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Il laboratorio nucleare del MIT ha un piano insolito per avviare la ricerca sui reattori avanzati
Gli scienziati vogliono testare i piani per un reattore a sale fuso trasportabile, facendo un viaggio sulle spalle del loro impianto nucleare esistente. 27 marzo 2017
Giosuè Matteo
Gli scienziati del MIT Nuclear Reactor Laboratory hanno ideato un piano non convenzionale per accelerare lo sviluppo di un reattore nucleare piccolo, sicuro ed economico: vogliono costruire un prototipo che si basi sulla loro struttura esistente.
Poiché il previsto reattore dimostrativo da un megawatt non sarebbe in grado di sostenere una reazione di fissione da solo, i ricercatori ritengono che potrebbero evitare di costruire un prototipo sperimentale autonomo, che generalmente richiede la Commissione di regolamentazione nucleare. Il processo di selezione e licenza del sito può richiedere un decennio o più, quindi la speranza è che questo approccio possa costare centinaia di milioni di dollari in meno e richiedere la metà del tempo per essere costruito.
Il laboratorio universitario gestisce un reattore di ricerca raffreddato ad acqua leggera da sei megawatt sul lato nord-ovest del campus, ospitato all'interno di un edificio di contenimento in acciaio e cemento blu polvere. La struttura subcritica proposta sarebbe costruita adiacente al nucleo esagonale, occupando un paio di stanze di irradiazione medica un tempo utilizzate per trattamenti sperimentali contro il cancro.
Lin-wen Hu , il principale ricercatore presso il MIT Nuclear Reactor Laboratory, ha sviluppato la proposta per la struttura subcritica.'
Sarebbe circa la metà delle dimensioni di un tipico reattore dimostrativo e dipenderebbe dai neutroni generati dal reattore principale per innescare la reazione a catena di fissione nel suo combustibile. Ciò significa che il progetto richiederebbe probabilmente solo una modifica al permesso esistente sul reattore del MIT, che è andato online nel 1974, afferma Lin-wen Hu , il principale ricercatore presso il laboratorio e sviluppatore della proposta.
I ricercatori vogliono in particolare testare progetti per un piccolo reattore trasportabile raffreddato a sale fuso, destinato a scopi fuori rete come la generazione di elettricità per villaggi o siti di lavoro remoti. I reattori a sali fusi, studiati per la prima volta negli anni '50, sono oggetto di crescente interesse nel campo per le potenzialità che offrono di maggiore sicurezza e costi inferiori rispetto alle tradizionali centrali nucleari.
La struttura subcritica potrebbe o meno eliminare la necessità di un prototipo prima di passare a un reattore su vasta scala, a seconda che i risultati dei test e altre analisi soddisfino i problemi di sicurezza dei regolatori. Ma in ogni caso, dovrebbe fornire dati cruciali sulla fattibilità di questo approccio, rendendo potenzialmente più facile garantire i fondi e le approvazioni necessarie per portare avanti il progetto.
Se tutti devono aspettare che venga costruito qualcosa con miliardi di dollari a rischio, questo ci tratterrà, dice Hu.
Un operatore lavora nella sala di controllo del reattore.
Un pannello di controllo nel laboratorio del reattore.
La grande speranza è che l'impianto di test possa aiutare a far ripartire progetti avanzati di reattori negli Stati Uniti, dove la ricerca nucleare è rimasta indietro tra le preoccupazioni sulla sicurezza, una lunga storia di boondoggles e requisiti normativi scoraggianti. C'è un crescente timore che la nazione stia perdendo la sua posizione di leadership nel settore, in particolare mentre la Cina avanza con un programma ambizioso per la costruzione di centrali nucleari e la ricerca su progetti avanzati di reattori.
David Petti, capo scienziato nucleare presso l'Idaho National Laboratory, è scettico sul fatto che l'NRC lo considererebbe un sostituto di un prototipo autonomo, che è generalmente richiesto lungo la strada per la costruzione di un reattore su vasta scala. Ma pensa che una qualche versione di questo approccio sarà comunque necessaria, al fine di dare all'NRC abbastanza fiducia per firmare qualsiasi prototipo di reattore a sali fusi. Aggiunge che sono in corso le prime discussioni per valutare se progetti simili potrebbero essere sviluppati attorno ai reattori nei laboratori nazionali, tra cui Idaho e Oak Ridge, nell'ambito di un programma del Dipartimento dell'Energia istituito per fornire supporto tecnico alle società nucleari private. Ma c'è semplicemente più spazio nella struttura del MIT, il che significa che il progetto potrebbe essere molto più economico e più facile lì, dice Petti.
Questo potrebbe potenzialmente essere un approccio molto più efficiente, dice. È una capacità unica che penso debba essere esplorata e potrebbe davvero aiutare lo sviluppo tecnologico di questo concetto.
Il laboratorio utilizza bracci robotici per manipolare i materiali di prova.
Uno spazio contenuto per i materiali di prova che sono stati esposti alle radiazioni.
I reattori a sale fuso sono considerati intrinsecamente più sicuri e più stabili rispetto ai progetti convenzionali. L'uso di sali anziché acqua come refrigerante significa che i reattori possono funzionare a temperature più elevate ea pressione atmosferica ambiente. Ciò migliora l'efficienza, riduce i costi di contenimento e consente il raffreddamento anche in caso di interruzione di corrente. Startup come Transatomic, Energia Terrestre , e Potenza del Cairo stanno tutti cercando di sviluppare versioni di questa tecnologia nucleare di prossima generazione.
Il laboratorio del MIT intende iniziare a cercare fonti di finanziamento il prossimo anno, tra cui potenzialmente il Dipartimento dell'Energia o le startup nucleari. A seconda della provenienza dell'interesse, può procedere con il proprio programma di ricerca o collaborare con aziende che desiderano testare i propri progetti.
Si stima che il progetto costerà circa 15 milioni di dollari prima del costo del carburante, afferma David Moncton, direttore del laboratorio del MIT.
Una spia segnala quando gli esperimenti sono in corso.