Tecnologie sperimentali e
progetti alternativi per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi: nel passato, nel
presente, nel futuro
Il problema dello smaltimento delle rifiuti
radioattivi ha portato i diversi Stati della mondo ad adottare diverse
soluzioni: gli USA hanno deciso di stoccarli nello Yukka Mountain, in Nevada, senza riciclarli. La
Federazione Russa è propensa a compiere un'operazione simile. Francia,
Belgio, Inghilterra, Giappone hanno invece deciso di riciclarli sotto forma
di MOX (ossidi di U e Pu) e riutilizzarli per aumentare la resa di
produzione di energia e ridurre la quantità degli stessi. Sono due
filosofie completamente differenti con grosse implicazioni politiche e
strategiche, culminanti nel cosiddetto NPT (Non Proliferation Treaty), avente
la finalità di minimizzare il rischio di proliferazione, incidente o
sabotaggio.
Alcune soluzioni sono rese
impossibili:
- depositare le scorie nei ghiacci polari dell'Antartico non è permesso
a seguito di un trattato internazionale il quale sostiene che l'ultimo
continente incontaminato non deve venire a contatto con il nucleare
- seppellire le scorie radioattive nella crosta terrestre ad un livello
sufficientemente profondo perché possano essere risucchiate nel nucleo
incandescente del pianeta, è una possibilità che è già stata studiata
dagli Stati Uniti e dalla Russia, ma non esisterebbero i presupposti
geologici per realizzarla.
Altre soluzioni sono poi state prese in considerazione nel passato e
ancora altre si prendono in considerazione per il futuro. Vediamo alcune
di queste idee.
A -
Lo
smaltimento sotto i fondali marini
B -
La "trasmutazione"
dei nuclei radioattivi a vita media-lunga in elementi stabili
C -
Il Sole come discarica per le scorie nucleari
D -
L'uso civile e
bellico dell' uranio impoverito (il "prodotto di scarto")
E -
Il batterio che ripulisce dalla radioattività
B - La "trasmutazione"
dei nuclei radioattivi a vita media-lunga in elementi stabili
In tutto il mondo si stanno studiando tecnologie avanzate di
trasmutazione basate sull'impiego di Nuclear Transmuters (Reattori
dedicati alla trasmutazione) ed Accelerator Driven Systems for
Transmutation (Acceleratori accoppiati a Reattori per la Trasmutazione o
ADS); entrambe le tecnologie hanno lo scopo di abbreviare l'emivita
delle scorie, permettendo un ulteriore recupero energetico. L 'Italia
è
coinvolta seriamente in alcuni di tali progetti. [4]
È in corso un vasto programma europeo (oltre che programmi in altri
grandi paesi industrializzati, tra cui Usa e Giappone) - che ha già
ricevuto l’adesione di un gruppo di paesi (Austria, Belgio, Finlandia,
Francia, Germania, Italia, Portogallo, Spagna, Svezia) trasmutazione
mediante sistemi pilotati da acceleratori (Accelerator Driven Systems,
ADS). [5]
E proprio nel luglio 2003, il Prof. Carlo Rubbia ( Commissario
Straordinario dell'Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente,
ENEA) e il Dr. Peter Fritz ( Condirettore del Consiglio Esecutivo del
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, FZK ) hanno firmato un Accordo di
Collaborazione per attività di Ricerca e Sviluppo Sviluppo sia nel campo
delle tecnologie dei metalli liquidi pesanti, sia nel campo della
sicurezza nucleare e della chiusura del ciclo del combustibile degli
impianti nucleari. La collaborazione tra i due Enti mira, in
particolare, a sviluppare congiuntamente sistemi e tecnologie
finalizzati a ridurre drasticamente la radiotossicità dei rifiuti
radioattivi a lunga vita principalmente plutonio ed attinidi minori
provenienti dal combustibile esausto degli impianti nucleari, mediante
il processo di trasmutazione. Per raggiungere questi ambiziosi obiettivi
la collaborazione fra i due Enti ha assunto come soluzione tecnologica
di riferimento l'applicazione del concetto di trasmutazione dei
radionuclidi a lunga vita, mediante l'uso di sistemi sottocritci
sostenuti da acceleratori (cosiddetti ADS, Accelerator Driven Systems).
L'accordo firmato fra ENEA e FZK si inserisce, quindi, a pieno titolo
nelle iniziative più rilevati connesse alla riduzione della pericolosità
delle scorie nucleari ed allo sviluppo degli ADS e segna un
riconoscimento significativo dell'impegno profuso da ENEA in questi
ultimi anni in questo campo. Tale impegno potrà portare, in un prossimo
futuro, ad ulteriori e rilevanti ricadute per l' Ente ed il Paese, anche
in altri settori quali quelli delle sorgenti di neutroni intense, per
usi industriali e di ricerca, e delle tecnologie e dei componenti per i
rettori nucleari di quarta generazione.
In base a tale accordo, l' ENEA ha messo a disposizione il reattore TRIGA
(Training Research Isotopes General Atomics) del Centro Ricerche della
Casaccia
(Roma), per lo svolgimento delle attività relative all'esperimento TRADE
(TRIGA Accelerator Driven Experiment) che, primo nel suo genere al
mondo, consentirà lo studio della fisica dell'accoppiamento di un
acceleratore di particelle con un sistema nucleare sottocritico, a
potenza significativa. [6]
Ed infatti l' Enea sta sperimentando già da qualche tempo una nuova
tecnologia messa a punto dal premio Nobel Carlo Rubbia che prevede una
variante del sistema ADS (Accelerator Driven System) e che consentirà di
“bruciare” le scorie radioattive. “L’alternativa oggi allo studio è
quella di ‘bruciare’ quegli elementi che hanno vita troppo lunga per
garantire la sicurezza ambientale futura” ha detto Rubbia, riferendo che
“l’Enea è attualmente impegnato in attività sperimentali derivanti
dall’utilizzo del sistema ADS, che si basa sull’accoppiamento tra un
acceleratore di particelle ad altissima intensità e un dispositivo
sottocritico nucleare”. “L’ADS - ha aggiunto Rubbia - è il frutto della
reciproca fecondazione di tecnologie indipendenti: gli acceleratori di
particelle come quelli usati per la ricerca, i reattori – operati in
regime sottocritico - refrigerati a piombo fuso, come quelli usati nei
sottomarini russi, e il trattamento dei combustibili usati”. [7]
Il motore nucleare ideato da Carlo Rubbia (detto perciò "Rubbiatron")
è una delle numerose applicazioni pratiche di un esperimento, il TARC,
nato con finalità di ricerca pura. L'esperimento TARC è stato
avviato da Carlo Rubbia nel 1996 al Ps, il Sincrotrone a protoni del
Cern (laboratorio europeo per la fisica delle particelle) di Ginevra.
Scopo dell'esperimento era studiare il comportamento di alcuni
particolari atomi nelle reazioni di fissioni nucleare. Da questo
esperimento lo scienziato italiano è riuscito a ricavare numerose
applicazioni pratiche, ora in fase di sviluppo. "L'idea, dunque, è stata
quella di provocare una trasformazione delle scorie radioattive, una
trasmutazione, bombardandole con neutroni che si ottengono sparando
protoni nel piombo fuso. Così, uranio e plutonio diventano sostanze
diverse che non emettono più radiazioni o devono essere contenuti per un
periodo ben più breve, non oltre 5-600 anni: vale a dire un tempo nel
quale ragionevolmente si può pensare di gestire un controllo. Al Cern
abbiamo già condotto esperimenti per verificare la nuova idea e il
sistema funziona. Per sparare i protoni utilizzo un acceleratore di
particelle come quelli che normalmente utilizziamo nello studio della
materia. La difficoltà tecnica forse maggiore è l'impiego del piombo
fuso, ma ci possono dare una mano i russi; loro hanno sviluppato questa
tecnologia per scopi militari, e ho già contatti con gli scienziati di
Mosca che sono interessati al progetto".
Ma oltre a distruggere le scorie radioattive, la macchina di Rubbia
nasce con l'obiettivo di generare energia, con un vantaggio sui
generatori nucleari finora costruiti: essere molto più sicuro,
allontanando lo spettro di Chernobyl. "Se nel piombo fuso immergo
del torio invece delle scorie, i neutroni che lo colpiscono provocano
una fissione nucleare, cioè una reazione nella quale ottengo calore
utilizzabile per generare energia elettrica. Perché è più sicuro
degli altri? Primo: utilizzo come elemento combustibile il torio, che si
trova normalmente nella crosta terrestre, ma è tre volte più abbondante
dell'uranio e, soprattutto, elimino quasi completamente le scorie
radioattive, e in particolare il terribile plutonio. Secondo: a tenere
acceso il reattore ci pensa l’iniettore di protoni. Se c’è un problema,
lo spengo come giro l’interruttore della luce e la reazione si blocca
istantaneamente. Nulla può sfuggire di mano e portare all’incubo
della fusione del nocciolo, come accadde a Chernobyl."
[8]
per conoscere
i dubbi espressi in Parlamento dal presidente dell’Enea Carlo Rubbia in
merito allo studio effettuato dalla Sogin su Scanzano Ionico
Il problema
dello smantellamento degli armamenti nucleari, l' uranio altamente
arricchito (HEU), il plutonio e il mox
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