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I nuovi «cento fiori» di Pechino
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La Cina manca di ingegneri nucleari in numero sufficiente per attuare i suoi programmi di nuove centrali atomiche.

«Per poter ridurre le emissioni carboniose del 40-45% entro il 2020, abbiamo bisogno di espandere le nostre installazioni nucleari», ha detto il professor Bo Komg, un fisico tra i responsabili del programma.

La risorsa scarsa sono gli ingegneri nucleari: ne occorrono 13 mila, il che significa laurearne mille nuovi ogni anno, ed avere ogni anno 4 mila studenti di ingegneria nucleare nelle università cinesi. La Cina conta di diventare un esportatore di tecnologie nucleari avanzate. (China Has a Dearth of Nuclear Engineers for Its Program, China Scholar Says)

I freddi capi del regime cinese, non ostacolati da un’opinione pubblica ecologista, hanno in animo di costruire entro il 2020 altre 30 centrali oltre le 11 che già possiedono, tante da raddoppiare l’energia elettrica prodotta dalla famigerata diga delle Tre Gole. Ma secondo uno studio condotto dall’ex direttore della CIA John Deutch («The Future of Nuclear Power»), per il 2050 la Cina avrà bisogno, per i suoi bisogni energetici, dell’equivalente di 2.100 centrali atomiche. La produzione dovrà arrivare a 300 gigawatt, quasi pari ai 350 gigawatts prodotti per via nucleare nel mondo intero.

E alla Tsinghua University di Pechino, un team di fisici ed ingegneri ha costruito un nuovo impianto-pilota che sperano sbaraglierà ogni concorrenza in futuro: un reattore «pebble bed» (letteralmente: a letto di ciottoli) che usa nel modo più efficiente possibile l’energia da fissione. Un reattore abbastanza piccolo da essere montato con parti costruite in serie, abbastanza economico da attrarre clienti di Paesi non stracolmi di fondi. Un reattore la cui sicurezza non è dovuta a spesse mura di cemento armato, perchè si fonda su qualche principio della fisica. E il cui prodotto di scarto è l’ìdrogeno, il carburante del futuro.

Il reattore pilota della Tsinghua University sta dentro un edificio bianco non corazzato, e funziona da gennaio. La macchina (cento tonnellate di acciaio, grafite e impianti idraulici) è nota come HTR-10, ossia «Reattore ad alta temperatore a 10 megawatt». Dieci megawatt bastano appena ad illuminare una cittadina da 4 mila abitanti. Ma è il modello dei 300 gigawatt sperati.

Non ci sono i cilindri di combustibile nucleare roventi che sono il cuore delle normali centrali nucleari. Al loro posto, ci sono 27 mila sfere di grafite, grandi come palle da biliardo, al cui interno sono contenute piccole schegge di uranio. Questo «cuore» non è raffreddato da acqua (che alle alte temperature è corrosiva, e diventa radioattiva), bensì da un gas inerte, nel caso l’elio, permettendo così di raggiungere temperature molto più alte senza il rischio di far scoppiare le tubature, e con ciò, aumentare di un 30% l’energia che arriverà alle turbine. L’eliminazione dell’acqua come refrigerante significa anche l’eliminazione di vapore ustionante e radioattivo, e della necessità di costruire la costosissima cupola resistente alle alte pressioni che è tipica delle altre centrali nucleari. E le sfere che contengono il combustibile dentro vari strati di grafite e di carburo di silicio capaci di durare un milione di anni, eliminano la necessità della piscina di raffreddamento in cui nelle altre centrali si affondano i cilindri di uranio spento.

La sala di controllo della centrale modello appare molto più semplice di quelle in funzione nel mondo. Qui, non ci sono gli schermi degli apparati che tengono sotto sorveglianza un possibile incidente: diffusori d’acqua, raffreddatori di emergenza del nucleo, riserve pressurizzate di liquidi anti-incendio. Tutta l’ingegneria della sicurezza, costosissima, è diventata superflua. Sia che un tubo scoppi, una valvola s’inceppi, un dipendente diventi pazzo e faccia manovre azzardate (come fu a Chernobyl), la reazione nucleare incontrollata non avrà luogo, nè mai uscirà una folata di gas radioattivi.

Perchè la sicurezza è affidata ad un fenomeno fisico, chiamato «scarto Doppler»: in pratica, più gli atomi diventano caldi, più si distanziano gli uni dagli altri, rendendo sempre più improbabile che un neutrone colpisca un nucleo.

Nei reattori convenzionali, il «cuore» è costituito di barre di uranio così addensate l’una all’altra, che il fenomeno è trascurabile. Ma nell’HTR-10, la accurata progettazione e la densità bassa del combustibile e la piccola misura delle sferette è concepita apposta per ottenere il massimo scarto Doppler. Se si guastasse il sistema di raffreddamento, la temperatura salirebbe a 1.600 gradi Celsius, e poi si fermerebbe. Molto meno dei 2.000 gradi Celsius che è il punto di fusione delle sfere.

Spencer Reiss, il solo giornalista occidentale che ha visitato la centrale, è stato beneficiato da una prova sperimentale: l’equipe cinese ha chiuso volontariamente l’afflusso dell’elio, e il reattore s’è raffreddato e semi-spento da sè.

HTR-10_1.jpgNon stupirà sapere che l’idea di sfruttare l’effetto Doppler atomico non è cinese. La propose negli anni ‘40 Farrington Daniels, un chimico che collaborò con Fermi alla prima bomba atomica. Daniels propose una centrale per usi civili basata su un «letto di ciottoli» nucleari, sostenendo che solo così il sistema era «sicuro di per sè» (inherently safe).

Il governo americano commissionò la costruzione di un impianto pilota «pebble bed» alla... Monsanto nel 1945. Ma non fu mai costruito: la Marina da guerra USA voleva sviluppare un impianto a barre raffreddato ad acqua da usare come motore navale per i sommergibili. I fondi della Marina ebbero la meglio, anche se l’idea di Daniels ebbe un sostenitore illustre in Edward Teller: il padre della bomba a idrogeno (la figura che ispirò il Dottor Stranamore) profetizzò che, per uso civile, le centrali dovevano essere «inherently safe», altrimenti l’opinione pubblica non le avrebbe mai accettate.

Infatti. Ai progetti di centrali a barre di uranio si sono dovute aggiungere via via tanti apparati e livelli di protezione da ogni rischio (acidentale fuga di vapore radiattivo, reazioni a catena incontrollabili) da aver reso i costi proibitivi. La tragedia di Chernobyl ha assestato poi un colpo definitivo al settore.

Eppure  un fisico tedesco chiamato Rudolf Schulten aveva convinto la repubblica federale di finanziare un impianto sperimentale «pebble bed», che entrò effettivamente in funzione nel 1985. Anche questo fu però ammazzato dall’allarme sparso da Chernobyl, e l’impianto tedesco è inattivo.

In compenso, alcuni dei dirigenti cinesi che hanno concepito l’impianto all’univestà tecnica di Pechino hanno lavorato con Shulten ed hanno rubato (come al solito) l’idea. Ma l’impianto pilota dell’università cinese ha un’altra caratteristica che lo rende attraente: è un progetto modulare, con componenti che s’incastrano come i mattoncini Lego. Le parti possono essere così fabbricate in serie, spedite per ferrovia o per strada e montate una volta a destinazione. Le centrali convenzionali devono essere costruite sul posto volta per volta, quasi nessuna componente è standardizzata, e ciò aggrava i costi.

HTR-10.jpgInoltre, la centrale modulare HTR-10 è essa stessa un modulo: molti impianti identici possono essere assemblati, ciascuno collegato alla sua turbina, e tutti gestiti dalla stessa sala di controllo. Si può avere una piccola centrale o una grande, secondo il bisogno locale, e molto rapidamente: esattamente quello di cui necessità il grandioso progetto cinese di nuclearizzazione. Difatti la Huaneng Power International, una delle grandi ditte cinesi del settore (la presiede un figlio di un capo della nomenklatura, l’ex premier Li Peng) ha già sul tavolo un progetto di centrale modulare «pebble bed» da 200 megawatt. La costruzione è cominciata nel 2007. ((Let a Thousand Reactors Bloom)

E’ un tempo rapidissimo in confronto a quelli lentissimi delle centrali occidentali, dove tra la progettazione e il completamento passano decenni. Un impianto pilota a «pebble bed» del Sudafrica aspetta di vedere la luce dal 1993: bloccato dagli ecologisti e dalla mancanza di fondi.

Adesso alcuni ecologisti cominciano ad amare la Bomba. James Lovelock, il superecologista britannico che ha inventato il nuovo mito di Gaia (La Terra come sistema auto-regolantesi, sistema «vivente») ha ammesso che l’atomo è una delle poche speranze di scongiurare la catastrofe climatica: «L’opposizone all’energia nucleare è basata su paure irrazionali alimentate dai film catastrofici di Hollywood, dalla lobby ecologista e dai media. Anche se i rischi fossero reali, il che non è, il suo uso pone una minaccia insignificante in confronto ai pericoli delle ondate di calore letali e del livello del mare che affogherebbe le città costiere» a causa del riscaldamento globale.
Insomma, terrorismo scaccia terrorismo, allarmismo scaccia allarmismo.

L’ultimo e definitivo argomento ecologista a favore delle centrali «pebble-bed» sta nella produzione di idrogeno, il mitico carburante pulito per le nostre auto. Ricavare idrogeno dall’acqua si può: ma si consuma elettricità, sicchè il bilancio energetico non è positivo. Le centrali «pebble bed», che funzionano ad altissima temperatura, rendono economica la separazione dell’acqua in ossigeno e idrogeno.

Sicchè rischia di finire così: che la Cina lascerà indietro l’Occidente, in cui sono nate le idee tecniche più avanzate, anche nella corsa all’indipendenza dai combustibili fossili; perchè da noi le idee buone vengono affossate dai nuovissimi oscurantismi.



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