Sembrava fantascienza fino a qualche anno fa, e invece ora è realtà, anche se al momento solo in Cina. Parliamo infatti della tecnologia del reattore nucleare di quarta generazione, una delle versioni più all’avanguardia che ci sono oggi.
Precisiamo però che il reattore ha già iniziato a operare questo mese, ma solo ora andrà a pieno regime. Per la Cina si tratta del primo reattore nucleare di quarta generazione a scopo commerciale al mondo.
Il primo reattore di 4° generazione è cinese
Tra le meraviglie infrastrutturali da poco entrate in funzione in Cina, si tratta del reattore a letto di ciottoli (pebble-bed) HTR-PM, raffreddato a gas ad alta temperatura, che fa parte della centrale nucleare di Shidao Bay, situata nella baia di Shidao, nella provincia di Shandong.
Frutto della collaborazione tra l’Università Tsinghua, il China Huaneng Group e la China National Nuclear Company, il suo scopo è di fornire vapore ed elettricità per il settore petrolchimico e di servire da prototipo per i futuri reattori che potranno sostituire le centrali termoelettriche a carbone nelle regioni interne della Cina nei prossimi anni.
Nonostante l’HTR-PM cinese sia entrato in funzione commerciale il 6 dicembre 2023, questi reattori di quarta generazione sono in fase di sviluppo da molti anni, con alcune tecnologie che risalgono agli anni ’50.
Questo lungo arco temporale tra l’ideazione e l’attivazione commerciale è dovuto a vari fattori, tra cui la sfida di combinare diverse nuove tecnologie in un unico sistema e l’esperienza accumulata in quasi 80 anni di operatività dei reattori.
Per la cronaca, i reattori di quarta generazione sono le più recenti centrali nucleari che si propongono di essere più economiche, più sicure e più efficienti rispetto ai reattori attuali. Vengono definiti Generazione IV perché seguono le tre generazioni precedenti:
- la I, comprende i primi reattori sperimentali,
- la II, i primi reattori commerciali,
- la III, le versioni migliorate della II,
- la IV, i reattori futuri che integrano nuove tecnologie, combustibili e materiali nei loro progetti.
Le particolarità del nuovo reattore nucleare
L’HTR-PM è un reattore nucleare di quarta generazione che produce 2 x 250 MWth di potenza termica e genera vapore a una temperatura di 500 °C (930 °F).
Si tratta di uno dei tre reattori presenti a Shidao Bay, mentre gli altri due sono reattori CAP1400 di terza generazione basati su un modello Westinghouse. L’HTR-PM stesso è composto da due reattori a letto di pebble-bed collegati a una turbina a vapore da 210 MWe e una ventola a elio per il raffreddamento.
Ogni modulo è un contenitore a pressione con un meccanismo nella parte superiore per l’introduzione dei ciottoli di combustibile e altri due nella parte inferiore per l’estrazione dei ciottoli esauriti o danneggiati. I ciottoli sono costituiti da uranio e carbonio racchiusi in un involucro ceramico. Questo reattore presenta diverse caratteristiche di sicurezza avanzate, come:
- il raffreddamento passivo,
- il combustibile ad alta resistenza termica,
- il controllo automatico della fissione,
- la tolleranza agli incidenti senza bisogno di interventi esterni.
Inoltre, grazie all’uso dell’elio come fluido refrigerante, può essere installato in zone interne senza la necessità di avere fonti d’acqua vicine. Se vuoi saperne di più sul progetto del reattore, tutti i risultati sono stati pubblicati in Engineering, a cura dell’Università Tsinghua.
