Il professore di ingegneria chimica della BYU Matthew Memmott lavora nel suo laboratorio nel campus. Credito:Brooklyn Jarvis Kelson/Foto BYU
Una centrale nucleare produce 8000 volte più energia dei combustibili fossili ed è rispettosa dell'ambiente, ma quando si verificano incidenti hanno ripercussioni importanti, come il disastro di Chernobyl del 1986. Quasi 100 persone sono morte nell'incidente o per malattie da radiazioni negli anni successivi.
Il professore della BYU ed esperto di ingegneria nucleare Matthew Memmott ei suoi colleghi hanno progettato un nuovo sistema per una produzione di energia nucleare più sicura:un reattore micronucleare a sale fuso che potrebbe risolvere tutti questi problemi e altro ancora.
Il reattore nucleare standard utilizzato in America è il reattore ad acqua leggera. Gli atomi di uranio vengono divisi per creare energia e i prodotti rimasti irradieranno enormi quantità di calore. Sono tenuti in barre di combustibile solido e l'acqua viene fatta scorrere attraverso le barre per mantenere tutto abbastanza fresco. Se non c'è abbastanza acqua di raffreddamento, le aste possono surriscaldarsi e l'intera struttura è a rischio di fusione nucleare. La soluzione di Memmott è immagazzinare questi elementi radioattivi in sale fuso invece che in barre di combustibile.
"L'energia nucleare può essere estremamente sicura ed estremamente conveniente, se fatta nel modo giusto", ha affermato Memmott. "È un'ottima soluzione alla situazione energetica in cui ci troviamo perché non ci sono emissioni o inquinamento da essa."
Nel nuovo reattore di Memmott, durante e dopo la reazione nucleare, tutti i sottoprodotti radioattivi vengono disciolti in sale fuso. Gli elementi nucleari possono emettere calore o radioattività per centinaia di migliaia di anni mentre si raffreddano lentamente, motivo per cui le scorie nucleari sono così pericolose (e perché in passato trovare un posto dove smaltirle è stato così difficile). Tuttavia, il sale ha una temperatura di fusione estremamente elevata, 550°C, e non ci vuole molto prima che la temperatura di questi elementi nel sale scenda al di sotto del punto di fusione. Una volta che il sale si cristallizza, il calore irradiato verrà assorbito nel sale (che non si rifonde), annullando il pericolo di una fusione nucleare in una centrale elettrica.
Un altro vantaggio del design del reattore nucleare a sale fuso è che ha il potenziale per eliminare le scorie nucleari pericolose. I prodotti della reazione sono contenuti in modo sicuro all'interno del sale, senza necessità di conservarli altrove. Inoltre, molti di questi prodotti sono preziosi e possono essere rimossi dal sale e venduti.
Il molibdeno-99, ad esempio, è un elemento estremamente costoso utilizzato nelle procedure di imaging medico e nelle scansioni che possono essere estratte. Gli Stati Uniti attualmente acquistano tutto il loro Molibdeno-99 dai Paesi Bassi, ma con questo reattore può essere facilmente realizzato all'interno del paese, rendendolo molto più accessibile e conveniente. Anche cobalto-60, oro, platino, neodimio e molti altri elementi possono essere estratti dal sale, con conseguente potenziale assenza di scorie nucleari.
"Quando abbiamo estratto elementi preziosi, abbiamo scoperto che potevamo anche rimuovere ossigeno e idrogeno", ha detto Memmott. "Attraverso questo processo, possiamo ripulire completamente il sale e riutilizzarlo. Possiamo riciclare il sale all'infinito."
Una tipica centrale nucleare è costruita con poco più di un miglio quadrato per funzionare per ridurre il rischio di radiazioni, con il nucleo stesso di 30 piedi x 30 piedi. Il reattore nucleare a sale fuso di Memmott è 4 piedi x 7 piedi e poiché non vi è alcun rischio di un tracollo non c'è bisogno di una simile ampia zona che lo circonda. Questo piccolo reattore può produrre energia sufficiente per alimentare 1000 case americane. Il team di ricerca ha affermato che tutto il necessario per far funzionare questo reattore è progettato per adattarsi a un pianale di un camion di 40 piedi; il che significa che questo reattore può rendere l'energia accessibile anche a luoghi molto remoti.
Altri che hanno contribuito a questo progetto sono i professori della BYU Troy Munro, Stella Nickerson, John Harb, Yuri Hovanski, Ben Frandsen e lo studente laureato della BYU Andrew Larsen.
Memmott usa l'analogia di un chip di silicio per confrontare le capacità di questo nuovo reattore con quello vecchio. Quando i computer furono inventati per la prima volta, ci voleva un gigantesco tubo a vuoto che controllava il flusso di elettroni e un'intera stanza per far funzionare un computer molto limitato e molto semplice. Tuttavia, non utilizziamo più quella tecnologia perché qualcuno ha inventato un chip di silicio, che ha permesso alla tecnologia di avanzare fino ai dispositivi minuscoli ed efficienti che abbiamo oggi. Il chip di silicio ha risolto i problemi con i primi computer e questo reattore a sale fuso può risolvere i problemi con l'attuale reattore nucleare.
"Negli ultimi 60 anni, le persone hanno avuto la reazione istintiva che il nucleare è cattivo, è grande, è pericoloso", ha detto Memmott. "Queste percezioni si basano su potenziali problemi per la prima generazione, ma avere il reattore a sale fuso equivale ad avere un chip di silicio. Possiamo avere reattori più piccoli, più sicuri ed economici e sbarazzarci di questi problemi". + Esplora ulteriormente
