Inizia la costruzione del primo reattore di Quarta Generazione degli USA

Kairos Power ha aperto i lavori a Oak Ridge per la costruzione del primo reattore di IV generazione ufficialmente approvato negli Stati Uniti, che sarà anche  il primo reattore non ad acqua leggera in 50 anni. Il reattore sarà costruito insieme a un’unità dimostrativa non nucleare che contribuirà alla progettazione del nuovo impianto.

Nonostante siano stati uno dei Paesi pionieri nel campo dell’energia nucleare civile, gli Stati Uniti sono rimasti molto indietro rispetto a Paesi un tempo non protagonisti come la Cina e l’India. Le ragioni sono molteplici, alcune politiche e altre economiche, ma la volontà di ridurre le emissioni di anidride carbonica e di sostenere una moderna società industriale sta portando i reattori nucleari a tornare in auge in forme più avanzate.

Il 17 luglio 2024, Kairos Power ha iniziato la costruzione a Oak Ridge, nel Tennessee, del suo reattore dimostrativo a bassa potenza Hernes. Non produrrà elettricità per la rete. La sua funzione sarà invece quella di sviluppare il reattore a letto di ciottoli raffreddato con sali di fluoruro fuso di Kairos, un progetto intrinsecamente sicuro che è in grado di spegnersi da solo e di mantenere il nocciolo del reattore al sicuro in caso di incidente.

Kairos Inoltre, l’azienda sta costruendo un secondo impianto a Oak Ridge, chiamato ETU 3.0, che è essenzialmente una versione non nucleare di Hermes. Questo banco di prova permetterà agli ingegneri di studiare i macchinari in funzione senza preoccuparsi delle radiazioni e di trovare il modo di rendere più economica la costruzione e il funzionamento di una stazione nucleare di questo tipo. Si tratta di un aspetto estremamente importante, perché il costo principale dell’energia nucleare non è il reattore, ma l’ingegneria civile necessaria a ospitarlo e a fornirgli assistenza.

Secondo l’azienda, la costruzione di Oak Ridge è solo metà del progetto. Il reattore stesso ha un design modulare. I moduli saranno costruiti e testati in una fabbrica di Albuquerque, nel Nuovo Messico, prima di essere spediti in Tennessee.

Hermes è un reattore a “Pebble bed”, in cui il combustibile nucleare è racchiuso in pellet sferici composti da strati di uranio arricchito, carbonio e ceramica. Queste particelle TRi-structural ISOtropic (TRISO) hanno le dimensioni di un seme di papavero e fungono da minuscoli contenitori a pressione nucleare. Queste particelle sono formate da grossi ciottoli rotondi delle dimensioni di un sampietrino.

I ciottoli sono collocati all’interno di un nocciolo del reattore che è più simile a una tramoggia. Il combustibile fresco entra nella parte superiore, i ciottoli ammassati avviano e sostengono la reazione e il combustibile esaurito viene raccolto nella parte inferiore del contenitore.

Schema reattore di quarta generazione

Mentre i reattori simili sono raffreddati dal gas elio, Hermes è raffreddato da sali di fluoruro fusi che circolano nel reattore. I sali mantengono il nocciolo del reattore a 1.085 °F (585 °C) e trasferiscono il calore a uno scambiatore di calore. Questo circuito secondario di sali è collegato a un generatore di vapore che, a sua volta, fa funzionare una turbina. Vista la potenza del modello fina di 140 MW2 possiamo parlare di un SMR.

Se per qualsiasi motivo l’alimentazione del reattore viene a mancare, i ciottoli di combustibile regolano automaticamente la reazione nucleare in base alle leggi della fisica. Man mano che il reattore si riscalda, sono disponibili meno neutroni per sostenere la reazione e questa si spegne. In poche ore, il reattore raggiunge un punto di stabilità, per cui il reattore appare intrinsecamente sicuro. 

Nel frattempo, il sale fuso scorre attraverso la circolazione naturale, raffreddando il nucleo. Anche se la temperatura del reattore dovesse subire un’impennata, i ciottoli di combustibile sono estremamente robusti e non si deteriorano in nessuno scenario previsto. Quindi il pericolo di fusione del nucleo, come a Three Miles Island, sono impossibili.

Tutto questo avviene alla normale pressione del livello del mare, quindi non è necessaria alcuna struttura di contenimento o recipiente a pressione speciale. Il reattore è inoltre realizzato in acciaio inossidabile 316, altamente resistente alla corrosione salina.

Sviluppato grazie a una sovvenzione del Dipartimento dell’Energia di 303 milioni di dollari, Hermes dovrebbe essere completato entro il 2027. Sebbene Bill Gates stia lavorando al proprio progetto di reattore nel Wyoming, sta ancora aspettando l’approvazione del governo prima di poter costruire la centrale nucleare stessa – approvazione che Kairos ha già ottenuto.