Newsgroup: it.discussioni.energie-alternative
Titolo: Reattori al torio di prima generazione

Avevo scritto tempo fa che l'Italia potrebbe approffitare del fatto di
essere rimasta a parte nel settore nucleare, per portarsi avanti, senza
la zavorra di dovere vendere tecnologia tradizionale, oltretutto in
concorrenza con aziende che hanno gia' progetti pronti, come i francesi
con l'EPR.
Inoltre l'industria e la ricerca italiana potevano puntare sui piccoli
reattori, settore del mercato lasciata scoperta dai vari concorrenti
internazionali, che paiono tutti puntare su centrali sempre piu' grosse
(l'EPR arriva a 1'600 MW, espandibile a 1'700 MW ... con un solo reattore).
Considerando il problema italiano di opposizione locale per principio di
impianti che servano oltre l'ambito provinciale, come sospetto sia il
motivo di opposizione all'eolico, potrebbe essere piu' facile ottenere
l'accettazione per medie centrali nucleari da 300-500MWe al massimo.
Ebbene, in Italia, non mi pare che si muova nulla.
Nel frattempo, quieta, quieta, l'India e' alla fase finale del suo
programma nucleare in tre passi per utilizzare il torio. Ritengo che sia
questo il motivo della recente apertura da parte dei paesi "dominanti"
nel settore nucleare, terminando la ingiusta moratoria con cui si e'
tentato di fermare il programma nucleare civile autoctono indiano.
Ovvero, visto che ormai ha praticamente il successo in mano, si vuole
"gestirlo" ...
Vediamo la notizia: a Vienna, la settimana scorsa, Anil Kakodkar, il
capo della Commissione dell'Energia Atomica indiana (AEC), ha annunciato
lo sviluppo di una versione speciale, funzionante con combustibile di
uranio a basso arricchimento (LEU), del prossimo Advanced Heavy Water
Reactor (AHWR).
Nella versione base, l'AHWR e' alimentato con una miscela di U-233 e
plutonio ottenuto da impianti nucleari a neutroni veloci. La variante
LEU e' adatta per l'esportazione perche' non necessita' del plutonio,
sostituendolo con uranio U-235 arricchito al 19,75% (e' il resto
dell'uranio ad essere di qualita' "LEU").
La potenza del'AHWR variante LEU e' di 300MWe, ed e' progettato per
funzionare fino a 100 anni. I suoi sistemi di sicurezza sono talmente
avanzati, che e' in caso di grave incidente, gli operatori hanno fino a
3 giorni di tempo per intervenire. Inoltre non c'e' alcuna circostanza
in cui sia necessario una pianificazione di emergenza [di sgombero
locale], al di fuori del perimetro della centrale nucleare.
Il progetto e' inteso per il mercato d'esportazione, il reattore e'
gestibile con una infrastruttura industriale modesta, ovvero a portata
delle nazioni in via di sviluppo.
La nuova miscela di combustibile (LEU + uranio ad alto arricchimento)
produce meno plutonio degli ordinari reattori ad acqua normale (acqua
leggera), e nel plutonio prodotto, sia tre volte la proporzione di
plutonio-238, che rende il combustibile esausto praticamente inusabile
per la proliferazione militare. Inoltre la quantita' di combustibile
esausto prodotto, per unita' di energia prodotta, e' la meta' rispetto
ai reattori ordinari ad acqua normale.
Cosa c'entra l'AHWR con il torio ?
L'India ha affrontato il problema di come utilizzare il torio con
un'approccio a bassa tecnologia (ovvero usando quella industrialmente
disponibile oggi).
Il problema e' risolto in tre passi.
1) A partire del solito U-235. si produce plutonio utilizzando reattori
PHWR e PLWR
2) Si usano reattori a neutroni veloci per "bruciare" una miscela di
torio, un po' di uranio e del plutonio prodotto nella fase 1, generando
U-233 a partire dal torio. Inoltre la piccola quantita' di uranio
presente genera ulteriore plutonio, permettendo di fare a meno della
fase 1) una volta iniziato il ciclo industriale.
Uno di questi reattori "germinatori" con 500MWe di potenza, e' in
costruzione a Kalpakkam e sara' completato nel 2011.
Finora il sistema e' stato sperimentato/collaudato sul campo con un
piccolo reattore sperimentale.
3) I reattori AHWR menzionati funzionano con una miscela di U-233
(prodotto nella fase 2) con plutonio (sempre nella fase 2) e torio,
ottenendo di fatto 2/3 della energia direttamente dal torio.
La costruzione del primo AHWR e' prevista per il 2012.
Il sistema pare macchinoso, ma ha il vantaggio di funzionare con quello
che c'e' oggi di tecnologia conosciuta ed in fondo non e' piu' complesso
di altri sistemi industriali, come la produzione dell'acciaio che parte
da una fonderia del minerale e dei rottami (convertitore) che poi passa
ad un'altra fonderia ove il ferro si rifonde in acciaio.
Inoltre il sistema richiede una piccola percentuale di uranio per
funzionare (un po' come se fosse una specie di "catalizzatore"). Pero'
ha alcuni vantaggi interessanti. Ad esempio, i reattori a neutroni
veloci, con la produzione di plutonio, possono essere limitati nei paesi
che gia' hanno armamento nucleare, mentre il "combustibile" (U-233)
creato a partire dal torio, puo' essere venduto in "leasing" ed usato
con gli AHWR altrove.
Notare, che oltre al torio, si puo' "trattare" lo stesso U-238 (ovvero
il combustibile esausto, formato per oltre il 94% da U-238), riducendo a
poco o nulla il problema di cosa fare delle "scorie".
C'e' una qualche universita' italiana in cui si sta studiando o c'e' un
corso specifico sui reattori utilizzanto torio o anche l'ADS di Rubbia ?
-- 
Roberto Deboni
[Nel NG it.news.gruppi e' in corso la discussione sul manifesto per la
costituzione del gruppo it.discussioni.energia]

 la zavorra di dovere vendere tecnologia tradizionale, oltretutto in
Vendere o comprare? Per ora mi sembra che stiamo comprando (o siamo in
procinto di farlo) pi� che vendere...

...
Chiss� perch� gli indiani non hanno pensato alla tecnologia MSR dei sali
fusi, sarebbe stati perfetta per i loro scopi, ovvero sviluppare al max le
loro enormi riserve di torio (mentre scarseggiano di uranio che andrebbe
importato), con una minima frazione della complessit� e dei costi delle
tecnologie a combustibile solido, compresi i costi per il ritrattamento del
combustibile (che avviene addirittura all' interno dell' impianto) ;
probabilmente  hanno realizzato che per sbrigarsi subito, visto il loro boom
enenrgetico, bisognava da subito puntare su tecnologie ultranote e
consolidate, al pi� leggermente convertite allo scopo  (come quella dei
reattori ad acqua pesante o AHWR)
Per l' Italia, senza i tempi ridotti indiani, si potrebbe fare qualcosa di
molto simile con gli MSR, partendo da tutte le scorie fin qui accumulatesi
(il plutonio e gli attinidi) e con l' uso del torio (senza uranio). Le
scorie prodotte dagli ordinari reattori ad acqua vengono quasi totalmente
distrutte, e si produce nel "mantello" di torio un modesto eccesso di uranio
233 fissile che pu� servire (in un ciclo autofertilizzante) ad alimentare
gli stessi reattori, una volta distrutte le scorie. I vantaggi sarebbero
enormi, non essendo pi� necessari gli impianti di arricchimento o di
produzione di acqua pesante, nessun bisogno di uranio,  le scorie che
necessitano isolamento "eterno" si ridurrebbero a volumi pari solo a poche
decine di litri al max se tutto il fabbisogno energetico italiano per pi� di
100 anni fosse *totalmente* affidato a queste tecnologie, e si potrebbero
sfruttare giacimenti cos� poveri in torio (anche le sole poche parti per
milioni di rocce comuni)
http://www.energyfromthorium.com/images/thoriumVsUranium.jpg
che persino in Italia si potrebbe agevolmente
ricavare tutto il combustibile necessario praticamente per l' eternit�,
senza alcuna importazione dall' estero

 senza alcuna importazione dall' estero
Questo porta di nuovo alla domanda: c'e' qualche Universita' con corsi
interessanti in questo senso ?
-- 
Roberto Deboni
[Nel NG it.news.votazioni e' in corso la votazione per la costituzione
del gruppo it.discussioni.energia]

 interessanti in questo senso ?
In Italia dice? Non credo. Ma in generale, India a parte, il torio e le sue
applicazioni non sono, chiss� perch�, considerate granch�....probabilmente
perch� l' uranio � ancora a buon mercato e perch� un ciclo ad alto
rendimento con il torio necessita per forza il suo riciclo/ritrattamento, 
cosa che �
molto difficile con combustibili solidi perch� � un forte emittitore "gamma"
(al contrario dell' uranio/plutonio che � un debole "alfa", ragion per cui
fu favorito agli albori del nucleare rispetto al torio), problema che
sarebbe cmq superato in reattori MSR

 In Italia dice? Non credo.
Per avere una risposta, dovro' scrivere a Rubbia ?


 uno sforzo di interpretazione), con ulteriore perdita di tempo.
Va be' questi sono problemi suoi, se vuole pu� cmq pi� semplicemente
visionare le presentazioni dei rispettivi video (per quanto i video
spieghino molto di pi�):
http://www.energyfromthorium.com/ppt/LFTRGoogleTalk_Bonometti.ppt
http://rickmaltese.com/thorium/googletech-David_LeBlanc.ppt
www.energyfromthorium.com/ppt/Sorensen_Google_20090720.ppt
Aggiungo che i MSR sono seriamente presi in considerazione in un grosso
gruppo francese con sede a Grenoble come miglior candidato per lo sviluppo
del torio nei reattori di nuova generazione
http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/02/55/18/PDF/democrite-00021905.pdf
James Hansen, uno dei massimi esperti del problema del cambiamento
climatico, soostiene seriamente il torio e la tecnologia dei MSR come mezzo
per sostituire
l' elettricit� da carbone in Usa
http://www.columbia.edu/~jeh1/mailings/20081121_Obama.pdf
http://the-redpill.blogspot.com/2008/08/james-hansen-on-charlie-rose-nuclear.html

 
http://the-redpill.blogspot.com/2008/08/james-hansen-on-charlie-rose-nuclear.html
Saro pedante, ma dove sono i cantieri ? :-)
Che sia chiaro, trovo le letture che mi ha sottoposto molto
interessanti, anzi, il documento del 2009 l'avevo gia' letto.
Ma il mio argomento implicito (non menzionato finora) e': se l'Italia
rientra nel nucleare, perche' non iniziare da subito eliminando alla
fonte il problema del combustibile esausto ?
Perche' questo avvenga, occorre una tecnologia CANTIERABILE gia' da
oggi. Come quella indiana.
Notare che l'approccio indiano e' come l'uovo di Colombo. Capito il
sistema, capito tutto.
Altrimenti continuera' ad accadere quello che accade ora, dove si aprono
un cantiere dietro l'altro di centrali termoelettriche (20'000 MW
aggiunto o in corso di aggiunta, nel giro di pochi anni, pari ad un
quinto della potenza iniziale ...).


si vede che non ha mai lavorato con gli Indiani...
li faccia andar pure avanti, che è bene che si avviino presto
g

> Chissà perchè gli indiani non hanno pensato alla tecnologia MSR dei sali
forse voi non avete bene idea di chi stiamo parlando: gli indiani non
pensano, al massimo meditano, che è tutto il contrario del pensare, o
meglio è il non pensare (a niente).
Non basta una mente per portare avanti un progetto così, ci vuole un
gruppo ben coordinato di persone con delle basi serie, scordatevelo in
India, al massimo si comprano un progetto estero, cosa di cui dubito
visto come sono orgogliosi.
Ma pensare che gli indiani riescano meglio dei finlandesi?
IMPOSSIBLE!!!
poi scusate: parlare di MSR, AHWR, torio e supercazzole varie con uno
che ha paura di far funzionare youtube è come parlare di barbecue con
un indiano...
mah
g

meglio � il non pensare (a niente).
Non sono per nulla d' accordo, personalmente sono un grosso estimatore della
tecnologia nucleare indiana e del coraggio con cui stanno cercando di poter
avanti un programma energetico totalmente domestico (sia nelle tecnologie
che nei combustibile usati).
E' mia opinione (facilmente condivisibile da chiunque approfondisca un p� l'
argomento)  che con gli MSR avrebbero potuto fare lo stesso, con un decimo
delle infrastrutture e della complessit�, per quanto capisco che l' India ha
un grosso problema energetico oggi e voglia puntare su tecnologie gi�
industrializzate (per l' Italia � tutto un altro discorso)

 ordine tecnologico/industriale.
Non � mia opinione che l' Italia possa rientrare nel nucleare in tempi brevi
(n� sinceramente lo auspico), tuttavia non credo sia questo il punto,
nemmeno i
reattori indiani che si vuole convertire per usare torio sono stati in
origine mai costruiti, n� concepiti, per usare il torio. Ma se � possibile
farlo in un reattore tradizionale, figuriamoci in uno a combustibile fluido,
che � enormemente pi� flessibile e facile da trattare e separare, ed � stato
invece *appositamente* concepito per usare il torio; faccio notare che il
MSR
�, a differenza dei reattori tipo indiano, un *sistema nucleare* (entra
materiale di miniera ed esce, come scorie, solo prodotti di fissione a breve
vita), che NON necessita di altre infrastrutture esterne per il reprocessing
del combustibile, l' incamiciamento del combustibile o l' arricchimento
isotopico, come in India
Per quanto quindi posso capire le priorit� indiane, non avrebbe alcun senso
oggi investire in Italia in tecnologie che sono
enormemente pi� complesse (anche dal punto di vista della sicurezza) e
potenzialmente pi� costose solo perch� ci sono improbabili tecnologie
"assodate" - cosa che poi non � nemmeno vero (anzi almeno il MSRE ha usato
l' uranio 233, le tecnologie nucleari tradizionali invece no)

 (n� sinceramente lo auspico),
Mi riferivo a livello mondiale. Non c'e' un industriale nel mondo che
abbia in cantiere la soluzioe a sali fusi. Perche' ?
Io ritengo che lei sottovaluti la necessita' di acquisire esperienza con
il fluoro ed i suoi sali fusi, oltre a lavorare a 500-700 gradi con il
nucleo di un reattore nucleare.
Attenzione, non mi riferisco ad una maggiore pericolosita' delle alte
temperature, come qualche anti-nuclearisti potrebbe fraintendere,
perche' non e' cosi'.
Bensi' mi riferisco al probleam della durabilita' dei materiali e quindi
la redditivita' dell'impianto, che qualsiasi industriale esiterebbe di
fronte all'ipotesi di dovere rifare il reattore ogni dieci anni, che e'
l'ipotesi prudente che farebbe oggi visto che finora non c'e' nulla di
funzionante a provare il contrario.


 abbia in cantiere la soluzioe a sali fusi. Perche' ?
La domanda � mal posta, perch� non c'� NESSUN Paese occidentale che abbia in
cantiere la costruzione di reattori diversi da quelli ad acqua ad uranio
naturale o arricchito; l' uranio per ora � ad ottimo mercato (ed anche i
combustibili fossili, peraltro), la tecnologia connessa supernota ed 
assodata e non
vale il costo di nuovi investimenti in R&S che avrebbero ritorni dopo chiss�
quanti anni. Ma il punto � secondo me che una grossa espansione del nucleare
a partire ad es. dopo il 2030 (anche in Italia ovviamente) non � sostenibile
basandosi sull' attuale tecnologia nucleare, sia in termini di sicurezza che
di sostenibilit� energetica - una cosa � avere 300 reattori nel pianeta, un'
altra 5-10 mila o anche pi�

 basandosi sull' attuale tecnologia nucleare,
Su questo possiamo essere d'accordo. 5000 reattori nucleari
"tradizionali" polverizzerebbero gli esistenti giacimenti di uranio.
E questo agli indiani e' ben chiaro.
Probabilmente anche ai cinesi, ma hanno le riserve improprie consistenti
nei residui dello smantellamento dell'armamento nucleare (le testate
nucleari dopo un certo numero di anni "scadono" e vanno fuori servizio,
ma e' un ottimo combustibile per le centrali nucleari). E poi pare che
abbiano puntato molto sul carbone, del resto un paese totalitario se ne'
frega dell'ambiente e del clima.


 sua industrializzazione ?
Questo stiamo facendo un p� troppa filosofia, che oggi (intendo nell'
immediato) ci siano tecnologie pi� note e sviluppate � ovvio, principalmente
perch� hanno goduto di miliardi e miliardi di $ di investimenti in R&S,
anche dal settore militare (cosa che i MSR non hanno benificiato, perch�
erano intrinsicamente "poveri" da quel punto di vista). Ma i benefici in
termini di sicurezza e sostenibilit� dei MSR al torio sono talmente
superiori, almeno per i Paesi occidentali (l' Urss o l' India di oggi aveva
chiaramente altre priorit�), che vale la pena investrirvi pienamente, almeno
per un Paese come l' Italia che dal nucleare ne � uscito totalmente. Quindi
per rispondere alla domanda, s�, gli MSR erano considerati in Usa negli anni
'60-'70 una tecnologia matura e ben due organizzazioni private ne valutarono
positivamente la loro commercializzazione,
http://www.energyfromthorium.com/pdf/TID-26156.pdf
poi probabilmente per motivi politici (principalmente il divieto governativo
del riprocessamento) tutto fu messo in naftalina - solo adesso con la
selezione dei reattori "generation four", i reattori a sali fusi (che
peraltro erano una tecnologia quasi sconosciuta al di fuori degli Usa e
persino poco nota pure l�) sono ripresi in considerazione. Pur non essendo
un antinuclearista particolarmente viscerale, � mia opinione che il nucleare
all' attuale stato della tecnologia ha talmente tanti difetti in termini di
sicurezza, costi e complessit� che non ha alcuna possibilit� di inicidere
significativamente in termini globali (e nemmeno solo in Italia) sull' uso
dei combustibili fossili e nella soluzione ai cambiamenti climatici. Ma per
l' immediato futuro gli MSR (che ripeto, erano considerati gi� nei primi
anni '70, una "tecnologia matura" al pari dei LWR di allora) sono una delle
strategie pi� interessanti (non l' unica, chiaramente!), sopratutto rispetto
a tante altre fesserie che oggi vengono prese cos� seriamente in
considerazione come la fusione nucleare, l' idrogeno o il carbone "pulito"
P.s. no, non sono un ricercatore, ma un semplice curioso della questione 
energetica... 

 anni '70, una "tecnologia matura"
Abbia idee diverse del significato di "tecnologia matura" ... per me una
tecnologia e' matura" quando ha una certa storia industriale dietro di
se'. Il resto e' solo ricerca scientifica.


 HF dentro un reattore FUNZIONANTE !!!
Conosco un p� la tecnologia dei reattori a combustibile fluido e per quanto
capisco il trattamento del combustibile irraggiato non avviene nel primario,
ma in un circuito secondario peraltro non in pressione a cicli costanti
(secondi, giorni, mesi o persino anni, a seconda degli elementi radioattivi
che devono essere selezionati), per cui qui tenderei a dare ragione all' op,
non � questo gran problema (considerando pure l' enorme radioativit� del
reattore)
Quello che invece secondo me nessuno dei due sta seriamente considerando �
le ENORMI implicazioni in fatto di proliferazione dei MSR. Certo, � vero, la
tecnologia non produrebbe n� richiede materiale facilemente sfruttabile per
usi militari, ma il fatto di avere un combustibile liquido *omogeneamente*
disciolto nel circuito primario � politicamente insostenibile. I governi
sono contenti dell' idea di avere delle tecnologie nucleari che sequestrano
completamente tutte le scorie radioattive in barre di combustibile (che
quindi hanno un numero di serie, possono essere facilemente catalogate e
controllate), mentre NON vedrebbero bene l' idea di un combustibile
radioattivo liquido disperso nell' impianto e che magari pu� essere in parte
facilmente sottratto per altri fini. Alla fine, nonostante le eccellenti
caratteristiche di sicurezza, relativa semplicit� e sfruttamento del
combustibile, compreso il fatto (qui sono d'accordo con Gigli) che a suo
tempo erano considerati una tecnologia matura per lo sviluppo commerciale,
credo sia stato questo che ha bocciato lo sviluppo dei MSR : sono in pratica
politicamente, non tecnicamente, improponibili, almeno di adottare strategie
di anti-proliferazione totalmente diverse da quelle attuali (di nuovo,
grosso problema politico)

Per inciso, Deboni, non credo nemmeno che il problema della corrosione ad 
alta temperatura che lei sostiene sia nemmeno un grosso problema, anzi 
semmai i MSR hanno anche l� vantaggi intrinseci in quanto non usano barre 
metaliche per il sequestro del combustibile radioattivo, dove vi � il grosso 
dell' irraggiamento neutronico e della corrosione. Invece per il circuito 
primario, che � cmq un componente meno "delicato" essendo solo periferico e 
non subendo che un minimo dell' irraggiamento totale, fu sviluppata una lega 
appositta a base di nickel, l' Hastelloy-N, ad alta compatibilit� con i 
fluoruri. L' unico problema � semmai la grafite, se usata come moderatore, 
deve essere periodicamente sostituita come in tutti i reattori a grafite 

 alta temperatura che lei sostiene sia nemmeno un grosso problema,
A parte che non mi riferisco alla corrosione, ma che essendo
"contenuto", in caso di "fughe", oltre al pericolo radioattivo, ci
troviamo di fronte a quello che pare un'pericolo altrettanto
significativo di tipo chimico.
Chiariamo che non sono un'esperto di quella tecnologia, quindi mi baso
solo su letture. Da queste lettura ricavo che non e' detto se si tratta
di un problema grosso o meno grosso, ma il problema c'e'. Tutto li', si
tratta solo di prendere misure preventive in caso che avvenga (e non
aspettare il grosso incidente per rimediare DOPO).
E che sia chiaro ancora una volta. Non e' un problema da far "bocciare"
la tecnologia dei sali fusi, se e' questo che mi si credeva trarre dai
miei scritti.
Il punto e' che non esistendo reattori funzionanti non c'e' esperienza
pratica sulla problematica.
Noi ingegneri siamo spesso considerati delle Cassandre, sia dai
ricercatori che dagli amministratori, il guaio e' che, come la povera
Cassandra, poi abbiamo ragione.


 Chiariamo che non sono un'esperto di quella tecnologia,
Ah, nemmeno io se � per questo... di sicuro per� posso affermare che la 
radioattivit� all' interno di un reattore � talmente elevata che 
preoccuparsi della fuoriuscita di qualche modesto quantitativo di acido � 
totalmente inutile; molto diverso ovviamente il discorso di fuga di 
combustibile altamente radioattivo. Ma qui gli MSR, per quanto capisco, 
hanno un ENORME vantaggio rispetto ai reattori odierni, ovvero sono sempre a 
pressione atm praticamente a qualsiasi temperatura (e semmai solidificano a 
temp pi� basse, in caso di perdita del combustibile verso l' esterno, 
"otturando" l' eventuale punto di fuga) e non reagiscono facilmente con 
acqua o aria; cosa ben diversa nei LWR dove deve essere garantita in *ogni 
istante* la refrigerazione del reattore causa l' automatica fusione del 
nocciolo (incidente come Three mile island, mentre un dinamica come 
Chernobyl � impossibile) o con il pericolo che l' acqua pressurizzata all' 
interno del reattore perdendo pressione faccia "flash" con spiacevoli 
conseguenze o il sodio nei reattori veloci in caso di perdita reagisca 
violentemente con aria o acqua. Per questo un LWR o un reattore al sodio ha 
una tale complessit� (quindi costi) dovuto al fatto di avere tanti sistemi 
indipedenti da rendere improbabile una perdita del refrigerante (peraltro in 
pressione, con potenziale produzione di idrogeno e di innesco di miscele 
esplosive, ecc..); con gli MSR queste dinamiche  sono fisicamente 
inesistenti
Rimango invece molto scettico sul fatto che i governi possa ritenere 
accettabile dal punto di vista della proliferazione l' idea di un 
combustibile fluido all' internod el reattore. Inoltre, sappiamo tutti che 
il vero business del nucleare � proprio nella fabricazione delle barre di 
combustibile, quasi tutto il resto � praticamente low tech, quale azienda 
sarebbe veramente interessata a sviluppare gli MSR, che NON richiedono 
alcuna fabbricazione del combustibile, visto che avrebbe ben poco da 
ricavare con i brevetti?