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Jun 06, 2023

Il progetto del reattore dell'Idaho prevede di utilizzare la bomba

The six-month Molten Chloride Reactor Experiment that TerraPower and Southern

L'esperimento di sei mesi sul reattore al cloruro fuso che TerraPower e Southern Company intendono condurre presso l'Idaho National Lab sarebbe un raro caso in cui l'uranio altamente arricchito viene utilizzato per nuovi scopi civili domestici.

Un ex impianto di reattore all'interno del complesso dei materiali e dei combustibili dell'Idaho National Laboratory contiene l'uranio altamente arricchito che verrebbe utilizzato per l'esperimento sul reattore al cloruro fuso. (Credito immagine – Laboratorio nazionale dell'Idaho, CC BY 2.0)

Questo articolo è stato ripubblicato con piccole modifiche dal sito web Physics Today.

Contravvenendo alla pratica di non proliferazione nucleare di lunga data degli Stati Uniti, il Dipartimento dell’Energia prevede di alimentare un nuovo reattore civile con uranio altamente arricchito (HEU) ad uso militare.

Secondo una bozza di valutazione ambientale pubblicata a marzo, il proposto reattore termico a cloruro fuso (MCRE) da 200 kilowatt, della durata di sei mesi, presso l’Idaho National Laboratory impiegherebbe più di 600 chilogrammi di HEU. Il documento affronta i potenziali impatti sull'ambiente del progetto, che utilizzerebbe componenti costruiti fuori sede da TerraPower e Southern Company. Ma non considera le implicazioni sulla proliferazione dell’utilizzo dell’HEU per scopi non difensivi, nonostante gli sforzi degli Stati Uniti volti a porre fine a tale utilizzo in tutto il mondo.

"L'idea che il governo degli Stati Uniti a questo punto stia costruendo un proprio reattore di ricerca alimentato a HEU è uno schiaffo in faccia agli sforzi di non proliferazione che gli Stati Uniti hanno portato avanti per decenni all'estero e in patria," dice Edwin Lyman, direttore del sicurezza dell’energia nucleare presso l’Unione degli scienziati interessati. "È sconcertante e molto sconvolgente."

L'MCRE è previsto come un passo avanti nello sviluppo del reattore rapido al cloruro fuso proposto da TerraPower e Southern Company, che fornirebbe elettricità e calore di processo per industrie difficili da decarbonizzare, come la raffinazione chimica e del petrolio. Il DOE fornirà 90 milioni di dollari del costo del progetto MCRE di 113 milioni di dollari attraverso un premio 2021 volto a sviluppare tecnologie di reattori avanzati sicure e convenienti. Le aziende hanno costruito una struttura di prova presso il laboratorio TerraPower a Everett, Washington, per contribuire al progresso della tecnologia.

Il progetto delle società è separato da un reattore a sale fuso che TerraPower e la divisione Rocky Mountain Power di PacifiCorp propongono di costruire vicino a una centrale elettrica a carbone che sarà presto dismessa nel Wyoming. Il DOE ha stanziato 2 miliardi di dollari per il progetto, noto come Natrium. Sia il reattore veloce al cloruro fuso che il Natrium dovranno funzionare con combustibile di uranio ad alto dosaggio e basso arricchimento (HALEU), che è arricchito fino a un massimo del 19,75% in uranio-235. Questo valore è appena al di sotto della soglia del 20% che delinea l’HEU, che è riconosciuto come un problema di proliferazione. La maggior parte dei reattori commerciali, compresi tutti i reattori nucleari statunitensi, sono alimentati con uranio arricchito al 4% circa.

Il MCRE proposto utilizzerebbe HEU per armi, arricchito oltre il 90%. L’HEU verrebbe miscelato in un sale fuso che fornisce sia il combustibile che raffredda il nocciolo del reattore. A differenza dei reattori ad acqua leggera, che utilizzano l'acqua per rallentare o moderare i neutroni per aumentare la fissione, l'MCRE utilizzerebbe neutroni non moderati o veloci. I neutroni ad alta energia consentirebbero al reattore di bruciare molto più combustibile di uranio rispetto ai reattori attuali, così come molti degli elementi transuranici a vita lunga come americio, plutonio, curio e nettunio che finiscono nelle centrali nucleari commerciali. sciupare.

In una dichiarazione scritta, l'Ufficio per l'energia nucleare del DOE non ha affrontato direttamente l'incoerenza del MCRE con la politica di non proliferazione degli Stati Uniti. Ha affermato che l’HEU è necessario per ridurre le dimensioni del reattore garantendo al contempo che i fenomeni chiave, come l’idraulica termica e la neutronica, assomiglieranno al progetto commerciale. Se MCRE fosse alimentato con HALEU, il nocciolo del reattore dovrebbe essere circa tre volte più grande e richiedere 40 volte il volume di sale combustibile, ha affermato il DOE. Ciò aumenterebbe in modo significativo i costi di costruzione, i tipi e le quantità di rifiuti radioattivi generati e il volume di sale combustibile irradiato che richiede lo stoccaggio fino al riutilizzo. Ma poiché l’uso di HEU nel futuro reattore veloce a cloruro fuso è fuori discussione, i test di un MCRE alimentato da HALEU sarebbero presumibilmente più direttamente applicabili al futuro reattore.