Soluzioni per migliorare la sicurezza nucleare
I reattori a sali fusi (MSR, Molten Salt Reactor) sono una classe di reattori nucleari a fissione in cui il refrigerante e/o il combustibile primario è una miscela di sali fusi e materiale fissile. Poiché la miscela di combustibile è mantenuta allo stato fuso, i reattori MSR eliminano il rischio di fusione del nocciolo associato a quelli raffreddati ad acqua. «Gli MSR sono ritenuti più sicuri, ma deve ancora essere dimostrato», afferma Jan Leen Kloosterman, professore di fisica dei reattori nucleari presso il Politecnico di Delft. «I nuovi MSR dovrebbero invadere il mercato dell’energia nei prossimi decenni, perciò è urgente collaudare la sicurezza del reattore e degli impianti del ciclo del combustibile nucleare.» Occorre anche dimostrare un percorso verso la concessione di licenze e la diffusione della tecnologia, che tenga conto delle future normative, le quali probabilmente saranno più rigide delle attuali. Per rispondere a queste esigenze è stato avviato il progetto SAMOSAFER, finanziato dall’UE. «SAMOSAFER si propone di sviluppare e dimostrare nuove barriere di sicurezza per un comportamento più controllato degli MSR in caso di incidenti gravi, al fine di garantire che questi reattori siano conformi a tutte le normative che si prevede entreranno in vigore tra 30 anni», aggiunge Kloosterman.
Un lungo elenco di risultati sulla sicurezza dei reattori a sali fusi
Con una serie di modelli e strumenti di simulazione innovativi e interamente convalidati, il progetto ha studiato gli effetti della comprimibilità del sale combustibile. «Si tratta di un fenomeno molto importante nei transitori indotti dalla reattività veloce e necessario per calcolare correttamente la temperatura massima raggiungibile del combustibile», spiega Kloosterman. I ricercatori hanno anche condotto studi di identificazione dei rischi sull’unità di trattamento del combustibile per la trasformazione in linea dei sali di combustibile, riuscendo a stilare un lungo elenco di potenziali condizioni di incidente. Un altro risultato fondamentale è stato l’ampliamento di un database termodinamico esistente per i principali sistemi di combustibili e refrigeranti MSR, con l’inclusione di nuovi dati sperimentali su sistemi binari e ternari. Sono stati inclusi anche alcuni sistemi contenenti prodotti di corrosione e di fissione, alcuni dei quali sono stati successivamente modellati per prevedere il comportamento della viscosità e della densità. Il progetto ha inoltre effettuato diverse scoperte fondamentali. Ad esempio, ha compreso come limitare la corrosione a livelli accettabili controllando la composizione, e quindi il potenziale redox, del sale combustibile. «Abbiamo anche identificato nuove opportunità per ridurre le dimensioni del reattore e sviluppare piccoli reattori modulari», osserva Kloosterman. Questi sono solo alcuni esempi dei tanti eccellenti risultati del progetto SAMOSAFER.
Influenza sui reattori nucleari di prossima generazione
«Il successo di SAMOSAFER è il risultato diretto del nostro talentuoso gruppo di ricercatori, studenti, esperti di energia nucleare e start-up provenienti da tutta Europa: una squadra di cui siamo immensamente orgogliosi», afferma Kloosterman. Il lavoro dell’équipe ha gettato le basi per il progetto Endurance, finanziato dall’UE, che si propone di contribuire al funzionamento sicuro e allo sviluppo tecnologico degli MSR in Europa. «Poiché i nostri strumenti di simulazione e i concetti di barriera di sicurezza sono trasferibili ad altri progetti di MSR, siamo certi che questi risultati potranno essere ampiamente applicabili allo sviluppo della prossima generazione di reattori nucleari», conclude Kloosterman.
Parole chiave
SAMOSAFER, energia nucleare, reattore a sali fusi, reattori raffreddati ad acqua, energia, reattori nucleari
