power Systems è il cliente principale.

I reattori più piccoli saranno convenienti perché possono essere prodotti in serie negli impianti di produzione statunitensi esistenti, riducendo drasticamente i costi e i tempi di costruzione in cantiere, disse Tom Mundy, Direttore commerciale di NuScale.

I progettisti SMR affermano che gli impianti avranno bisogno di meno operatori, e poiché il design è più sicuro, hanno anche chiesto all'NRC di ridurre le zone di pianificazione di emergenza di 10 miglia ora necessarie per i reattori commerciali più grandi in un'area confinata al sito dell'impianto. Critici come l'Unione degli scienziati interessati si sono opposti alla richiesta, dicendo che gli impianti e il loro combustibile esaurito accumulato in loco rappresentano ancora un rischio significativo.

"Sostengono che i reattori sono così sicuri che i terroristi non saranno in grado di causare efficacemente un enorme evento di contaminazione radiologica, e mi permetto di dissentire, " ha detto Lyman.

I mercati iniziali per gli SMR dovrebbero essere principalmente oltreoceano, dove i costi dell'elettricità sono più alti e l'energia nucleare può competere, NuScale dice. Alcuni paesi mediorientali affamati d'acqua hanno espresso interesse perché alcune unità possono essere configurate per produrre vapore, piuttosto che elettricità, per alimentare un vicino impianto di desalinizzazione dell'acqua.

ANTIDOTO AI CAMBIAMENTI CLIMATICI

L'industria sta anche posizionando centrali nucleari prive di carbonio come antidoto al cambiamento climatico. Citano un recente studio del Massachusetts Institute of Technology che ha scoperto che costerebbe meno utilizzare l'energia nucleare insieme all'energia rinnovabile per ridurre le emissioni di carbonio, che fare affidamento esclusivamente sul vento, accumulo solare e batterie per ridurre le emissioni.

"Sia a livello nazionale che internazionale, molti si rendono conto che per raggiungere gli obiettivi sul clima del carbonio che vengono fissati, il nucleare deve essere parte dell'equazione, " ha detto Mundy, che ha lavorato per Exelon Generation a Kennett Square prima di entrare in NuScale nel 2012. Vive nella contea di Chester.

Nonostante i benefici climatici, molti sostenitori dell'ambiente si oppongono strenuamente a qualsiasi espansione del ruolo dell'energia nucleare, compresi gli scettici che citano i problemi di sicurezza esposti dall'incidente di 40 anni fa questo mese a Three Mile Island Unit 2 in Pennsylvania, che hanno frenato la crescita del settore negli anni '80. Negli ultimi 20 anni, negli Stati Uniti è entrato in funzione un solo nuovo stabilimento commerciale, e solo due sono attualmente in costruzione.

Lyman ha affermato che l'industria dovrebbe produrre "centinaia o migliaia" di unità per tagliare i costi e ridurre la necessità di assistenza governativa.

Ma NuScale dice che dovrà produrre solo 12 reattori, e costruire tre centrali elettriche, per sviluppare l'esperienza necessaria per abbattere i costi. "Chiaramente, non stiamo parlando di centinaia, e chiaramente non migliaia, " disse Mundy. "Non c'è niente di complicato nella sua costruzione, rispetto ai grandi impianti da gigawatt."

Il costo dell'energia nucleare è al centro di un dibattito lanciato ufficialmente in Pennsylvania la scorsa settimana con l'introduzione di una proposta per dare all'industria nucleare 500 milioni di dollari in sussidi annuali, pagati dai clienti elettrici. Gli operatori nucleari hanno minacciato di chiudere diversi reattori della Pennsylvania perché non sono in grado di competere nei mercati dell'elettricità a basso prezzo inondati di energia a basso costo proveniente da impianti di gas naturale.

Exelon Generation afferma che chiuderà l'unità 2 di Three Mile Island, situato accanto all'Unità 1 in parte smantellata, a meno che i legislatori statali non vengano in soccorso entro giugno. TMI impiega 675 persone e produce più energia senza emissioni di carbonio di tutta l'energia solare dello stato, vento, e centrali idroelettriche combinate. Prima Compagnia Energetica, che gestisce due reattori presso la centrale elettrica di Beaver Valley nella Pennsylvania occidentale, ha anche annunciato l'intenzione di ritirare i reattori nel 2021.

Mentre il settore si contrae, la speranza nasce eterna tra i sostenitori del nucleare, i cui veri credenti sono guidati dalla promessa di sfruttare la grande quantità di energia racchiusa nel combustibile radioattivo.

COLLEGAMENTI LOCALI

Decine di aziende stanno lavorando per sviluppare nuovi reattori nucleari, compresi i cosiddetti reattori di quarta generazione che sono raffreddati con materiali come sali fusi, gas inerti, o anche metalli liquidi.

Diverse aziende si sono concentrate sullo sviluppo di progetti SMR. Holtec International, una società privata a Camden il cui core business è la gestione del combustibile esaurito nei reattori nucleari e lo smantellamento di vecchi reattori, ha sviluppato un reattore da 160 megawatt chiamato SMR-160. Lo stato del progetto non è chiaro, e Holtec non ha risposto alle domande scritte.

"Non ho visto prove di un vero progresso, " disse Lyman, dell'Unione degli scienziati interessati.

Westinghouse e BWX Technologies Inc., che hanno entrambi una lunga storia di costruzione di reattori, abbandonato i loro progetti SMR.

NuScale a settembre ha scelto BWXT per costruire il suo SMR. BWXT, che costruì molti dei piccoli reattori usati per alimentare navi e sottomarini della Marina degli Stati Uniti, prevede di subappaltare la produzione di componenti a Precision Custom Components di York, Papà.

Mundy ha detto che esternalizzando la produzione agli impianti esistenti, NuScale può contenere i costi rispetto alla costruzione di una nuova fabbrica. Il proprietario di maggioranza di NuScale è il gigantesco appaltatore Fluor Corp.

Mundy afferma che il design NuScale non è una versione più piccola di un reattore più grande.

"Abbiamo caratteristiche diverse, che non troverai nella competizione, e abbiamo un forte interesse dei clienti per la nostra tecnologia, " Egli ha detto.

DESIGN A PROVA DI DISASTRO

Ogni recipiente del reattore è circondato dal proprio contenimento in acciaio ad alta pressione, e immerso in una pozza d'acqua da otto milioni di galloni, quindi non c'è bisogno di un edificio di contenimento indurito.

Il disastro nucleare di Fukushima del 2011 in Giappone è stato innescato quando i sei impianti hanno perso energia fuori sede dopo un terremoto, ei generatori di emergenza in loco che alimentavano le pompe dell'acqua di raffreddamento dell'impianto si sono guastati perché inondati da uno tsunami. Gli operatori non sono stati in grado di ripristinare l'acqua di raffreddamento prima che quattro reattori si fondessero, vomitando contaminazione radioattiva sulla campagna.

"La nostra tecnologia non richiede la necessità di alimentazione fuori sede, " ha detto Mundy. "In un evento in cui la stazione perde tutto il potere, i nostri reattori si spegneranno automaticamente, e si raffredderanno da soli per un periodo di tempo indefinito senza bisogno di aggiungere acqua, senza la necessità che gli operatori intraprendano ulteriori azioni, o per la necessità di ripristinare l'alimentazione CA o CC."

Lyman ha detto che è preoccupato che più reattori modulari falliscano nell'impianto NuScale, ma che l'NRC accetterà maggiori rischi perché è sotto pressione per non ostacolare il processo di autorizzazione.

"Se tutto funziona bene, il reattore sarà raffreddato in sicurezza, " ha detto. "Ci sono un certo numero di modi in cui l'immagine potrebbe finire per non essere così bella".

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