Energia nucleare

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Vista aerea della centrale nucleare a Leibstadt, in Svizzera. Il vapore acqueo in uscita dalla torre di reffreddamento, deriva, indirettamente, dal circuito di raffreddamento del nocciolo

Per energia nucleare si intende l'energia generata a seguito di reazioni nucleari.[1] Conosciuta impropriamente anche come energia atomica, l'energia nucleare deriva dalle reazioni di fissione e fusione nucleare, nonché dalle reazioni di decadimento radioattivo, le quali possono indirettamente produrre energia elettrica, energia cinetica ed energia termica. Essendo una forma di energia naturalmente presente nell'universo e non derivata dalla trasformazione di un'altra forma di energia, è definibile come fonte di energia primaria, assieme alle fonti rinnovabili e alle fonti fossili.

L'energia nucleare, se messa a confronto con le altre fonti di energia, è la meno pericolosa in termini di morti per unità di energia prodotta. Oltre a questo, ha delle esigue emissioni di anidride carbonica in atmosfera e soddisfa circa il 10% della richiesta di energia elettrica globale. Presenta però, il problema ambientale del decadimento radioattivo delle scorie, le quali possono emettere radioattività per tempi variabili.[2]

L'Agenzia internazionale per l'energia atomica (IAEA) si occupa di promuovere l'utilizzo pacifico dell'energia nucleare e di impedirne l'utilizzo per scopi militari, svolgendo funzioni di sorveglianza e controllo sulla sicurezza degli impianti nucleari esistenti e in corso di realizzazione o progettazione.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Origini[modifica | modifica wikitesto]

La storia dell'energia nucleare ha inizio con le scoperte sul decadimento radioattivo avvenute nel 1896 da Henri Becquerel e Marie Curie, mentre lavoravano con materiali fosforescenti.[3][4] Questi materiali, che brillano al buio dopo l'esposizione alla luce, sono molto diversi dai materiali fluorescenti, i quali brillano al buio mentre sono esposti a fonti luminose invisibili ai nostri occhi. Bacquerel sospettava che il bagliore prodotto dai tubi catodici una volta spenti, potesse essere associato alla fosforescenza indotta dalla presenza dei raggi X. Quindi prese vari sali fosforescenti e li avvolse nella carta, dopodiché avvolse il tutto con una lastra fotografica. Tutti i sali non lasciavano un'impronta nella lastra fotografica, eccezion fatta per i sali di uranio. Questi, che non brillavano al buio, provocavano un annerimento della lastra nonostante fossero avvolti nella carta, come se la lastra fosse stata esposta alla luce. Divenne presto chiaro che l'annerimento della lastra non aveva nulla a che fare con la fosforescenza, poiché l'annerimento era prodotto anche dai sali non fosforescenti dell'uranio.

Ulteriori ricerche di Becquerel, Ernest Rutherford, Paul Villard, Pierre Curie, Marie Curie e altri hanno mostrato che questa forma di radioattività era significativamente più complicata rispetto ai raggi X appena scoperti. Rutherford fu il primo a rendersi conto che tutti questi elementi decadono secondo la stessa formula matematica esponenziale e che molti processi di decadimento portavano alla trasmutazione di un elemento in un altro. Successivamente, la legge di spostamento radioattivo di Fajans e Soddy venne formulata per descrivere i prodotti del decadimento alfa e beta.[5]

La scoperta della fissione nucleare avvenne nel 1938 a seguito degli studi di Ernest Rutherford basati sulla teoria della relatività di Albert Einstein. Infatti, fu quest'ultimo a intuire nel 1905, che l'energia e la massa sono due manifestazioni della materia e li equiparò con la famosa formula . Subito dopo la scoperta del processo di fissione, ci si è resi conto che un nucleo atomico in fissione può indurre ulteriori fissioni di ulteriori nuclei, generando così una reazione a catena autosufficiente.[6] Una volta che ciò fu confermato sperimentalmente nel 1939, gli scienziati di molti paesi chiesero ai loro governi di sostenere la ricerca sulla fissione nucleare, proprio all'inizio della seconda guerra mondiale, per lo sviluppo di un'arma nucleare.[7]

Seconda guerra mondiale e guerra fredda[modifica | modifica wikitesto]

Fungo nucleare di Fat Man, la bomba nucleare sganciata sulla città di Nagasaki

Questi sforzi di ricerca, complessivamente noti come Progetto Manhattan, hanno portato sia alla realizzazione del primo reattore sperimentale-dimostrativo funzionante da parte di Enrico Fermi: il Chicago Pile-1, sia alle successive vicende belliche della seconda guerra mondiale con lo sgancio delle bombe atomiche su Hiroshima e Nagasaki. Nonostante la natura militare dei primi ordigni nucleari, gli anni '40 e '50 furono caratterizzati da un forte ottimismo per il potenziale dell'energia nucleare di fornire energia a basso costo e senza fine. Infatti, l'elettricità è stata generata per la prima volta da un reattore nucleare il 20 dicembre 1951, presso la stazione sperimentale EBR-I nell'Idaho, che inizialmente produceva circa 100 kW.[8] Nel 1953, il presidente americano Dwight Eisenhower tenne il suo discorso "Atoms for Peace" alle Nazioni Unite, sottolineando la necessità di sviluppare rapidamente usi "pacifici" dell'energia nucleare. Seguì l'Atomic Energy Act del 1954 che consentì una rapida declassificazione della tecnologia dei reattori statunitensi e incoraggiò lo sviluppo da parte del settore privato.

Il 27 giugno 1954, la centrale nucleare di Obninsk in URSS è diventata la prima centrale nucleare al mondo a generare elettricità per una rete elettrica, producendo circa 5 MW di energia elettrica.[9] La prima centrale nucleare commerciale al mondo, Calder Hall a Windscale, in Inghilterra, è stata collegata alla rete elettrica nazionale il 27 agosto 1956. In comune con una serie di altri reattori di prima generazione, l'impianto aveva il duplice scopo di produrre elettricità e plutonio-239, quest'ultimo per il nascente programma di armi nucleari in Gran Bretagna.[10] I primi gravi incidenti nucleari furono il disastro di Kyštym alla centrale nucleare Majak in Unione Sovietica e l'incendio di Windscale nel Regno Unito, entrambi nel 1957.

Dal 1956 al 1961, presso il Centro nucleare federale russo, vennero approfonditi gli studi sulla fusione nucleare e venne fabbricata la bomba Zar, conosciuta anche come Big Ivan. Il 30 ottobre 1961 venne fatta detonare con un test nei dintorni dell'arcipelago Novaja Zemlja. La bomba venne fatta detonare a circa 4 km dal suolo e nonostante questa distanza, provocò un cratere di distruzione di oltre 35 km di raggio. La sua potenza raggiungeva i 50 megatoni, cioè 3125 volte Little Boy, la bomba sganciat su Hiroshima. La tecnologia che le permise di essere così distruttiva era quella di una fissione nucleare, che innescava una fusione nucleare di atomi di idrogeno, la quale innescava a sua volta una fissione nucleare ulteriore. Questa tecnologia le valse il nome di bomba all'idrogeno.

Un altro grave incidente avvenne nel 1968, quando uno dei due reattori raffreddati a metallo liquido a bordo del sottomarino sovietico K-27 subì un guasto all'elemento combustibile, con l'emissione di prodotti di fissione gassosi nell'aria circostante, provocando la morte di 9 membri dell'equipaggio e 83 feriti.[11]

La crisi petrolifera del 1973 ha avuto un effetto significativo su paesi come Francia e Giappone, che avevano fatto più affidamento sul petrolio per la generazione di elettricità. Di conseguenza iniziarono ad investire nell'energia nucleare.[12] Nel 2019 il 71% dell'elettricità francese è stata generata dall'energia nucleare, la percentuale più alta di qualsiasi nazione al mondo.[13]

Verso la metà degli anni '70 l'attivismo anti-nucleare acquisì un fascino e un'influenza più ampi, e l'energia nucleare iniziò a diventare una questione di grande protesta pubblica.[14] L'accresciuta ostilità pubblica nei confronti dell'energia nucleare ha portato a un processo di acquisizione delle licenze più lungo, regolamenti e maggiori requisiti per le attrezzature di sicurezza, che hanno reso le nuove costruzioni molto più costose.[15]

Sarcofago costruito sul reattore della centrale nucleare di Černobyl' per evitare che si disperdano ulteriori radiazioni

Il disastro di Černobyl' in URSS del 1986, che coinvolse un reattore RBMK, modificò lo sviluppo dell'energia nucleare e portò a una maggiore attenzione al rispetto degli standard internazionali di sicurezza e di regolamentazione.[16] È considerato il peggior disastro nucleare della storia sia in termini di vittime totali, con 56 morti dirette, sia finanziariamente, con la pulizia e il costo stimato in 18 miliardi di rubli sovietici (68 miliardi di dollari nel 2019, al netto dell'inflazione).[17] L'organizzazione internazionale per promuovere la consapevolezza della sicurezza e lo sviluppo professionale degli operatori negli impianti nucleari, la World Association of Nuclear Operators (WANO), è stata creata come conseguenza diretta dell'incidente di Černobyl'. Il disastro ha svolto un ruolo importante nella riduzione del numero di nuove costruzioni di impianti negli anni successivi.[18] Influenzata da questi eventi, l'Italia ha votato contro il nucleare in un referendum del 1987, diventando il primo paese a eliminare completamente l'energia nucleare nel 1990.

Età contemporanea[modifica | modifica wikitesto]

All'inizio degli anni 2000, ci si aspettava una serie di investimenti sia pubblici che privati, a causa delle preoccupazioni sulle emissioni di anidride carbonica.[19] Durante questo periodo, i reattori di nuova generazione, come l'EPR, hanno iniziato la costruzione, anche se hanno riscontrato problemi e ritardi e hanno superato notevolmente il budget.[20]

I piani per un rinascimento nucleare fallirono nel 2011, a seguito del disastro nucleare di Fukushima Dai-ichi. Il disastro è stato causato da un grande tsunami innescato dal terremoto di Tōhoku, uno dei più grandi terremoti mai registrati. La centrale nucleare di Fukushima Dai-ichi ha subito tre crolli del nucleo a causa del guasto del sistema di raffreddamento di emergenza per mancanza di alimentazione elettrica. Ciò ha provocato l'incidente nucleare più grave dal disastro di Chernobyl. L'incidente ha indotto un riesame della sicurezza nucleare e della politica in materia di energia nucleare in molti paesi.[21] La Germania ha approvato i piani per chiudere tutti i suoi reattori entro il 2022 e molti altri paesi hanno rivisto i loro programmi di energia nucleare.[22][23] A seguito del disastro, il Giappone ha spento tutti i suoi reattori nucleari, alcuni dei quali in modo permanente, e nel 2015 ha iniziato un processo graduale per riavviare i restanti 40 reattori.[24]

Entro il 2015, le prospettive dell'IAEA per l'energia nucleare erano diventate più promettenti, riconoscendo l'importanza della generazione di energia a basse emissioni di carbonio per mitigare il cambiamento climatico. A partire dal 2021, era prevista la costruzione di oltre 50 reattori nucleari in tutto il mondo,[25] la Cina però ha costruito un numero significativamente inferiore di reattori rispetto a quanto originariamente previsto.

Progetti futuri[modifica | modifica wikitesto]

Modello in scala del reattore a fusione Tokamak, usato da ITER

Il 24 ottobre 2007 è stato avviato un progetto internazionale di nome ITER che si prefigge la costruzione di un reattore nucleare a fusione per il 2025 e per il 2035 di sostenere la prima reazione di fusione nucleare controllata.[26] Il progetto successore, DEMO, darà vita alla prima centrale nucleare a fusione del mondo dalla quale sarà possibile ricavare energia elettrica. La centrale nucleare a fusione sarà realisticamente pronta a partire dal 2050 in poi.

L'annichilazione particella-antiparticella è ancora molto lontana dal suo sfruttamento per la produzione di energia elettrica, anche se viene attualmente usata in medicina diagnostica attraverso la tomografia ad emissione di positroni (PET).

Reazioni nucleari[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Fisica nucleare, Chimica nucleare e Reazione nucleare.

In fisica e chimica nucleare, per reazioni nucleari s'intendono tutte quelle reazioni che coinvolgono trasformazioni nei nuclei degli atomi. Esse comprendono la fissione nucleare, la fusione nucleare, il decadimento radioattivo e l'annichilazione particella-antiparticella.

Fissione nucleare[modifica | modifica wikitesto]

Schema di una fissione nucleare. L'atomo di uranio-235 (particella 235U) viene colpito da un neutrone (particella piccola), trasformandosi in uranio-236. Questo è un isotopo instabile e si scinde, con la produzione di: energia (raggi gialli), prodotti di fissione (kripton-92 e bario-141) e 3 neutroni
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Fissione nucleare.

La fissione nucleare è una reazione di disintegrazione che consiste nel rompere il nucleo di un atomo, composto da una certa quantità di particelle subatomiche, per ottenerne frammenti composti da una minore quantità di particelle.[27] La reazione utilizza un neutrone per colpire il nucleo di un atomo pesante, come ad esempio quello dell'uranio-235, il quale si spacca in due frammenti e lascia liberi altri due o tre neutroni (mediamente 2,5), che hanno un'elevata energia cinetica.[27] Questi neutroni possono colpire altri nuclei di uranio-235 e generare così una reazione a catena.

La somma delle masse dei due frammenti risultanti e dei neutroni emessi è leggermente minore di quella del nucleo originario e del neutrone che lo ha fissionato: la massa mancante si è trasformata in energia. Quando un nucleo di uranio-235 si spacca, circa lo 0,1% della massa del nucleo viene trasformata in energia di fissione, che è circa 200 MeV.[28][29] A parità di energia prodotta, 1 g di uranio consumato corrisponde a circa 2800 kg di carbone, senza la produzione di gas serra tipica della combustione del carbone.[27]

Gli atomi che possono sostenere una reazione di fissione nucleare sono chiamati combustibili nucleari e si definiscono fissili. I combustibili nucleari più usati sono l'uranio-235 e il plutonio-239, che si scompongono in una gamma di elementi chimici con masse atomiche comprese tra 95 e 135 e che vengono definiti prodotti di fissione. La maggior parte dei combustibili nucleari può andare incontro a fissione spontanea solo molto lentamente, decadendo per periodi che vanno da millenni a eoni. In un reattore nucleare o in un'arma nucleare invece, la stragrande maggioranza degli eventi di fissione è indotta dal bombardamento con un neutrone, la quale avviene molto velocemente.

Con circa 440 reattori in funzione in 30 paesi diversi, la fissione nucleare rappresentava, alla fine del 2019, il 10% della produzione mondiale di elettricità.[27] Il maggiore problema connesso all'utilizzo delle centrali elettronucleari per la produzione di elettricità è costituito dai rifiuti radioattivi, che rimangono pericolosi per tempi variabili a seconda dell'isotopo considerato.

Fusione nucleare[modifica | modifica wikitesto]

Schema di una fusione nucleare. Il deuterio (2H) e il trizio (3H) vengono fusi per formare elio (4He), 1 neutrone e 17,6 MeV di energia
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Fusione nucleare.

La fusione nucleare è una reazione in cui due o più nuclei atomici vengono combinati tra loro a formarne uno più pesante. Affinché questa reazione avvenga, è necessario che gli atomi si urtino a velocità molto elevate. Questo significa che la loro energia cinetica, e di conseguenza la loro temperatura, dev'essere molto alta. Nell'universo, queste condizioni si verificano nelle stelle: la fusione nucleare è il processo fisico che le fa brillare e che permette loro di emanare calore.

La temperatura da raggiungere se si vuole fondere artificialmente una miscela di deuterio-trizio in elio è di circa 100 milioni di gradi. A tali temperature gli atomi tendono a dissociarsi formando una miscela di ioni definita plasma.[27] A temperature così alte, il problema principale diventa quello di confinare il plasma e, siccome in natura non esistono recipienti che possano resistere a quelle condizioni, si deve ricorrere al confinamento magnetico. Questo è il concetto che c'è dietro ITER e al suo reattore Tokamak.[27]

Nel nucleo del Sole la temperatura media è di 14 milioni di gradi, ma le reazioni di fusione nucleare avvengono ugualmente grazie all'elevata pressione dovuta alla gravità. Anche nel Sole gli atomi coinvolti nella fusione sono principalmente idrogeno, deuterio e trizio, anche se nelle altre stelle è possibile osservare la fusione di atomi più pesanti. Questa caratteristica è sfruttata dagli astronomi per datare l'età delle stelle: una stella giovane fonde idrogeno o elio all'interno del suo nucleo, mentre una stella più vecchia usa carbonio, azoto o ossigeno.[30][31] Questa ipotesi è alla base della spiegazione per la generazione degli atomi come il ferro, che originariamente erano assenti nell'universo.

Un processo di fusione nucleare che produce nuclei più leggeri del ferro-56 o del nichel-62 generalmente rilascia energia, mentre la fusione di nuclei più pesanti rilascia una quantità di energia inferiore a quella investita nella fusione e dunque la reazione risultante è endotermica. Ciò significa che gli elementi più leggeri, come l'idrogeno e l'elio, sono in genere più fusibili; mentre gli elementi più pesanti, come uranio, torio e plutonio, sono più fissili. L'evento astrofisico estremo di una supernova può produrre energia sufficiente per fondere i nuclei in elementi più pesanti del ferro.[32]

La percentuale di massa trasformata in energia, definita energia di fusione, si aggira attorno all'1%.

Decadimento radioattivo[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Decadimento radioattivo e Rifiuto radioattivo.

Per decadimento radioattivo si intende un insieme di processi fisici, attraverso cui i nuclei atomici instabili tendono a perdere l'energia in eccesso attraverso l'emissione di radiazioni. Un materiale contenente nuclei instabili è considerato radioattivo. I tipi più comuni di decadimento sono chiamati decadimento α, decadimento β e decadimento γ. Il decadimento radioattivo è un processo stocastico a livello dei singoli atomi e, secondo la teoria dei quanti, è impossibile prevedere quando un particolare atomo decadrà, indipendentemente da quanto tempo esiste l'atomo.[33][34][35] Tuttavia, per un numero significativo di atomi identici, il tasso di decadimento complessivo può essere espresso come una costante di decadimento o come emivita. Le emivite degli atomi radioattivi hanno una vasta gamma di tempistiche; da quasi istantanea a molto più lunga dell'età dell'universo.

  • Nel decadimento α, gli atomi instabili emettono particelle α per ridurre la loro energia interna. Queste particelle sono composte da 2 protoni e 2 neutroni e sono a tutti gli effetti dei nuclei di atomi di elio. Solitamente, ad utilizzare questo metodo di decadimento sono gli atomi pesanti, come ad esempio l'uranio-238 che decade in torio-234. Questo tipo di decadimento avviene perché l'energia di legame dei nucleoni si riduce man mano che aumentano le dimensioni del nucleo. Eccezionalmente, tuttavia, il berillio-8 decade in due particelle alfa. Il decadimento alfa è di gran lunga la forma più comune di decadimento a grappolo, in cui l'atomo genitore espelle nucleoni, lasciando dietro di sé un altro prodotto ben definito. Generalmente per proteggersi da questo tipo di radiazioni basta lo strato di cellule morte che compongono l'epidermide o addirittura un foglio di carta.
  • Nel decadimento β, gli atomi instabili emettono particelle β, trasformandosi in un'isobaro più stabile, un atomo con lo stesso numero di nucleoni, ma più stabile. Praticamente il decadimento β consiste nella trasformazione di un neutrone in un protone (decadimento β-) o viceversa (decadimento β+). Questa trasformazione è accompagnata dall'emissione di particelle β cariche come l'elettrone o il positrone e il neutrino o l'antineutrino. Né la particella β, né la sua associata antiparticella esistono nei nuclei, ma vengono create dal decadimento. Il decadimento β è una conseguenza della forza nucleare debole, che è caratterizzata da tempi di decadimento relativamente lunghi. Un esempio di atomo che si stabilizza attraverso questo tipo di decadimento è il carbonio-14 che trasmuta ad azoto-14, più stabile. La costante di decadimento di questa reazione è di 5730 anni. Per proteggersi da questo tipo di radiazioni serve un sottile strato metallico.
  • Nel decadimento γ, gli atomi instabili possono emettere particelle α o particelle β, generando nuclei atomici ancora instabili che hanno bisogno di un secondo tipo di decadimento per stabilizzarsi. Questo secondo decadimento avviene tramite l'emissione di un fotone ad alta energia che ricade nel campo dei raggi γ. Un esempio di atomo che segue questo decadimento è il cobalto-60, che trasmuta a nichel-60* tramite decadimento β, il quale si trasforma in nichel-60 tramite emissione di raggi γ. La scrittura nichel-60* indica che l'atomo è eccitato elettronicamente. Per proteggersi da questo tipo di radiazioni servono pareti spesse di cemento armato o di piombo: gli atomi pesanti, come ad esempio il piombo, assorbono bene queste frequenze di onde elettromagnetiche. La materia, soprattutto quella organica, è completamente permeabile a questo tipo di radiazioni e dunque rappresentano un enorme pericolo per la salute dei viventi.

Altri tipi di decadimento sono la fissione spontanea, l'emissione di neutroni, l'emissione di protoni, la cattura di elettroni o il decadimento a cluster, che hanno ulteriori meccanismi di decadimento. In generale, nell'universo esistono elementi chimici stabili e instabili, che sono chiamati radionuclidi. I radionuclidi, per stabilizzarsi, decadono seguendo diversi percorsi a seconda della loro massa o del loro volume. Per una lista dei radionuclidi vedere lista di nuclidi o tabella di nuclidi.

Annichilazione particella-antiparticella[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Annichilazione e Antimateria.

In fisica, l'annichilazione è il fenomeno che accade quando una particella incontra la sua antiparticella. In questo caso entrambe le masse vengono annullate e trasformate in energia secondo la famosa formula di Albert Einstein, E=mc2. Praticamente, 1 g di materia che viene annichilita da 1 g di antimateria produce 1,8×1014 J di energia, paragonabile a 10 volte l'energia rilasciata dalla bomba atomica Little boy. A parità di materia utilizzata (1 g), la combustione di petrolio produce 4,2×104 J e la fusione dell'idrogeno a formare elio dà 1,3×1012 J, praticamente l'annichilazione è 40 miliardi di volte più energetica della combustione del petrolio e circa 100 volte più energetica della fusione nucleare.

Sebbene sia un processo che coinvolge anche particelle non nucleari, come ad esempio l'elettrone e il positrone, può coinvolgere anche protoni, neutroni e le loro relative antiparticelle (antiprotone e antineutrone) e rientra dunque tra le reazioni nucleari.

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Armi nucleari[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Arma nucleare, Bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki e Fallout nucleare.
Esplosione durante il test Trinity, la prima detonazione di un'arma nucleare

Un'arma nucleare è generalmente un esplosivo che deriva la sua forza distruttiva da reazioni come la fissione nucleare (bomba atomica) o una combinazione di fissioni e fusioni nucleari (bomba termonucleare). Entrambi i tipi di bombe rilasciano grandi quantità di energia da quantità relativamente piccole di materia sfruttando reazioni nucleari incontrollate.

Il primo test eseguito di una bomba a fissione, il test Trinity del progetto Manhattan, ha rilasciato una quantità di energia pari a circa 84 TJ.[36] Il primo test bomba termonucleare invece, ha rilasciato energia pari a circa 42 PJ.

Un ordigno nucleare non più grande di una bomba convenzionale può devastare un'intera città con esplosioni, incendi e radiazioni. Trattandosi di armi di distruzione di massa, la proliferazione delle armi nucleari è al centro della politica delle relazioni internazionali. Le armi nucleari sono state schierate due volte in guerra, dagli Stati Uniti contro le città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki nel 1945 durante la seconda guerra mondiale.

Armi a fissione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Bomba atomica.
Metodi di innesco ed esplosione delle bombe a fissione

Tutte le armi nucleari esistenti traggono parte della loro energia esplosiva dalle reazioni di fissione nucleare. Le armi la cui potenza esplosiva deriva esclusivamente da queste reazioni, sono comunemente chiamate bombe atomiche. Questo è stato a lungo considerato un termine improprio, poiché la loro energia proviene dal nucleo dell'atomo, proprio come avviene con altre armi nucleari.

Una bomba a fissione nucleare può detonare seguendo 2 metodi:

  • Quello a blocchi separati, in cui l'involucro metallico riveste più camere, nelle quali sono alloggiati i materiali fissili e gli esplosivi. La quantità di materiale fissile, che solitamente è uranio arricchito, è tale da raggiungere una massa sub-critica, cioè una massa leggermente sotto la criticità, ovverosia una quantità insufficiente affinché le reazioni nucleari a catena si alimentino autonomamente. La criticità viene raggiunta quando le diverse masse sub-critiche entrano in collisione a seguito di una detonazione dell'esplosivo convenzionale contenuto nella bomba. Per questo motivo, la detonazione è nota come detonazione balistica, o a proiettile (in inglese "gun-type"). L'origine della detonazione è elettronica, l'esplosione comprime le molteplici masse sub-critiche e le porta alla criticità. In questo stato il decadimento naturale dell'uranio-235 innesca la fissione nucleare e la bomba esplode.
  • Quello a implosione, in cui l'involucro metallico riveste un'unica camera in cui sono alloggiati i detonatori (sul perimetro) e una sfera di materiale fissile (al centro). La sfera di materiale fissile, solitamente composta di plutonio, è cava e dotata di una massa sub-critica. La detonazione simultanea da tutte le direzioni comprime la sfera, aumentando la sua densità e facendole raggiungere uno stato super-critico. In questa condizione, il decadimento naturale del plutonio-238 innesca la fissione nucleare e la bomba esplode.

La quantità di energia rilasciata dalle bombe a fissione può variare da poco meno di 4 x 109 J per le bombe a blocchi separati, corrispondente a circa 1 tonnellata equivalente di TNT, a circa 2 x 1015 J per le bombe ad implosione, cioè 500.000 tonnellate equivalenti di TNT.[37]

Tutte le reazioni di fissione generano prodotti di fissione, molti dei quali sono altamente radioattivi (ma con un decadimento breve) o moderatamente radioattivi (ma con un decadimento lungo) e, in quanto tali, sono una grave forma di contaminazione radioattiva. I prodotti di fissione sono il principale componente radioattivo del fallout nucleare.

Armi a fusione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Bomba termonucleare.

L'altro tipo fondamentale di arma nucleare trae energia dalle reazioni di fusione nucleare. Tali armi sono generalmente indicate come bombe termonucleari o più colloquialmente come bombe all'idrogeno, poiché basano le reazioni di fusione sugli isotopi dell'idrogeno (deuterio e trizio). Tutte queste armi usano delle reazioni di fissione per innescare quelle di fusione, le quali possono innescare esse stesse ulteriori reazioni di fissione.[38]

Le moderne armi a fusione consistono di un involucro metallico contenente due compartimenti: uno in cui sono alloggiati i materiali fissili (235U o 239Pu) che daranno inizio ad un primo stadio di detonazione, ovvero una fissione nucleare, e uno in cui sono alloggiati i materiali fusibili (gli isotopi dell'idrogeno: deuterio e trizio, o nelle moderne armi, il deuteruro di litio) che daranno inizio ad un secondo stadio, una fusione nucleare. I due compartimenti (uno sopra e l'altro sotto nello schema sottostante, punto A) sono separati da un canale di radiazione spesso riempito con schiuma di polistirene (in giallo).

L'esplosione di un'arma a fusione inizia con la detonazione del compartimento primario, il quale innesca una reazione di fissione nucleare (punto B). La sua temperatura supera i 100 milioni di K circa, facendola brillare intensamente con raggi X termici. Questi raggi inondano il canale di radiazione, il quale confina l'energia dei raggi X e resiste alla sua pressione verso l'esterno (punto C). La distanza che separa i due compartimenti assicura che i frammenti di detriti derivati dalla fissione (che si muovono molto più lentamente dei fotoni a raggi X) non possano danneggiare il compartimento secondario prima che la fusione sia completata.

Il compartimento secondario, costituito da una camera di alloggio del carburante da fusione e una candela centrale al plutonio, viene compresso dall'energia dei raggi X, aumentando la densità della candela centrale (punto D). La densità del plutonio aumenta a tal punto che la candela viene portata in uno stato super-critico e inizia una reazione a catena di fissione nucleare. I prodotti di fissione di questa reazione a catena riscaldano il combustibile termonucleare altamente compresso che circonda la candela a circa 300 milioni di K, innescando dunque le reazioni di fusione (punto E).

Sequenza di eventi che innescano l'esplosione di una bomba termonucleare di tipo Teller-Ulam

L'intero processo dura all'incirca 600 ns. L'energia prodotta da questo tipo di esplosioni può variare da 2 x 1016 J di energia, ottenuta durante il primo test di una bomba termonucleare (Ivy Mike) a 2,4 x 1017 J di energia, ottenuta durante il test della bomba Zar.

Poiché le armi termonucleari rappresentano il progetto più efficiente per la resa energetica, tutte le armi nucleari sono regolamentate da un trattato internazionale noti come trattato di non proliferazione nucleare.

Le batterie nucleari[modifica | modifica wikitesto]

Le batterie nucleari sono dei dispositivi che riescono a generare corrente tramite il decadimento radioattivo degli elementi in esse contenute, principalmente plutonio. Sono utilizzate principalmente in medicina (in alcuni pacemaker) e nell'industria aerospaziale, in quanto riescono a fornire una corrente stabile e duratura nel tempo (la stabilità è data dal tempo di decadimento del radioisotopo utilizzato mentre la durevolezza è data dallo stress da bombardamento di particelle ionizzanti da parte del materiale che genera elettricità, in genere un semiconduttore).

Ultimamente sono stati fatti studi molto promettenti per migliorare la durata di queste batterie, utilizzando per esempio semiconduttori allo stato liquido, che si degradano più lentamente di quelli allo stato solido.[39]

Il reattore a fissione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Reattore nucleare a fissione e Propulsione nucleare.

Con reattore si intende uno spazio confinato all'interno del quale far avvenire le reazioni di fissione in maniera controllata. A partire dagli anni quaranta del Novecento sono stati ideati moltissimi tipi di reattori, con caratteristiche e scopi diversi. Lo scopo iniziale è stato la produzione di materiale adatto alla realizzazione degli arsenali atomici; solo in un secondo tempo a questa motivazione si è affiancata la produzione di energia elettrica.

Tutti i reattori sono dotati di un sistema di barre di controllo che permette di regolare la reazione e quindi la potenza generata, nonché di aperture per consentire l'inserimento del materiale fissile e l'estrazione del "combustibile" esausto. Il tutto è racchiuso in un contenitore di acciaio ferritico pieno di acqua o di un altro moderatore (spesso grafite) che permette alla reazione di svilupparsi in modo regolare. L'acqua è molto spesso anche usata come fluido termovettore, cioè per raffreddare il nocciolo del reattore (che altrimenti fonderebbe) e nel contempo -scaldandosi- per generare vapore da inviare alle turbine. In taluni reattori anziché normale acqua vengono usate altre sostanze, quali gas o leghe metalliche a basso punto di fusione (per esempio contenenti sodio o piombo). In ogni caso tali fluidi di raffreddamento -essendo radioattivi- circolano in un circuito chiuso.

Il "combustibile" di gran lunga più diffuso è l'uranio arricchito (cioè con una percentuale di uranio-235 maggiore del normale), ma non è l'unico materiale fissile utilizzabile, si può utilizzare il plutonio nel combustibile MOX o il torio-233 nei reattori al torio, in cui l'isotopo Th232 viene trasmutato in Th233.

La centrale elettrica a fissione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Centrale elettronucleare.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Il suo funzionamento è molto simile a quello di una convenzionale centrale termoelettrica con la sola differenza che l'acqua viene riscaldata dall'energia liberata da un reattore nucleare dove il materiale fissile viene fissionato.

Tre sono le parti principali di una centrale nucleare attuale:

  • Edificio di contenimento del reattore: enorme cilindro di cemento armato e/o acciaio nella cui parte centrale è collocato il circuito refrigerante e il reattore vero e proprio;
  • Sala macchine: un edificio dove sono alloggiate le turbine e l'alternatore con i loro circuiti ausiliari;
  • Edifici ausiliari: contengono le piscine schermate per la conservazione temporanea del combustibile esausto e radioattivo della centrale più gli altri circuiti ausiliari necessari al normale funzionamento e all'emergenza.

Il funzionamento di una centrale nucleare a fissione del tipo ad acqua leggera bollente (uno dei più diffusi) è abbastanza semplice: viene pompata dell'acqua attraverso il nocciolo o nucleo del reattore che la fa evaporare attraverso il calore liberato dalla fissione dell'uranio. Il vapore viene quindi inviato nelle turbine che trasferiscono quindi la propria energia meccanica all'alternatore il quale genera la corrente elettrica.

Questioni di politica energetica[modifica | modifica wikitesto]

Disponibilità di uranio[modifica | modifica wikitesto]
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Uranio § Disponibilità in natura.
Pastiglie (pellet) di ossido d'uranio da inserire nella barra di combustibile

Secondo l'ultima edizione (riferita al 2009) dell'Uranium Resources, Production and Demand (informalmente noto come Red Book) che viene pubblicato ogni due anni da AEN e AIEA in collaborazione,[40] le risorse di uranio "accertate" (ossia quelle già individuate ed estraibili a costi non superiori a 130 dollari/kg, che è il livello di prezzo che oggi viene convenzionalmente ritenuto accettabile) ammontano a circa 6,3 milioni di tonnellate, con un aumento quindi del 15,5% rispetto al dato della precedente edizione del testo. A queste riserve accertate il Red Book stima che si possano aggiungere altre 10,5 milioni di tonnellate che non sono state ancora scoperte ma che vengono in ogni caso considerate come molto probabili (sempre a un costo di estrazione di massimo 130 dollari/kg) in base alle conoscenze geologiche acquisite nel corso di studi finalizzati ad attività diverse da quella della ricerca dell'uranio. Le stime di quelle potenziali recuperabili invece intorno ai 200 dollari/kg parlano di circa 35 milioni di tonnellate, anche se molto probabilmente questa è una valutazione di minima poiché l'uranio è stato finora abbondante e, con i conseguenti prezzi bassi, la ricerca si è dunque di molto affievolita così come non si sono neanche messe in produzione risorse con tenori di minerale oggi considerati non interessanti in quanto non remunerativi.

In Australia è stato messo a punto un impianto dimostrativo per ricavare uranio a un prezzo di 30-38 euro/kg dalle fabbriche che lavorano i fosfati per la produzione di acido fosforico. Tale procedimento era già stato sperimentato in passato (fruttando complessivamente 20 000 tonnellate di uranio) ma poi era stato abbandonato dagli anni novanta in quanto le tecnologie usate erano ancora antieconomiche (l'equivalente attuale di 76-104 euro/kg) rispetto ai metodi tradizionali. Secondo la società che ha realizzato l'impianto, il potenziale produttivo è di 8 000 tonnellate di uranio all'anno (i giacimenti naturali di fosfati sono la prima fonte "non convenzionale" di uranio e secondo le stime ne contengono in totale tra i 9 e i 22 milioni di tonnellate).[41]

Altra strada (già intrapresa con successo in Cina) è quella dell'estrazione dell'uranio dalle ceneri delle centrali a carbone.[42]

Esiste anche la possibilità teorica di estrarre l'uranio dell'acqua del mare (il cui quantitativo è valutato in 4-5 miliardi di tonnellate) secondo lo schema ideato dal giapponese T. Kato[43] (un impianto pilota di questo tipo è già stato sperimentato positivamente in Giappone e anche l'India ha recentemente annunciato la costruzione di uno suo presso ilBhabha Atomic Research Centre). Al momento questo processo risulta ancora sconveniente rispetto all'estrazione mineraria ma qualora tale sistema arrivasse a maturazione economica, la disponibilità di uranio diventerebbe pressoché illimitata su scala umana (centinaia di migliaia di anni).

A sostegno di quanto appena detto, si tenga presente che attualmente il consumo di uranio dei 435 reattori nucleari in servizio nel mondo è coperto per il 60% (pari a circa 40 000 tonnellate) dalle risorse di miniera e per il 40% dalle "risorse secondarie" (materiale fissile derivato dallo smantellamento di oltre 12 000 testate nucleari nell'ultimo ventennio e plutonio proveniente dal riprocessamento del combustibile nucleare esausto e da utilizzarsi nella realizzazione del MOX), risorse secondarie pari a circa 26 500 tonnellate di uranio "equivalenti".[44] Secondo le previsioni dell'AIEA, rispetto ai 375000 MW attualmente installati, la potenza elettronucleare nel mondo vedrà una crescita nel 2035 pari a una percentuale che potrà variare dal 33% (500000 MW) al 109% (785000 MW) e, per alimentare questa forte espansione, la produzione di uranio a tal anno dovrà essere compresa rispettivamente tra le 87 370 e le 138 165 tonnellate all'anno.

In ogni caso, al di là dalla quantità di uranio disponibile nel mondo, esistono alcune tipologie di reattori nucleari già disponibili commercialmente che attenuano o eliminano del tutto la necessità di disporre di nuovo uranio da miniera. Essi sono principalmente tre:

  1. i reattori che possono utilizzare il MOX come combustibile;
  2. i reattori autofertilizzanti veloci (FBR, Fast Breeder Reactor) a ciclo uranio-plutonio che innalzano significativamente l'efficienza di utilizzo dell'uranio considerato che essi producono più combustibile di quanto ne consumino.[45] L'innovazione introdotta da questa tecnologia sfrutta la conversione dell'isotopo non fissile uranio-238 (circa 140 volte più abbondante dell'isotopo fissile con numero di massa 235) in plutonio-239. Tuttavia il plutonio (a seconda della sua composizione isotopica, e se molto povero di isotopi differenti dal plutonio-239) è materiale adatto alla realizzazione di armamenti, è in generale classificato come tossico se inalato o ingerito, per via della sua radioattività e per il fatto di essere un metallo pesante,[46][47][48] la sua produzione è problematica a causa della complessità degli specifici reattori impiegati. Uno di questi reattori era il francese Superphénix (di proprietà di Enel per il 30%), oggi chiuso per problemi politici[49] e per aver concluso il suo ciclo di sperimentazione, mentre altri sono operativi. Ultimamente l'interesse è cresciuto perché il progressivo esaurimento dell'uranio e il suo aumento di prezzo potrebbe renderli molto convenienti e sono quindi in corso studi per nuove generazioni che si prevede possano essere disponibili a partire dal 2030;
  3. i reattori autofertilizzanti a neutroni lenti che utilizzano il torio miscelato all'uranio come combustibile nucleare attraverso un procedimento di fertilizzazione del torio-232 (per trasformarlo in uranio-233 fissile) simile a quello del ciclo uranio-plutonio. Poiché il torio è più comune dell'uranio nella crosta terrestre, esso potrebbe dunque fornire combustibile nucleare per ulteriori secoli. Un altro vantaggio è nei riguardi della proliferazione visto che non sono state ancora studiate tecniche per produrre armi nucleari a partire dagli scarti del ciclo torio-uranio. In India sono allo studio reattori autofertilizzanti di questo tipo. La scelta di questo combustibile è dovuta alla buona presenza di miniere sfruttabili nel suo territorio[50].

In chiave futura, anche altri tipi di centrali nucleari, se arriveranno a maturazione tecnica e commerciale, potranno rendere ancora più ininfluente la questione della disponibilità di uranio. Esse consistono principalmente in:

  1. reattori a fissione veloci di quarta generazione (previsti per il 2030) che useranno come combustibile metalli diversi dall'uranio;
  2. amplificatore di energia (in inglese EA, Energy Amplifier o anche ADS, Accelerator Driven System), basato sulla fissione assistita sottocritica, che userà solo il torio come combustibile (date le difficoltà di funzionamento riscontrate finora e soprattutto la scarsa quantità di energia che tale reattore produce, esso sembra però molto più utile per bruciare le scorie radioattive prodotte da un tradizionale reattore LWR, come previsto dai progetti TRASCO[51] ed EUROTRANS).
Incremento della produzione[modifica | modifica wikitesto]

Da più parti si stima che i costi di costruzione di una moderna centrale nucleare a fissione, che ammontano ad almeno due miliardi di dollari per impianto[senza fonte], uniti al lungo tempo necessario al completamento dell'installazione (in media dai tre ai quattro anni secondo alcuni autori e non meno di cinque per altri, ossia più di quanto serva per costruire una centrale termoelettrica che faccia uso di combustibili fossili[52]), rendano non agevole incrementare sensibilmente la produzione di energia elettrica da fonte nucleare in breve termine.

Secondo Jeremy Rifkin, ad esempio, raddoppiare la produzione elettro-nucleare statunitense costerebbe circa un migliaio di miliardi di dollari[53] ma per molti osservatori questa cifra sarebbe di gran lunga sovrastimata così come sarebbe anche destituita di fondamento la considerazione sulla difficoltà di un rapido aumento del parco centrali (paradigmatico in questo senso risulta essere il caso cinese).

Produzione centralizzata e generazione distribuita[modifica | modifica wikitesto]

Le odierne centrali elettriche a fissione sono poco adatte a essere eventualmente implementate in un sistema di generazione distribuita in quanto, per questioni tecnologiche e di economie di scala, si predilige normalmente realizzare grossi impianti. In un prossimo futuro, la maturazione tecnica e commerciale dei reattori modulari come ad esempio quelli di tipo pebble bed, potrebbe superare questa limitazione.

Altro[modifica | modifica wikitesto]
  • In alcune nazioni possono non esserci alternative convenienti all'uso di centrali elettriche a fissione (come dicono i francesi: «Noi non abbiamo carbone, noi non abbiamo petrolio, noi non abbiamo gas, noi non abbiamo scelta.»[54]).
  • La produzione elettro-nucleare è poco influenzata da ragioni geopolitiche. L'energia nucleare a fini pacifici, infatti, non è mai stata sostanzialmente toccata dagli embarghi e l'uranio è estratto in Paesi, quali l'Australia e il Canada, politicamente stabili (mentre per la maggioranza dei Paesi fornitori di gas naturale e petrolio la situazione è ribaltata) e in più, considerato che il costo del minerale è (almeno attualmente) una voce poco preponderante del complesso degli oneri d'esercizio, anche eventuali turbolenze internazionali che lo facessero lievitare non influirebbero poi molto sul prezzo finale dell'energia elettrica (come invece avviene con le centrali termoelettriche alimentate a olio combustibile e gas naturale[55]).
  • Secondo alcuni osservatori, le ragioni di alcune rinunce all'uso di questa fonte energetica sono da ricercare più che altro nelle forti pressioni che la lobby del petrolio esercita sui governi nazionali,[56] dal momento che il ricorso all'energia nucleare porterebbe a una significativa riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e naturalmente dai gruppi industriali che basano le loro attività sul commercio degli stessi.
Considerazioni generali[modifica | modifica wikitesto]
Costo dell'elettricità da diverse fonti secondo studi internazionali

Nel mercato liberalizzato dell'energia elettrica, la valutazione dei costi di produzione e di ritorno dell'investimento assume un'importanza primaria. A differenza degli impianti termoelettrici tradizionali, per i quali il costo di produzione è per lo più legato al costo del combustibile, gli impianti nucleari presentano un costo di produzione fortemente dipendente dai costi di investimento ed è evidente che ciò è dovuto alla scelta diffusa di una grande taglia degli impianti, agli alti costi delle tecnologie coinvolte, e alla maggior durata del periodo di costruzione rispetto agli impianti tradizionali.

Questi costi, di per sé molto più elevati di quelli associabili ai più semplici impianti alimentati a olio, carbone o a gas, sono facilmente controbilanciati da una minore incidenza del prezzo del combustibile, e la cui provenienza è associabile ad aree geopolitiche più stabili di quelle degli idrocarburi. Inoltre bisogna considerare che le centrali nucleari a differenza delle fonti fossili sono in grado di costituire scorte non di settimane ma di diversi anni.

Nel mondo occidentale, va poi aggiunto un elemento penalizzante per il settore elettronucleare che è rappresentato dalla maggior attenzione per la sicurezza. Questo aspetto, da un punto di vista puramente economico, contribuisce a un ulteriore aumento dei costi di investimento per via dell'allungamento degli iter autorizzativi e dei tempi di costruzione e del rischio di rallentamenti nella gestione dell'impianto rispetto a quanto preventivato.

Il LUEC (Levelized Unit Electricity Cost) può essere considerato come il costo di fornitura, vale a dire la misura del costo di generazione dell'energia includendo il capitale iniziale, il ritorno dell'investimento, i costi di gestione, del combustibile e di mantenimento.

Come viene messo in rilievo nei punti successivi le stime riportate degli studi esaminati differiscono significativamente in alcuni casi. Ciò si spiega tenendo conto che:

  • si tratta di stime che ancora non hanno il riscontro di ritorni empirici, in quanto riferiti a impianti di nuova generazione non ancora entrati in esercizio.
  • alcuni dei costi sono stati stimati sotto ipotesi molto differenti tra loro: ad esempio i tassi di interesse per l'investimento stimati negli studi differiscono significativamente se si assume un finanziamento a tassi di mercato, oppure a tasso agevolato.

L'analisi dei costi di un impianto nucleare fa riferimento alle seguenti voci di costo:

  • costo del capitale;
  • costo del combustibile;
  • costo di esercizio e manutenzione;
  • costo di smantellamento;
  • altri tipi di costo.

I costi di capitale sono particolarmente importanti nella determinazione della competitività di un impianto nucleare, poiché gran parte del costo del megawattora da esso prodotto (cioè il LUEC) è riconducibile a questa categoria di costi. Il costo di capitale dipende da molteplici fattori, i più importanti dei quali sono i seguenti:

  • costo di costruzione dell'impianto (tecnologia) (anche definito come costo overnight di costruzione);
  • periodo di costruzione;
  • profilo di spesa durante il periodo di costruzione;
  • parametri finanziari del progetto, che includono;
    • rapporto debito/capitale proprio;
    • tassi di interesse del debito e del capitale;
    • vita economica dell'impianto;
    • periodo di rimborso del debito;
  • tempo di ammortamento;
Costo del capitale[modifica | modifica wikitesto]

I costi di capitale sono sostenuti durante il periodo di costruzione dell'impianto, quando hanno luogo gli esborsi per l'acquisto del macchinario, e le attività di ingegneria e costruzione. Il costo "overnight" di costruzione dell'impianto è da intendersi come il costo che sarebbe sostenuto per la costruzione dell'impianto se questa fosse "istantanea" (letteralmente "avvenisse nel corso di una notte") e non dilazionata su un lasso di più anni. Il costo overnight di costruzione fotografa quindi una situazione ideale, poiché nella realtà la realizzazione e la messa in servizio di un impianto per la produzione dell'energia è un'attività di durata pluriennale. In particolare per gli impianti nucleari il tempo di costruzione è stimabile in 5 – 7 anni. Il costo overnight include i costi EPC (ingegneria, acquisto, costruzione), altri costi per attività sostenute direttamente dal proprietario e i costi per far fronte a imprevisti di costruzione, mentre invece non considera i costi finanziari sostenuti durante il periodo di costruzione.

A causa della durata della fase di costruzione, i costi di costruzione dell'impianto non si concentrano esclusivamente alla fine del periodo di costruzione ma si distribuiscono lungo l'intero periodo di costruzione, cioè ben prima che l'impianto entri in servizio. In altri termini i costi di produzione incidono sui flussi di cassa prima ancora dell'avvio della produzione (che avviene solo quando l'intero impianto è stato costruito). Infine il costo overnight trascura il valore dell'inflazione durante il periodo di costruzione. All'avvio della fase di produzione, il costo reale dell'impianto è quindi pari al costo "overnight", più gli oneri finanziari relativi agli esborsi sostenuti durante il periodo di costruzione. Conseguentemente i ricavi della produzione (e quindi il prezzo dell'energia venduta) durante l'intero periodo di produzione dell'impianto dovranno coprire sia il costo di costruzione dell'impianto (sostenuti nella fase precedente alla produzione) sia i costi di produzione (fissi e variabili) che annualmente sono sostenuti per il funzionamento dell'impianto.

Da notare per il caso Italia che secondo l'edizione 2011 del rapporto della Banca Mondiale "Doing Business", l'Italia è il novantaduesimo paese al mondo per la semplicità nell'ottenere licenze di costruzione. In particolare, il tempo medio di attesa è pari a 257 giorni, contro una media OCSE di 166. È del tutto evidente che questo problema – che è un problema di onerosità delle procedure e di efficacia ed efficienza del settore pubblico – si applica tanto al nucleare quanto alle tecnologie alternative.

Costo del combustibile[modifica | modifica wikitesto]

I costi del combustibile si distinguono in:

  • costi di acquisto del minerale, di conversione in UF6, di arricchimento nell'isotopo fissile, di rinconversione in ossido metallico e infine di realizzazione dell'elemento di combustibile;
  • costi per la chiusura del ciclo del combustibile utilizzato per la produzione. Si tratta dei costi relativi al trattamento del combustibile esaurito e alla sua collocazione in adeguati depositi nucleari (o, in alternativa, il suo riprocessamento, separando le scorie dal combustibile ancora utilizzabile).

La determinazione del costo del combustibile fresco, e quindi dell'incidenza sul costo dell'energia prodotta, viene fatta tenendo presente che il processo che porta alla realizzazione dell'elemento di combustibile comporta una sequenza piuttosto complessa di operazioni tecniche che vengono effettuate in tempi diversi, precedenti all'inizio dell'utilizzo del combustibile nel reattore. A titolo indicativo i costi (attualizzati) di realizzazione dell'elemento di combustibile che trova impiego in un reattore tipo PWR (Pressurized Water Reactor) da 1000 MWe, si stimano essere intorno ai 1500 €/kgUO2, con un'incidenza prevalente dei costi per le fasi di approvvigionamento del minerale e arricchimento.[57] Secondo gli studi dell'università di Chicago, di MIT e di WNA la prima tipologia di costo incide, nel Nord America, per circa 4 ÷ 5 $/MWh (assumendo un rendimento termodinamico dell'impianto pari al 35%). Più bassa è invece la stima fornita dallo studio del CERI, che riporta un valore pari a circa 2,8 €/MWh (pari a 4 Can$/MWh). Più difficile valutare i costi per la chiusura del ciclo del combustibile, in quanto, negli studi esaminati, tale voce di costo non è sempre presa in esame o quotata separatamente dalle altre. Secondo lo studio del WNA (2006), essi dovrebbero incidere circa il 10% del costo complessivo del MWh, cioè 2 $/MWh considerando che il costo complessivo preso a riferimento nel suddetto rapporto è circa 20 $/MWh. Negli USA è attivo un programma federale per la gestione del combustibile esaurito[58] che prevede un costo complessivo di 18 G$ ed è finanziato da una corrispettivo di 1 $/MWh a carico della produzione di energia elettrica da fonte nucleare.

Le variazioni di prezzo al dettaglio del minerale di estrazione raffinato (yellowcake) continuano ancora ad avere scarsa influenza sul prezzo finale dell'energia generata rendendola di fatto più prevedibile e meno volatile.[59] Nel 2008, per esempio, Areva dichiarò che il costo del combustibile dei suoi reattori EPR incideva solo per il 17% sui costi di generazione.[60]

Andamento del prezzo dell'uranio da NUEXCO Exchange Value Monthly Spot (US$/lb U3O8)

Per circa cinque decenni, dal 1950 al 2000, il prezzo dell'ossido di uranio naturale (uraninite UO2 e pechblenda U3O8, detta anche yellowcake) è stato generalmente basso e comunque quasi sempre in discesa considerando i prezzi al netto dell'inflazione,[61] fatta eccezione per la seconda metà degli anni settanta, quando salì al pari di quello di tutte le altre materie prime in seguito alle crisi petrolifere del 1973 e 1979.[62] Tuttavia, nel primo decennio del nuovo secolo tale andamento si è invertito, facendo crescere il prezzo del materiale fino a livelli mai raggiunti in precedenza (anche considerando l'effetto inflativo sul dollaro):[61] in pochi anni si è passati dai meno di 10 dollari/libbra del 2002 agli oltre 130 dollari/libbra di metà 2007,[63] con un successivo calo attorno agli 85 dollari/libbra nel corso del 2008.

Molti speculatori scommettono su un rialzo a breve termine del prezzo dell'uranio e quindi investono il proprio denaro in diritti di sfruttamento; le società di estrazione stanno valutando l'idea di riaprire molte miniere o filoni abbandonati in passato poiché antieconomici (ad esempio l'estrazione dai fosfati) e che ora possono al contrario risultare molto profittevoli.[64] Si ritiene che questo repentino aumento del prezzo sia dovuto alla riduzione dell'uranio proveniente dallo smantellamento delle armi nucleari russe e dall'aumento della richiesta dell'uranio che ha ridotto le scorte dei produttori. L'aumento delle attività estrattive dovrebbe altresì ridurre il costo della materia prima[65] che al 2001 (prima della rivalutazione degli ultimi anni) incideva solo per il 5-7% del totale dei costi della produzione di energia nucleare.[66]

Costi di esercizio e manutenzione (O&M)[modifica | modifica wikitesto]

Questa categoria include i restanti costi di produzione. Per comodità anche i costi di personale spesso vengono classificati come costi di O&M.

I costi di O&M di un impianto nucleare vengono di seguito distinti in:

  • costi fissi di O&M. Sono espressi in M$/MW/anno (oppure in M€/MW/anno). Fanno parte di questa categoria i costi del personale e altri costi (ad es. le tariffe di connessione alla rete) legati al fatto che l'impianto è in esercizio, piuttosto che alla quantità di energia prodotta;
  • costi variabili di O&M. Sono espressi in $/MWh (oppure in €/MWh). Sono costi dipendenti dall'effettiva produzione dell'impianto nell'anno.

Per questa tipologia di costi la letteratura riporta stime piuttosto diverse, sia come valore sia come loro articolazione. Lo studio dell'università di Chicago riporta i seguenti costi di O&M:

  • costi fissi di O&M: 0,060 M$/MW/anno;
  • costi variabili di O&M: 2,1 $/MWh.

È possibile riportare i costi fissi di O&M al costo dell'energia prodotta definendo un fattore si utilizzo dell'impianto, ad esempio il 90%. In questo caso il costo complessivo di O&M è pari a 10,16 $/MWh. Lo studio di MIT riporta invece i seguenti costi di O&M:

  • costi fissi di O&M: 0,063 M$/MW/anno;
  • costi variabili di O&M: 0,47 $/MWh.

Riportando anche in questo caso i costi fissi di O&M sul costo dell'energia prodotta, si ha un costo complessivo di O&M è pari a 8,9 $/MWh. Stime in linea con quelle dello studio MIT sono riportate anche nel rapporto DOE/EIA del 2006 (che stima, per i costi fissi e variabili, rispettivamente 0,062 M$/MW/anno e 0,45 $/MWh). Ulteriori stime relative ai costi di O&M in paesi europei (Francia e Germania) sono riportate nello studio WNA (2005). Secondo tale fonte la stima dei costo complessiva di O&M si aggira sui 10 - 11 €/MWh. Lo studio Dominion (Dominion, 2004) stima per i reattori ACR-700, ABWR e AP1000 un costo complessivo di O&M nel range 6 -11 $/MWh (con un valore pari a 9,80 Can$/MWh per il reattore ACR-700).

Da quanto riportato dallo studio del MIT, la Tennessee Valley Authority, nell'ambito del progetto per il riavvio di un impianto nucleare negli USA, stima un costo complessivo di O&M (esclusi i costi di combustibile) di circa 8 $/MWh. Lo studio di R. Tarjanne & S. Rissanen (2000), riporta costi di 7,2 €/MWh, riportati anche da AREVA (AREVA,2005). Sempre in ambito europeo, il progetto NEEDS (2005) stima per l'EPR costi di O&M tra 5 – 7 €/MWh.

Infine lo studio CERI riporta per il reattore Candu 6 un costo complessivo di O&M pari a 9,2 €/MWh (pari a 12,9 Can$/MWh) mentre per il reattore ACR-700 esso scende a 7,75 €/MWh (pari a 10,85 Can$/MWh), leggermente più basso della stima dello studio Dominion per lo stesso reattore.

Costi di smaltimento delle scorie radioattive[modifica | modifica wikitesto]

Tra i costi operativi di una centrale una voce importante meritano i costi per lo smaltimento delle scorie nucleari che dipendono strettamente dal metodo di smaltimento utilizzato ovvero dai livelli di sicurezza adottati. I maggiori livelli di sicurezza imponibili sembrano raggiungibili con l'uso di depositi di stoccaggio delle scorie di tipo geologico i quali però hanno costi ingenti oltre che tempi di realizzazione elevati. Viene spesso citato al riguardo dai critici del nucleare il deposito geologico di 'Yucca Mountain' negli USA che ha visto lievitare i costi fino a oltre 8 miliardi di dollari con tempi di realizzazione non ancora conclusi nonché dubbi sulla reale efficacia in termini di sicurezza e limitatezza nella capacità massima di scorie stoccabili in relazione alle reali necessità.[67]

Costi per lo smantellamento[modifica | modifica wikitesto]

Tutti gli impianti nucleari devono sostenere costi di decommissioning (dismissione) al termine della propria vita operativa. I costi per il decommissioning sono stimati nell'intervallo del 10 – 30 % del costo di capitale iniziale dell'impianto, attualizzati al primo anno di vita dell'impianto. I costi di dismissione per gli impianti di ultima generazione si collocano nell'intervallo 320 – 440 €/kWe; per impianti di vecchia concezione e limitata diffusione nel mercato (gas grafite AGR di concezione inglese, o reattori di realizzazione sovietica quali i VVER) i costi, data la specificità dell'impianto, possono essere sensibilmente diversi.

Fonte Tipo di reattore Potenza Installata
(MWe)
Costo
(M€)
Costo specifico
(€/kWe)
SOGIN (2004) PWR (Trino)
BWR(Caorso)
MAGNOX (Latina)
BWR (Garigliano)
270
860
210
160
300
600
600
300
1110
697
2857
1875
NEA (2003) PWR
BWR
1000
1000
320
420
320
420
Dominion (2004) ABWR
AP100
ESBWR
ACR-700
1370
1150
1340
703
595
416
570
444
434
361
425
316
IAEA (2004) VVER-440 440 212 – 632
($1998)
480 - 1436
NRC (2004) PWR
BWR
233
341

Essendo sostenuti solo alla fine della vita operativa dell'impianto, i costi per la dismissione incidono in misura ridotta su costo medio dell'energia durante la sua vita operativa.

Altri costi[modifica | modifica wikitesto]

Ulteriori costi connessi al funzionamento di un impianto nucleare riguardano:

  • Ulteriori investimenti durante la vita operativa dell'impianto. Tali costi, classificati come costi per incremento del capitale, sono menzionati sia dallo studio di MIT sia dallo studio dell'Università di Chicago. In entrambi i casi sono stimati nei termini di 0,02 M$/MW/anno. In aggiunta, lo studio del MIT specifica che, a scopo semplificativo, tali costi sono trattati alla stregua di costi variabili.
  • Costi di assicurazione. In molti paesi per esercire un impianto nucleare è necessario stipulare un'assicurazione per i rischi derivanti da suoi malfunzionamenti. In letteratura le informazioni circa l'ammontare del premio di questo tipo di assicurazioni e la sua modalità di pagamento sono scarse: a titolo di riferimento si riporta la stima apparsa sui quotidiani francesi, che per l'impianto EPR di Flamanville, stimava il costo dell'assicurazione pari a 600 M€, vale a dire 0,375 M€/MW.[senza fonte]
Conclusioni[modifica | modifica wikitesto]

Ricapitolando:[68]

  • L'investimento iniziale pesa nell'ordine del 60-70 % del costo medio attualizzato;[69][70]
  • La spesa per il combustibile, a seconda degli scenari di prezzo, vale circa l'8-15 per cento (di cui circa il 60 per cento direttamente imputabile al prezzo dell'uranio sul mercato internazionale, il resto ai costi di arricchimento e trattamento);
  • I costi di gestione e manutenzione pesano per circa il 5-10 per cento;
  • Il costo del decommissioning e del trattamento del combustibile esausto, pur essendo molto rilevante in termini nominali, pesa in effetti per circa il 5-10 per cento del costo medio attualizzato.[senza fonte]
Confronto con i costi degli altri sistemi per l'elettro-generazione[modifica | modifica wikitesto]
Il prezzo della nuova energia nucleare diventa più alto nel corso degli anni, mentre diventa più conveniente per le rinnovabili.

L'economicità dell'energia nucleare dipende anche dai costi delle fonti alternative: per questo in molti paesi, se l'energia atomica non è popolare, in tempi di crescita dei prezzi per i combustibili fossili, le argomentazioni a sostegno dell'energia nucleare riemergono.[71]

In alcuni luoghi, specialmente dove le miniere di carbone sono molto lontane dagli impianti, l'energia atomica è meno costosa, mentre in altri risulta avere un prezzo all'incirca pari o maggiore. Gli stessi paragoni possono essere fatti con gas e petrolio.

Inoltre, il costo dichiarato di molte energie rinnovabili aumenterebbe se fosse inclusa la fornitura delle fonti di riserva necessarie nei periodi in cui la natura intermittente di sole, vento, onde, eccetera non permette di produrre energia. Considerando questo è stato calcolato che l'energia eolica, una delle più grandi speranze per l'abbandono del nucleare, costerebbe il triplo del costo medio dell'elettricità in Germania.[72] D'altro canto il collegamento di tutte le reti elettriche nazionali permette in parte di compensare le carenze di produzione temporanee di un luogo con le eccedenze di un altro, rendendo gestibili le problematiche di tali fonti.

Varie istituzioni autorevoli negli ultimi anni hanno stimato il costo dell'energia prodotta per tipo di fonte.

Fonte Nucleare
$(2007)/MWh
Gas
$(2007)/MWh
Carbone
$(2007)/MWh
Nea-Oecd 58,53-98,75 85,77-92,11 65,18-80,0
Cbo 73 58 56
Ec 65-110 65-78 52-65
Epri 73 73-97 64
House of Lords 90 78 82
Mit 84 65 62
Eia-Doe 107,42 77,36 101,73
Moody's 150,83 120,56 111,85

Come si vede, tra le stime proposte si registra una notevole variabilità, sia per il nucleare sia per le altre fonti. Se si prendono i valori estremi (escludendo Moody's poiché si discosta molto dalla media), il costo di generazione medio attualizzato del nucleare va da 58,53 $/MWh (studio Nea con WACC al 5 per cento) a 110 $/MWh (Commissione europea con Wacc al 10 per cento); per i cicli combinati a gas si va da 58 $/MWh (Cbo) a 97 $/MWh (Epri); per il carbone da 52 $/MWh (Commissione europea) a 82 (Camera dei Lord). I documenti ufficiali di Enel e del governo italiano parlano di 60 euro/MWh.[73] I costi stimati per il nucleare non sono enormemente diversi, in misura statisticamente significativa e date le rilevanti incertezze, da quelli delle altre tecnologie: si può al massimo sostenere che è probabile che il carbone risulti leggermente più economico, sebbene la competitività del carbone sia criticamente dipendente dalle assunzioni che si fanno riguardo al prezzo della CO2 e alla severità delle politiche ambientali.

La maggior parte degli scarti fra gli studi non dipende da componenti casuali, ma da alcune ipotesi che vengono fatte fin dall'inizio, le più importanti delle quali riguardano il Wacc e gli scenari sui prezzi futuri dei combustibili fossili (petrolio e gas). Quale sia il valore corretto del Wacc non può essere estrapolato dagli studi citati, perché è specifica del luogo e del momento in cui l'impianto nucleare viene realizzato, e della tecnologia impiegata, oltre che di una serie di variabili di natura generale. Oltre tutto, è proprio l'esiguo numero di centrali nucleari costruite negli ultimi due decenni nei paesi OCSE a ridurre il significato empirico degli studi esistenti: ciascun investimento va trattato come un unicum, non può essere generalizzato né, tanto meno, ha portata generale un'indagine che guardi ai costi effettivi sostenuti nel passato.

Quello che suggeriscono gli studi citati è che il nucleare può essere competitivo e va considerato come un'opzione realistica e più o meno conveniente in funzione di una serie di variabili, alcune delle quali di natura progettuale (per esempio quale reattore si intenda installare, quanti reattori facciano parte di un singolo ordinativo, e quali economie di scala si riescano a sfruttare), altre finanziarie (il costo del capitale), altre ancora di ordine più generale (gli scenari di costo dell'uranio, dei combustibili fossili, e della CO2).[74]

Si veda come esempio la revisione (2009) dello studio del Massachusetts Institute of Technology[75] (2003) che ha evidenziato, per gli impianti di nuova costruzione, che il costo del kWh nucleare è superiore a quello di gas e carbone e che tali costi di generazione elettrica sono cresciuti negli ultimi anni anche se quelli relativi al nucleare meno rispetto agli altri. Le principali differenze tra i costi di generazione delle centrali nucleari e di quelle a gas e carbone secondo il MIT sono le seguenti:

  • le centrali nucleari richiedono un investimento significativamente più consistente delle altre;
  • negli Stati occidentali i tempi di costruzione subiscono lunghe e imprevedibili dilatazioni nei tempi dovute a proteste popolari e problemi di progetto (fenomeni "non presenti" in paesi quali Corea del Sud, Giappone e Cina);
  • oltre ai frequenti maggiori costi derivanti dai ritardi nell'entrata in esercizio, ha valutato gli oneri finanziari in partenza superiori per le centrali nucleari rispetto alle altre, in quanto scontano i maggiori rischi con saggi di interesse più alti a favore degli investitori (interessi sui capitali prestati valutati al 10% per il nucleare contro il 7,8% per gas e carbone e intero costo dell'impianto finanziato senza soldi propri).

Lo studio conclude affermando che: «Ridurre o eliminare questo premio di rischio fornisce un contributo significativo a rendere competitivo il nucleare. Con il premio di rischio e senza una carbontax, il nucleare è più costoso sia del carbone (senza cattura e sequestro del carbonio) sia del gas naturale (a 7 $/MBTU). Se questo premio di rischio può essere eliminato, il nucleare diminuisce il suo costo e diventa competitivo con il carbone e gas naturale, anche in assenza di carbontax. Il report del 2003 trova che una riduzione del capitale iniziale è possibile ma non provata [...] e che il premio di rischio è eliminabile, solo con dimostrate performance [nella costruzione degli impianti nei termini preventivati]». Va sottolineato che tendenzialmente i governi riducono questo premio di rischio garantendo una parte del capitale evitando così il costo determinato dal mercato.[76]

Lo studio MIT (2009) però indica (pag. 47, tabella 5) una vita operativa (Plant Life) per il reattore nucleare di 40 anni, al pari di un impianto di generazione a carbone o gas. Lo studio del MIT utilizzava valutazioni ancora risalenti al 2007, ma già nel 2009, la rivista scientifica Scientific American pubblicava un articolo in cui si pronosticava che la flotta di reattori degli Stati Uniti probabilmente sarebbe rimasta in funzione per altri 50 o forse anche 70 anni, ovvero ben oltre i 40 anni di vita pianificata alcuni decenni prima.[77] La rivista riporta che già allora oltre la metà dei 100 reattori avevano ricevuto una estensione ventennale della loro licenza operativa. E quasi tutti i restanti reattori si aspetta che ricevano tale estensione ventennale.[78] Un anno dopo, un altro autore riprende l'argomento, osservando che non è ancora stata identificata una ragione tecnica che possa ostacolare una maggiore durata dei reattori.[79] Dal 2014, la commissione di regolamentazione nucleare degli Stati Uniti (Nuclear Regulatory Commission) ha avviato lo sviluppo della procedura per l'estensione tra 60 e 80 anni, definendola “Subsequent License Renewal” (SLR). Il 14 luglio 2017, l'NRC pubblica l'ultimo piano di revisione normativa del SLR e dal 2018 ha incominciato a ricevere richieste per un SLR, tra cui quelle della Exelon Corporation e Dominion Energy.[80] Il progettista di uno dei reattori attualmente proposti al mercato, cioè l'EPR, nel suo sito indica come vita operativa iniziale (Service life) una durata di 60 anni.[81] Esiste perciò un consenso reputabile per una vita operativa dei reattori di almeno 60 anni, e l'utilizzo di un periodo di 60 anni, invece di 40 anni, riduce significativamente il risultato ottenuto dallo studio del MIT con riguardo all'energia nucleare. Si noterà come nella citata tabella 5 dello studio MIT, molti parametri che sono identici per l'energia da carbone e gas, sono diversi (in peggio) per quanto riguarda il nucleare, quindi il fatto che un parametro, la vita operativa, sia diverso (in meglio) non minerebbe la oggettività della tabella. La vita di un impianto a carbone o a gas mediamente non supera i 40 anni, al contrario delle centrali idroelettriche, la cui opera più rilevante, la diga, è costruita per durare oltre il secolo. Quindi appare che un paragone dei costi del nucleare dovrebbe essere calcolato con criteri più simili a quelli di una centrale idroelettrica, con il ben maggiore periodo di ammortamento tipico della seconda.

Anche la localizzazione del sito influenza gli esiti economici di una centrale: in presenza di un alto numero di centrali nucleari e di una filiera produttiva già attiva (come negli USA) il costo unitario di generazione risulta più basso.

Costo dell'elettricità per varie fonti alla generazione secondo studio del MIT del 2003 e aggiornamento del 2009
Costo di costruzione
$/kW
Costo carburante
$/mmBtu
Caso base
c$/kWh
con aggiunta di Carbontax a 25$/tCO2
c$/kWh
Stessi interessi sul finanziamento
c$/kWh
Studio del 2003, è stato utilizzato il valore del $ del 2002
Nucleare 2000 0,47 6,7 5,5
Carbone 1300 1,20 4,3 6,4
Gas 500 3,50 4,1 5,1
Studio del 2003 con aggiornamento del 2009, è stato utilizzato il valore del $ del 2007
Nucleare 4000 0,67 8,4 6,6
Carbone 2300 2,60 6,2 8,3
Gas 850 7,00 6,5 7,4
Bilancio energetico[modifica | modifica wikitesto]

Non è possibile definire con assoluta certezza il bilancio energetico di tutto il ciclo nucleare, perché il processo completo, dall'estrazione del combustibile sino alla fissione, è molto complesso ed energivoro. Però, l'enorme energia emessa dal processo nucleare ci permette una ragionevole certezza che sara prodotta più energia di quella consumata. In aggiunta a questo non tutto l'uranio minerario deriva unicamente da miniere di uranio ma in parte è anche un sottoprodotto di altre lavorazioni minerarie (è il caso di parte dell'uranio del Sudafrica o della miniera australiana di Olympic Dam), in cui è di difficile calcolo il costo energetico della sola produzione di uranio separata dalla produzione degli altri minerali.

Questo bilancio energetico finale viene chiamato EROEI e per una centrale nucleare può arrivare fino a 100 o oltre (rapporto molto conveniente). I fattori che portano a ciò sono molteplici: la concentrazione del minerale nella roccia, l'arricchimento del combustibile, la modalità di arricchimento (la diffusione gassosa consuma sui 2 500 kWh per SWU, contro i circa 60 kWh della centrifugazione), la vita dell'impianto (essendo il costo energetico della costruzione e del decommissioning fissi, si spalmano su una produzione elettrica più o meno ampia), il rapporto di conversione del reattore (più è alto, più uranio non fissile riesci a bruciare, e se >1 il reattore diventa autofertilizzante), l'efficienza energetica del reattore.

L'EROEI del nucleare è quindi molto variabile a seconda di tutti i cicli utilizzati. Considerando il ciclo singolo del combustibile nucleare, si passa da un valore minimo di 10,5 utilizzando la diffusione gassosa al massimo di 59 utilizzando la centrifugazione; col ciclo chiuso o con i reattori FBR questo valore è destinato ad aumentare, visto che col secondo metodo verrebbe meno il dispendio di energia per arricchimento ed estrazione mineraria (sarebbero utilizzate le scorte di uranio impoverito già estratte) che da soli coprono oltre il 50% della domanda energetica complessiva (caso "EROEI 59").[82]

Esternalità[modifica | modifica wikitesto]
Quali sono le fonti di energia più sicure e pulite?

Il nucleare avrebbe anche uno dei più bassi costi esterni, ad esempio in termini di ambiente e persone, anche se stime di questo genere sono estremamente inaffidabili perché il costo principale, e cioè il confinamento per secoli o millenni di migliaia di tonnellate di rifiuti radioattivi in siti sicuri (insieme con lo smantellamento delle centrali vecchie), presenta incognite, allo stato delle attuali tecnologie, insuperabili. Per i sostenitori dell'energia atomica, invece, essa è la sola fonte di energia che nei costi totali include esplicitamente i costi stimati per il contenimento delle scorie e per lo smantellamento dell'impianto (ma questi costi sono difficilmente stimabili e le passate stime al ribasso costringeranno i governi a spendere denaro pubblico per pagare lo smaltimento dei rifiuti pericolosi), e il costo dichiarato degli impianti a combustibile fossile è basso in modo fuorviante per questo motivo; il protocollo di Kyōto, inserendo nei costi le esternalità ambientali a livello di effetto serra, dovrebbe correggere questo punto: il nucleare, considerando gli effetti esterni associati a ogni modo di produrre energia, sarebbe quindi un modo economicamente competitivo e rispettoso dell'ambiente per produrre energia rimpiazzando i combustibili fossili.[83] Secondo alcune stime, nel Regno Unito per esempio i costi esterni per il nucleare, per quanto riguarda effetto serra, salute pubblica, salute sul lavoro e danni materiali, ammontano a 0,25 centesimi di euro al kWh, cioè poco più che per l'eolico (0,15 centesimi di euro per kWh), ma molto meno che per il carbone (da 4 a 7 centesimi di euro per kWh), il petrolio (da 3 a 5 centesimi di euro per kWh), il gas (da 1 a 2 centesimi di euro per kWh) e le biomasse (1 centesimo di euro per kWh).[84]

Polizze assicurative[modifica | modifica wikitesto]

Vista l'entità dei rischi che comportano, nella maggior parte dei paesi dotati di centrali nucleari, queste non possono essere assicurate solamente da assicuratori privati, a causa degli alti costi prospettati nel caso di un incidente grave. Nel 2005 il governo statunitense ha fissato a 300 milioni di dollari la cifra massima stipulabile per un'assicurazione in questo campo, mentre il rischio di un grave incidente nucleare sarebbe molto maggiore (anche se questo non è successo nel caso dell'incidente di Three Mile Island). Per questo motivo i governi devono sostenere le spese assicurative.[85] Questa pratica è simile a quella per le banche, che sono anch'esse sostenute con garanzie pubbliche per risarcire i risparmiatori in caso di fallimento.

La legge Price-Anderson Act, la prima legge completa al mondo sulla responsabilità nucleare, è fondamentale nella risoluzione della questione della responsabilità per gli incidenti nucleari dal 1957. Viene rinnovata ogni dieci anni circa, con un forte sostegno bipolare, e stabilisce che gli operatori individuali sono responsabili per due livelli di copertura assicurativa:

  • il primo livello riguarda l'obbligo per ogni sito nucleare di sottoscrivere una polizza con copertura di 300 milioni di dollari presso assicuratori privati;
  • al secondo livello, se richiesto, fanno fronte congiuntamente tutti gli operatori di reattori degli Stati Uniti; questo livello viene finanziato con pagamenti retroattivi fino a 96 milioni di dollari per ogni reattore, raccolti in rate annue di 15 milioni e adeguate tenendo conto dell'inflazione.

La cifra totale supera i 10 miliardi di dollari (il ministero dell'energia fornisce 9,5 miliardi per le proprie attività nucleari). Indipendentemente dalla responsabilità, il Congresso, in qualità di assicuratore ultimo, deve decidere come disporre i risarcimenti nel caso in cui le richieste avanzate superino la cifra coperta di 10 miliardi. Nel 2005, la legge è stata nuovamente rinnovata dal Congresso all'interno della Legge sulla politica energetica del 2005.

Opinioni[modifica | modifica wikitesto]

Il dibattito sull'economicità delle centrali elettriche a fissione è sempre stato molto acceso e portato avanti da posizioni contrastanti. Vi è chi sostiene che gli studi delle agenzie internazionali dimostrino la competitività[86] del nucleare e la sua utilità,[87][88] mentre secondo altri studi l'energia nucleare è economicamente svantaggiosa e gli enormi capitali necessari alla costruzione di un impianto e alla gestione completa del ciclo del combustibile non possono essere compensati dalla produzione di energia.

Paine ha dichiarato: «L'analisi [...] suggerisce che anche nelle condizioni più ottimistiche (dove i costi sono considerevolmente tagliati e i redditi salgono notevolmente), le centrali nucleari dell'attuale generazione, nel corso della loro vita, possono arrivare al massimo a coprire i costi».[89]

I punti principali nella sua argomentazione sono:

  • è improbabile che i costi di costruzione siano recuperati con l'attività dell'impianto, considerata la sua durata e il guadagno attesi;
  • il costo delle altre fonti di energia (come petrolio, gas naturale, carbone) dovrebbe salire in modo non realistico affinché il nucleare diventi competitivo (mentre il costo delle fonti rinnovabili, già inferiore in alcuni casi, è destinato a scendere sempre più col migliorare delle tecnologie);
  • l'impianto raramente funziona a pieno regime, secondo l'autore solitamente è sfruttato soltanto per un 58% (ipotesi falsa poiché al giorno d'oggi il fattore di utilizzo mondiale è, in media, dell'81%[90]) dal momento che alcuni impianti periodicamente devono essere fermati per controlli di sicurezza. Aumentare questa percentuale ci esporrebbe inevitabilmente a un rischio;
  • a conti fatti, l'energia nucleare sarebbe un investimento proficuo solo negli scenari più ottimisti (durata della vita massima, miglioramento della tecnologia, costi d'esercizio e dell'energia).

Paine non discute dei problemi ambientali e delle esternalità economiche, come lo smaltimento delle scorie. Lamenta anche il fatto che i dati precisi sulla convenienza in termini economici dell'energia atomica non sono disponibili al pubblico.

Tesi simili sono sostenute dall'associazione ambientalista Greenpeace secondo cui: considerando 75 impianti statunitensi completati, si è constatato che i costi di costruzione totali effettivi sono stati di 145 miliardi di dollari contro i 45 previsti; in India gli stanziamenti previsti inizialmente per gli ultimi dieci impianti sono aumentati del 300%. I costi dipendono strettamente dai tempi necessari, che da uno studio del Consiglio Mondiale dell'Energia (WEC) sugli impianti in costruzione nel mondo tra il 1995 e il 2000 sono risultati essere aumentati da 66 a 116 mesi. Questo si dovrebbe all'aumentata complessità degli impianti.[91] Tuttavia Greenpeace ha attirato su di sé molte critiche per il modo di condurre le proprie analisi.[92]

Secondo invece le relazioni dell'Agenzia Internazionale dell'Energia e dell'Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico emergono dati diversi: il prezzo di un kWh nucleare ammonterebbe in definitiva, secondo le stime dell'OCSE, a circa 5 centesimi di dollaro se il tasso di sconto praticato è del 5%. Si tratta di un prezzo medio inferiore a quello dovuto alla produzione di un kWh con le altre fonti energetiche, mentre se si assume un tasso di sconto del 10% i costi salgono e le differenze fra fonti energetiche si riducono.[93]

Secondo altri studi, la dimostrazione della non economicità dell'elettricità da fissione nucleare è che, negli ultimi anni, alcune aziende private hanno cambiato i loro progetti riguardanti la costruzione di nuove centrali in area OCSE. Nel 2009 infatti ci sono stati dei casi di rinunce da parte di compagnie elettriche: ad esempio, la MidAmerican Nuclear Energy Co, operante in Idaho, ha rinunciato alla realizzazione dei suoi progetti di espansione del numero di reattori;[94] la AmerenUE, operante in Missouri e Illinois, ha anch'essa rinunciato alla costruzione di un reattore EPR statunitense.[95] Entrambe le compagnie hanno evidenziato che l'alto costo di realizzazione nel sito in esame non si tradurrebbe per il momento in una riduzione del costo dell'energia elettrica a causa della maggior convenienza del gas dei nuovi giacimenti di scisti rispetto all'uranio. Tuttavia va anche evidenziato come nel corso degli ultimi decenni la tendenza è stata quella di potenziare con l'aggiunta di nuovi reattori nello stesso sito centrali già esistenti (vedasi caso Olkiluoto e gli impianti statunitensi), senza contare che ci sono delle centrali in costruzione nei paesi più industrializzati e altre sono in fase di progetto.[96]

Questioni ambientali[modifica | modifica wikitesto]

Considerazioni generali[modifica | modifica wikitesto]

Le preoccupazioni principali dovute all'uso di energia nucleare per la produzione di elettricità riguardano l'impatto sull'ambiente e la sicurezza delle persone. Alcuni incidenti nucleari hanno provocato una contaminazione radioattiva. Il più grave incidente, il disastro di Černobyl', ha ucciso delle persone, provocato feriti e danneggiato e reso inutilizzabili per decenni grandi porzioni di territorio. Recentemente, in Giappone è avvenuto il disastro di Fukushima Dai-ichi.[97]

Inoltre, esistono rischi di contaminazione radioattiva nelle fasi di estrazione e arricchimento del combustibile nucleare e lo smaltimento e deposito a lungo termine del combustibile esaurito sotto forma di scorie nucleari. Ad esempio, nel caso della centrale di Tricastin, circa 18 000 litri di acqua contaminata da uranio sono stati dispersi accidentalmente nell'ambiente.[98][99]

Un altro problema è l'elevata quantità di acqua necessaria per il raffreddamento della centrale e l'immissione delle acque calde nei sistemi idrici: ciò in alcuni ecosistemi può causare pericoli per la salute delle forme di vita acquatica, come per talune specie di pesci già a rischio di estinzione.[senza fonte] Tali difficoltà possono essere notevolmente ridotte usando torri di raffreddamento, che di solito sono collocate in quei luoghi dove si ritiene inaccettabile un riscaldamento eccessivo delle acque o vi è scarsità di acqua per refrigerare il condensatore della centrale, oppure costruendo le centrali vicino al mare dove la disponibilità di acqua è quasi sempre assicurata.[senza fonte]

Tale problema accomuna solo parzialmente gli impianti nucleari a quelli termoelettrici. [senza fonte] Da un lato il rendimento termodinamico di una centrale nucleare è nettamente più basso di quello di un moderno impianto termoelettrico (30-38% contro il 60% per gli impianti termici migliori) [senza fonte], e pertanto a parità di elettricità prodotta gli scarichi termici sono molto superiori. Dall'altra una centrale termoelettrica può, per tipologia e collocazione geografica, essere allacciata più facilmente a reti di teleriscaldamento (cogenerazione), recuperando così un'ulteriore quota di calore anziché disperderlo in ambiente, soluzione poco usata tramite fonte nucleare.[100]

Emissioni atmosferiche e gas serra[modifica | modifica wikitesto]

Le centrali nucleari, malgrado non abbiano emissioni di fumi di combustione come le comuni centrali termoelettriche, rilasciano in atmosfera dosi di radioattività sotto forma di scarichi sia liquidi sia gassosi: in particolare trizio, isotopi del cesio, del cobalto, del ferro, del radio e dello stronzio; tali emissioni perdurano anche a distanza di decenni dalla chiusura degli impianti in quantità (dalle migliaia alle centinaia di milioni di becquerel di attività sparsa sul territorio)[101] che però sono pari a un millesimo della radioattività naturale (un uomo medio ha una radioattività di 8 000 becquerel).[102] Vi sono inoltre emissioni di grandi quantità di vapore acqueo proveniente dalle torri di raffreddamento (presenti solo in alcuni impianti).

Nei primi anni del 2000, alcuni settori industriali hanno caldeggiato un ritorno del nucleare in Italia, anche con la motivazione di ridurre le emissioni di gas serra.[103] Questa affermazione è contestata da molte organizzazioni ambientaliste.[104]

I reattori nucleari non emettono direttamente gas serra durante le operazioni normali; tuttavia, l'estrazione mineraria e il trattamento dell'uranio ne generano comunque una piccola quantità.[105] Secondo l'associazione delle industrie del settore nucleare (WNA), le emissioni prodotte nell'intero ciclo di vita sono minori di qualunque altra fonte energetica.[106] Comunque, un tema controverso è che le emissioni di gas serra dovute all'estrazione mineraria, alla lavorazione e all'arricchimento potrebbero essere di alcune volte maggiori in futuro mentre le riserve mondiali di uranio di prima qualità andranno via via esaurendosi e si userà sempre più uranio di bassa qualità, sebbene in valore assoluto le emissioni rimarrebbero comunque modeste.[senza fonte]

In un documento del 2000 commissionato dal gruppo verde al Parlamento Europeo intitolato Is Nuclear Power Sustainable? («L'energia nucleare è sostenibile?») e nel documento successivo del maggio 2002 intitolato Can Nuclear Power Provide Energy for the Future; would it solve the CO2-emission problem? («L'energia nucleare può fornire energia per il futuro? Risolverebbe il problema delle emissioni di CO2?»), Jan Willem Storm van Leeuwen e Philip Smith hanno sostenuto che il costo dell'energia nucleare alla fine supererà quello dei combustibili fossili nelle emissioni di gas serra man mano che scarseggerà il minerale uranifero di alta qualità. I due hanno messo in dubbio la sua sostenibilità all'interno di un piano di tutela ambientale. Questo documento è stato liquidato come falso dalle industrie del settore nucleare poiché i risultati pubblicati sull'estrazione del minerale mostrano un vantaggio del 99% della generazione di energia nucleare nei confronti dei combustibili fossili sul versante delle emissioni di CO2. Gli autori hanno attenuato molto le affermazioni contenute nel loro documento e l'hanno ripubblicato nel 2005, omettendo la maggior parte dei valori numerici usati, ma le affermazioni rimanenti sono ancora contraddette da alcuni studi sul ciclo di vita (ad esempio Vattenfall). Tutto ciò mette fortemente in dubbio l'articolo le cui previsioni si pensa siano sbagliate perché si basano su elementi smentiti dai dati attuali, talvolta di 3:1 ma anche 60:1.[82]

La Germania ha affiancato all'abbandono dell'energia nucleare lo sviluppo dell'energia rinnovabile e intende aumentare l'efficienza delle centrali elettriche fossili per ridurre la dipendenza dal carbone. Secondo il ministro tedesco Jürgen Trittin nel 2020 questo diminuirà le emissioni di anidride carbonica del 40% rispetto ai livelli del 1990. La Germania è diventata un paese modello per gli sforzi compiuti per rispettare il protocollo di Kyōto. Inoltre la Germania ha conseguito ottimi risultati in materia di risparmio energetico, grazie agli sforzi compiuti a partire dalla crisi energetica degli anni settanta. I critici della politica tedesca ritengono una contraddizione l'abbandono dell'energia nucleare a favore dell'energia rinnovabile, dato che entrambe hanno emissioni molto basse di CO2.

Tutti gli altri prodotti di scarto delle centrali nucleari vengono raccolti e depositati in isolamento, a differenza delle altre fonti energetiche come il petrolio e il carbone i cui residui inquinanti sono immessi direttamente nell'ambiente circostante. Senza centrali nucleari, se fossero costretti a sostituirle con centrali a combustibile fossile, ogni anno gli Stati Uniti produrrebbero quasi 700 milioni di tonnellate metriche di anidride carbonica in più, una cifra all'incirca pari alla quantità di anidride carbonica prodotta annualmente dalle automobili statunitensi.

Lo smaltimento delle scorie radioattive[modifica | modifica wikitesto]
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Scoria radioattiva.

Non sono ancora stati completamente risolti i problemi relativi al confinamento di scorie nucleari a lungo termine. In effetti, una volta esaurito il fissile presente nel combustibile, restano i sottoprodotti della reazione a catena, che in massima parte non sono fissili ma continuano a essere radioattivi. Questi sottoprodotti sono una gamma di isotopi con tempo di dimezzamento molto vario, ma che può arrivare anche ad alcune migliaia di anni: le scorie prodotte dai reattori si mantengono radioattive a lungo nel tempo, fino al caso estremo del Cesio 135 (135Cs) che impiega 2,3 milioni di anni per dimezzare la propria radioattività.

Le scorie nucleari hanno altresì un volume minimo (un tipico reattore nucleare di potenza produce circa 25 tonnellate all'anno di combustibile irraggiato pari a circa , corrispondente a 28  una volta depositato all'interno di un fusto[107]) e in termini di volume costituiscono meno dell'1% dei rifiuti altamente tossici nel tempo nei paesi industrializzati, sebbene la loro tossicità non sia per nulla paragonabile.

La quantità di scorie potrebbe essere ridotta in diversi modi, sia tramite ritrattamento nucleare sia con reattori autofertilizzanti veloci; i reattori subcritici (o fissione assistita, amplificatori di energia, accelerator driven system o TraSco-EuroTrans che dir si voglia) e i reattori autofertilizzanti veloci (FBR) possono ridurre di molto il tempo di confinamento sia delle scorie neoprodotte, sia di quelle già esistenti.

Il 96% delle scorie altamente radioattive potrebbe essere riciclato e riutilizzato se i rischi aggiuntivi di proliferazione fossero ritenuti accettabili. Questi progetti vengono approfonditi fin dai primi anni novanta, e prevedono due alternative:

  1. l'incenerimento (incineration), cioè il bombardamento dei radioisotopi con neutroni prodotti per "spallazione" da un bersaglio colpito con protoni accelerati con un apposito acceleratore di particelle (accelerator driven system);
  2. colpire i radioisotopi con i raggi gamma prodotti da un apposito laser.

Nonostante i notevoli investimenti in tempo e denaro, non si è ancora giunti a risultati definitivi su queste procedure, che comunque richiedono investimento nell'ordine del miliardo e mezzo di euro per ogni impianto,[108] gettando così un'ulteriore, pesante incognita sui costi dell'elettricità nucleare. Il plutonio, che è contenuto nelle barre di combustibile esaurito, è estratto in impianti simili a quello Areva a La Hague (Francia) o a quello BNFL a Sellafield (Regno Unito).

È necessario prevedere sia delle aree di stoccaggio in cui gli isotopi più radioattivi (scorie di terza categoria) abbiano il tempo di decadere, sia dei siti di immagazzinamento definitivo in cui riporre il restante materiale radioattivo (scorie di prima e seconda categoria, ossia con un'emivita inferiore ai 300 anni). Nel caso di riprocessamento del combustibile irraggiato, queste ultime vengono conservate in depositi superficiali di cemento che dopo circa tre secoli, quando la radioattività delle scorie diventa paragonabile a quella del fondo naturale, vengono definitivamente ricoperti di terra. Nonostante sia un punto molto controverso, i sostenitori del nucleare affermano che la soluzione dello smaltimento sotterraneo (geologico) permanente (reversibile o irreversibile che sia) delle scorie "a secco" (ossia senza preventivo riprocessamento) o di quelle di terza categoria nel caso di riprocessamento - un'idea che diversi paesi hanno già preso in considerazione - sia ben testata e provata; al riguardo fanno infatti notare l'esempio naturale di Oklo, il deposito naturale di scorie radioattive, dove le scorie sono confinate da circa 2 miliardi di anni con una contaminazione minima dell'ecosistema circostante.

Dalla parte opposta c'è chi cita l'esempio poco virtuoso del deposito geologico di Asse in Germania, ricavato in una miniera di potassa aperta dagli inizi del Novecento e che venne inizialmente studiato negli anni sessanta. In seguito allo scavo di ulteriore camere per lo stoccaggio di rifiuti a bassa e media attività,[109] venne raggiunta la parte più esterna della miniera.[110] Data la conformazione delle rocce e dell'uso abbastanza intensivo della miniera, oltre che l'uso di materiale di riempimento, negli anni si ha avuto un deciso aumento delle infiltrazioni d'acqua, andando a intaccare la tenuta di alcuni contenitori che contenevano i rifiuti radioattivi, evidenziando perdite di cesio. Nonostante si ritenga generalmente che le miniere di sale siano immuni alle infiltrazioni d'acqua e geologicamente stabili, e pertanto adatte a ospitare per migliaia di anni le scorie nucleari, nel caso di Asse le infiltrazioni ci sono e le perdite di sostanze radioattive sono state rilevate per la prima volta nel 1988. Gli studi preliminari effettuati negli anni sessanta viceversa consideravano Asse una locazione adatta per lo stoccaggio dei LAW e dei MAW; per eliminare le infiltrazioni, si stanno studiando vari metodi per la stabilizzazione delle rocce che formano il deposito.[110] Seppur al livello di bozza, vi è anche la possibilità che i rifiuti vengano recuperati, nel caso che questo non comporti rischi maggiori per la popolazione e il personale che dovrà maneggiare i rifiuti.[111][112] Sono inoltre stati rilevati rischi di crollo dei tunnel, con enormi rischi di una forte dispersione di sostanze radioattive.

Scorie nucleari, se pure molto poco durevoli in termini di radiotossicità, sono anche grandi parti delle strutture delle centrali nucleari. La radioattività indotta da neutroni e gli elementi, ad alta attività ma breve vita, rilasciati dall'operazione quotidiana del ciclo di raffreddamento sulle parti a contatto con il fluido primario, determinano la necessità tecnica, per evitare alti costi e rischi per il personale, di attendere lunghi periodi, dopo la fine delle operazioni produttive e lo spegnimento del reattore, prima di incominciare lo smantellamento vero e proprio. In Inghilterra, dove per centrali come quella di Calder Hall sono previsti cento anni di chiusura dopo lo spegnimento, il costo dello smantellamento si prospetta molto più basso (molte decine di volte minore) di quello che scontano ad esempio reattori come quelli Italiani, il cui smantellamento "accelerato" è stato deciso per ragioni politiche nella tredicesima legislatura, con un decreto dell'allora ministro Bersani, per i quali il costo di smantellamento potrà essere alla fine anche due o tre volte superiore a quello di costruzione.

In molti paesi non è ancora stato stabilito chi debba coprire i costi di gestione delle aree di confinamento delle scorie nucleari. Al momento sembra che probabilmente, almeno in Germania, lo Stato pagherà i costi per le scorie dirette (barre esaurite) e i materiali contaminati delle centrali o prodotti nell'estrazione del plutonio e dell'uranio, così come le altre scorie nucleari, perché l'industria non dispone di mezzi sufficienti. Negli Stati Uniti, le società di servizi pagano una tassa fissa per chilowattora in un fondo monetario per lo smaltimento amministrato dal Dipartimento per l'energia.

In Gran Bretagna, nell'aprile 2005 questo problema ha portato alla creazione dell'Autorità Nazionale per lo smantellamento.

La sicurezza[modifica | modifica wikitesto]
Considerazioni generali[modifica | modifica wikitesto]
Elemento di combustibile: assemblaggio di barre in reticolo quadrato 17x17

La sicurezza delle centrali nucleari è stata spesso messa in questione, dal momento che le strutture più visibili, come le torri di raffreddamento, appaiono fragili e potrebbero quindi essere facili obiettivi di attacchi terroristici, ad esempio da parte di kamikaze che impiegassero aerei di linea per colpirle (questo dibattito è stato molto acceso in Germania)[senza fonte]. Secondo i sostenitori del nucleare, questi attacchi potrebbero rendere le centrali inattive ma non potrebbero produrre contaminazioni radioattive dato che il nucleo delle centrali è protetto da mura di cemento armato spesse diversi metri: eventuali aerei kamikaze non sarebbero in grado di rompere i muri esterni a meno di utilizzare cariche esplosive estremamente potenti. D'altronde non è detto che gli attacchi debbano essere attuati attraverso esplosioni esterne all'edificio. Le centrali nucleari, secondo i loro sostenitori, vengono sorvegliate con estrema attenzione, anche se molti lo mettono in dubbio. Uno studio condotto dalla commissione statunitense che controlla il settore nucleare (Nuclear Regulatory Commission) ha evidenziato che più di metà delle centrali nucleari statunitensi non sono state in grado di prevenire una simulazione di attacco.[113]

La sicurezza della tecnologia nucleare viene garantita, anche se in maniera meno vistosa, non solo nel bruciamento in centrale, ma su tutto il ciclo di produzione, che comprende anche trattamento e deposito. Tuttavia maggior attenzione dovrà comunque essere rivolta agli aspetti riguardanti il trasporto e lo stoccaggio delle scorie.

I sostenitori del nucleare sottolineano altresì l'alto livello di sicurezza vigente per gli addetti impiegati nel settore, che del resto sono inevitabilmente meno, essendo il nucleare un attribuito ad altre fonti: 342 all'energia prodotta dal carbone, 85 al metano e 883 all'energia idroelettrica[senza fonte].

Fughe radioattive[modifica | modifica wikitesto]

Secondo i contrari al nucleare, dato che le fuoriuscite incontrollate di materiale radioattivo mettono a rischio la sicurezza delle centrali nucleari, il rischio delle fughe radioattive sarebbe intollerabile. Per far fronte a questi timori, tutti gli operatori nucleari sono obbligati a misurare le radiazioni all'interno dei siti e attorno a essi e a render note tutte le particelle e le radiazioni emesse. Ciò deve essere certificato da un organo di valutazione indipendente. Questa pratica è sostanzialmente identica in tutti i paesi membri dell'AIEA. Nel caso le sostanze fuoriescano in quantitativi considerevoli, cioè al di sopra dei limiti fissati dal NCRP (National Council on Radiation Protection and Measurements, Consiglio Nazionale sulla Misurazione e la Protezione dalle radiazioni) degli Stati Uniti e obbligatorio per tutti i membri AIEA, bisogna mettere al corrente l'AIEA ed è necessario che venga assegnato almeno un livello 5 della scala INES, un evento molto raro. Tutte le attrezzature vengono controllate regolarmente. Inoltre, tutti gli operatori sono obbligati a divulgare pubblicamente gli elenchi completi delle misurazioni. Un individuo che viva vicino a una centrale in media ne riceverà circa l'1% dei livelli di radiazione naturali, molto al di sotto dei limiti di sicurezza. In Gran Bretagna studi approfonditi condotti dal Comitato sugli Aspetti Medici delle Radiazioni nell'Ambiente (COMARE) nel 2003 non hanno riscontrato prove di una maggior incidenza del cancro tra i bambini che vivono vicino alle centrali nucleari. Hanno invece rilevato un numero abnorme di leucemie e di linfoma non-Hodgkin (LnH) vicino ad altre installazioni nucleari, come quelle di AWE a Burghfield, di UKAEA a Dounreay e di BNFL a Sellafield sebbene COMARE abbia giudicato improbabile un legame tra questo e il materiale nucleare. Secondo COMARE, «è improbabile che le incidenze abnormi attorno a Sellafield e Dounreay siano un fatto casuale, anche se attualmente non esiste una spiegazione convincente del fenomeno».[senza fonte][114]

L'incidente di Černobyl', accaduto a causa della combinazione di svariate violazioni delle misure di sicurezza da parte del personale e un progetto carente riguardo ad alcuni aspetti di sicurezza, non è fisicamente ripetibile in un reattore moderato ad acqua, che si caratterizza per altri tipi di incidente. L'impianto di Černobyl' inoltre aveva un tipo di sistema di contenimento secondario solo parziale: una struttura completa avrebbe forse limitato la dispersione all'esterno dei rilasci radioattivi.

Un involucro di contenimento completo era invece presente nella centrale di Three Mile Island (Pennsylvania, USA), che subì un incidente nel 1979 con la fuoriuscita di quantità significative di radionuclidi e la parziale fusione del nocciolo. Tale fuga radioattiva fu mitigata (ma non annullata) dalla presenza di appropriate strutture di contenimento del reattore americano rispetto a quello sovietico.

Questi sono fra i più noti e gravi episodi di incidenti a centrali civili, anche se un discreto numero di episodi anche seri si è verificato nel corso degli anni passati (ad esempio a Sellafield in Gran Bretagna o a Browns Ferry negli USA[115]) e continua a verificarsi, ad esempio con vari scandali in Giappone.[116]

Un altro problema di sicurezza riguarda il pericolo di fughe radioattive non derivanti da guasti interni alla centrale, ma da eventi esterni che possono compromettere la tenuta delle strutture. Un evento climatico catastrofico, quale un tornado o un terremoto di particolare intensità, potrebbero distruggere l'edificio di contenimento, se non adeguatamente dimensionato. In Giappone gli impianti della centrale nucleare di Kashiwazaki-Kariwa, furono danneggiati nel 2007 a seguito di un terremoto di intensità superiore a quello considerato nel progetto e si ebbero rilasci di radioattività nell'ambiente non completamente e univocamente quantificati (si veda la voce relativa per dettagli).

Sempre in Giappone, a seguito del terremoto di Sendai, nel marzo 2011, una serie di quattro distinti gravi incidenti occorsi presso la centrale nucleare Fukushima I hanno causato il disastro di Fukushima Dai-ichi.

Mortalità[modifica | modifica wikitesto]
Morti per TWh per fonte di energia: -carbone (blu); -lignite (rosso); -torba (giallo); -olio combustibile (verde chiaro); -gas (marrone); -nucleare (azzurro); -bioenergie (nero); -idroelettrico (verde scuro); -eolico (viola).
Morti per TWh per fonte di energia:
-carbone (blu);
-lignite (rosso);
-torba (giallo);
-olio combustibile (verde scuro);
-gas (marrone);
-nucleare (azzurro);
-bioenergie (nero);
-idroelettrico (verde chiaro);
-eolico (viola).

Externe,[117] il progetto di ricerca europeo sulle esternalità, ha stimato le morti causate dalle fonti energetiche considerando tutto il ciclo di vita dell'impianto: dall'estrazione del combustibile allo smantellamento o riconversione dei siti di produzione, ovvero lo studio tiene conto dei morti in miniera tanto quanto dei morti per inquinamento ambientale.
Questi sono i risultati ottenuti (grafico sulla destra):[118][119]

Questioni di proliferazione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Trattato di non proliferazione nucleare.

Un'argomentazione contro l'elettro-generazione da fonte nucleare consiste nel rischio derivante dall'incremento delle scorie radioattive complessivamente prodotte. Anche scorie di bassa qualità possono essere adoperate infatti per costruire le cosiddette "bombe sporche" (dette più precisamente "armi radiologiche" e nelle quali la totalità del potere deflagrante è fornito da esplosivi tradizionali circondati da un qualsiasi tipo di materiale radioattivo che, con l'esplosione, si diffonde poi nell'ambiente) che vengono generalmente considerate (a torto o a ragione) un buon strumento a fini terroristici grazie alla loro relativa facilità di preparazione.

Un'eventualità ancora più rischiosa è il potenziale collegamento fra usi civile e militare (che nella maggior parte dei paesi sono mantenuti rigorosamente separati), che potrebbe portare a un aumento dei paesi possessori di bombe atomiche. Il know-how maturato per la costruzione di centrali nucleari potrebbe essere utilizzato per l'avvio di programmi di riarmo atomico. La produzione di energia nucleare si basa su un meccanismo di reazione a catena, controllato, che è tecnicamente più difficile da gestire di un utilizzo dell'uranio per scopi bellici.

Nelle barre di combustibile nucleare industriali, la frazione di isotopo di uranio fissile 235 deve essere incrementata dalla percentuale naturale dello 0,7% fino al 5% per potere generare una reazione a catena; fanno eccezione quegli impianti che usano acqua pesante o grafite come moderatori, come i reattori CANDU o i reattori RBMK. Un impianto per l'arricchimento dell'uranio (per esempio quello tedesco di Gronau) potrebbe – con grande difficoltà – aumentare la quantità dell'U 235 fino all'80% o più in modo da poter realizzare delle armi nucleari. Di conseguenza, alcune delle tecniche per l'arricchimento dell'uranio sono mantenute segrete (per esempio la diffusione gassosa, la centrifuga del gas, l'AVLIS e il ritrattamento nucleare).

Gli oppositori del nucleare sostengono che non è possibile distinguere fra uso civile e uso militare e quindi l'energia nucleare contribuisce alla proliferazione delle armi nucleari. Mentre è possibile far funzionare una centrale nucleare con materiali non affini alle armi, il possesso di un reattore comporta l'accesso a materiali e tecnologie che possono essere usati in speciali reattori militari a bassa combustione e ritrattati per produrre plutonio, l'elemento essenziale per la costruzione di armi nucleari ad alta resa. Questo è ciò che è accaduto in Israele, India, Sudafrica (che in seguito ha consegnato le proprie armi nucleari) e Corea del Nord: tutti hanno dato il via a programmi "pacifici" per l'energia nucleare con reattori che poi sono stati usati per produrre plutonio adatto per le armi. Israele e Corea del Nord attualmente non dispongono di centrali nucleari, mentre il Sudafrica ne ha aperta una molto dopo essersi dotato di armi nucleari. A molti pare una stridente contraddizione che George Bush nel 2006 abbia fortemente sostenuto l'opzione del nucleare come fonte energetica sicura, economica e pulita opponendosi contemporaneamente con tutte le proprie forze al programma nucleare iraniano, fino al punto di minacciare un intervento militare: se nonostante tutte le assicurazioni dell'Iran che lo scopo del progetto è puramente civile la sola possibilità che non sia così è sufficiente perché il rischio che si producano armi atomiche sia considerato tanto grave da imporre interventi tanto pesanti, allora è insostenibile la posizione di chi sostiene che le centrali nucleari non costituiscano un rischio di proliferazione nucleare.

Gran parte del timore popolare per la possibile proliferazione delle armi deriva dalla considerazione dei materiali fissili. Ad esempio, a proposito del plutonio contenuto nel combustibile esaurito che ogni anno viene generato dai reattori nucleari commerciali di tutto il mondo, è corretta ma fuorviante l'affermazione secondo cui servono solo pochi chili di plutonio per fare una bomba: tutti i paesi infatti dispongono di uranio in quantità tali da poter costruire alcune armi (l'uranio andrebbe però arricchito).

Il plutonio è una sostanza con proprietà variabili a seconda della fonte. È composta da diversi isotopi, come Pu-238, Pu-239, Pu-240 e Pu-241. Si tratta sempre di plutonio ma non tutti questi tipi sono fissili: solo Pu-239 e Pu-241 possono essere sottoposti alla normale fissione in un reattore. Il plutonio 239 è un combustibile nucleare eccellente; è stato anche molto usato nelle armi nucleari perché ha un tasso di fissione relativamente basso e una bassa massa critica: di conseguenza, il plutonio 239, con soltanto una piccola percentuale degli altri isotopi presenti (fino a un massimo del 7%), è spesso definito plutonio "weapons-grade" in inglese ("per le armi"). È stato usato nella bomba di Nagasaki nel 1945 e in molte altre armi nucleari.

D'altro canto, questo plutonio è totalmente diverso da quello che viene normalmente prodotto in tutti i reattori delle centrali nucleari commerciali ad acqua leggera (detto "reactor-grade") e che può essere separato ritrattando il combustibile esaurito. Il plutonio dei reattori contiene un'alta percentuale (fino al 40%) di isotopi di plutonio più pesanti, soprattutto il Pu-240, perché è dovuto rimanere nei reattori per un periodo di tempo relativamente lungo. Questo non costituisce un problema particolare per il riutilizzo del plutonio in combustibile ossido misto (MOX) per i reattori, ma influisce pesantemente sull'idoneità dell'impiego del materiale nelle armi nucleari. A causa della fissione spontanea del Pu-240, nel materiale per la produzione di armi ne è tollerabile solo un quantitativo molto limitato. La progettazione e la costruzione di esplosivi nucleari con il plutonio "reactor-grade" sarebbero difficili e inaffidabili e finora nessuno le ha mai perseguite; tuttavia è stato creato un ordigno nucleare con plutonio a bassa combustione proveniente da un reattore nucleare Magnox. Testato nel 1962, la sua composizione non è mai stata ufficialmente resa nota, ma chiaramente si aggirava attorno al 90% di Pu-239 fissile. Tale metodo di produzione era molto costoso, inaffidabile e facilmente individuabile (il combustibile deve restare nel reattore per un periodo di tempo relativamente breve, ossia poche settimane, rispetto al normale uso, pari ad alcuni anni, e con una resa relativamente limitata). Tutti questi fattori hanno contribuito al fatto che non si ripetessero altre esperienze analoghe a quella dell'ordigno del 1962.

Il plutonio ad alta concentrazione può essere usato per la costruzione di armi nucleari, ma in pratica è usato ancora nelle centrali nucleari in barre di combustibile di MOX. I fautori nel nucleare rispondono affermando che esistono diverse tipologie di centrali nucleari che utilizzano tecnologie che non possono aver applicazioni militari e i paesi del primo mondo potrebbero vendere queste tecnologie agli altri paesi per evitare la proliferazione nucleare. Difatti, molti studi sulle centrali nucleari al torio partono proprio da questo genere di considerazioni.

Diffusione nel mondo delle centrali elettriche a fissione[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Energia nucleare nel mondo.

La medicina nucleare[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Medicina nucleare.

Politica[modifica | modifica wikitesto]

È stata considerata dalla Commissione europea una fonte di energia non rinnovabile,[120] sebbene a inizio 2022 probabilmente verrà classificata come tale.

Come annunciato da Valdis Dombrovskis, vicepresidente esecutivo della Commissione europea, sarà inserita nella tassonomia della finanza sostenibile dell'Unione Europea e considerata quindi utile alla transizione energetica.[121]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ nucleare, energia nell'Enciclopedia Treccani, su www.treccani.it. URL consultato il 2 novembre 2021.
  2. ^ scorie radioattive in "Dizionario di Economia e Finanza", su www.treccani.it. URL consultato il 22 dicembre 2021.
  3. ^ Richard F. Mould, A century of x-rays and radioactivity in medicine : with emphasis on photographic records of the early years, Institute of Physics Pub, 1993, ISBN 0-7503-0224-0, OCLC 27853552. URL consultato il 23 dicembre 2021.
  4. ^ (FR) Académie des sciences (France) Auteur du texte, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences / publiés... par MM. les secrétaires perpétuels, su Gallica, 1896-01, p. 420-421.
  5. ^ Frederick Soddy, The Radio-Elements and the Periodic Law, in Nature, vol. 91, n. 2264, 1913-03, pp. 57–58, DOI:10.1038/091057a0.
  6. ^ Alex Wellerstein, Inside the atomic patent office, in Bulletin of the Atomic Scientists, vol. 64, 1º maggio 2008, pp. 26–31, DOI:10.2968/064002008.
  7. ^ The Einstein letter, su www.atomicarchive.com.
  8. ^ Fast Reactor Technology - Reactors designed/built by Argonne National Laboratory, su www.ne.anl.gov.
  9. ^ (EN) From Obninsk Beyond: Nuclear Power Conference Looks to Future, su www.iaea.org, 24 giugno 2004.
  10. ^ C. N. Hill, An atomic empire : a technical history of the rise and fall of the British atomic energy programme, Imperial College Press, 2013, ISBN 978-1-908977-43-4, OCLC 857066061.
  11. ^ Deadliest radiation accidents and other events causing radiation casualties, su www.johnstonsarchive.net.
  12. ^ Electricity Industry in Japan, su www.herinst.org.
  13. ^ PRIS - Miscellaneous reports - Nuclear Share, su pris.iaea.org.
  14. ^ Jim Internet Archive, Global fission : the battle over nuclear power, Melbourne ; New York : Oxford University Press, 1982.
  15. ^ COSTS OF NUCLEAR POWER PLANTS — WHAT WENT WRONG?, su www.phyast.pitt.edu.
  16. ^ (EN) The 1986 Chornobyl nuclear power plant accident, su www.iaea.org, 23 aprile 2021.
  17. ^ (EN) Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts (2002), su Nuclear Energy Agency (NEA).
  18. ^ Wolfgang Rüdig, Anti-nuclear movements : a world survey of opposition to nuclear energy, Longman Current Affairs, 1990, ISBN 0-582-90269-X, OCLC 25284224.
  19. ^ (EN) Analysis: Nuclear renaissance could fizzle after Japan quake, in Reuters, 14 marzo 2011.
  20. ^ (EN) Areva's Finland reactor to start in 2019 after another delay, in Reuters, 9 ottobre 2017.
  21. ^ WebCite query result, su archive.ph, 25 giugno 2011.
  22. ^ (EN) Jo Chandler, Is this the end of the nuclear revival?, su The Sydney Morning Herald, 18 marzo 2011.
  23. ^ (EN) Israel Prime Minister Netanyahu: Japan situation has "caused me to reconsider" nuclear power, su piersmorgan.blogs.cnn.com.
  24. ^ 九州電力 Startup of Sendai Nuclear Power Unit No.1, su web.archive.org, 25 maggio 2017 (archiviato dall'url originale il 25 maggio 2017).
  25. ^ Plans for New Nuclear Reactors Worldwide - World Nuclear Association, su www.world-nuclear.org.
  26. ^ (EN) http://www.iter.org/newsline/-/2586, su ITER.
  27. ^ a b c d e f Fissione e fusione nucleare | Ministero della Transizione Ecologica, su www.mite.gov.it.
  28. ^ (EN) Educational Foundation for Nuclear Science Inc, Bulletin of the Atomic Scientists, Educational Foundation for Nuclear Science, Inc., 1950-04.
  29. ^ (EN) V. I. Kopeikin, L. A. Mikaelyan e V. V. Sinev, Reactor as a source of antineutrinos: Thermal fission energy, in Physics of Atomic Nuclei, vol. 67, n. 10, 1º ottobre 2004, pp. 1892–1899, DOI:10.1134/1.1811196.
  30. ^ (EN) S. Woosley, A. Heger e T. Weaver, The evolution and explosion of massive stars, in undefined, 1978.
  31. ^ Samuel W. Jones, R. Hirschi e K. Nomoto, Advanced burning stages and fate of 8-10 M⊙ STARS, 2013, DOI:10.1088/0004-637X/772/2/150.
  32. ^ Evolution of Massive Stars: An Explosive Finish | Astronomy, su courses.lumenlearning.com.
  33. ^ (EN) Radiation Protection and Dosimetry, 2003, DOI:10.1007/978-0-387-49983-3.
  34. ^ Vikram Velker e Lara Best, Radiation oncology primer and review : essential concepts and protocols, 2013, ISBN 978-1-61705-166-1, OCLC 846492996.
  35. ^ David J. Morrissey e Glenn T. Seaborg, Modern nuclear chemistry, Wiley-Interscience, 2006, ISBN 0-471-11532-0, OCLC 61178216.
  36. ^ (EN) Hearst Magazines, Popular Mechanics, Hearst Magazines, 1945-10. URL consultato il 5 gennaio 2022.
  37. ^ Chuck Hansen, Eleanor Hansen e Larry Hatfield, The swords of Armageddon, Version 2, Chukelea Publications, 2007, ISBN 978-0-9791915-0-3, OCLC 231585284. URL consultato il 5 gennaio 2022.
  38. ^ 4.5 Thermonuclear Weapon Designs and Later Subsections, su web.archive.org, 3 marzo 2016. URL consultato il 5 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 3 marzo 2016).
  39. ^ In arrivo la nuova mini-batteria atomica
  40. ^ OECD e International Atomic Energy Agency (IAEA). Uranium 2009. Resources, Production and Demand. Paperback + Free PDF. (in inglese) OECD Publishing, 2010. ISBN 978-92-64-04789-1 (presentazione).
  41. ^ Cameco Invests a Further US$5M in the PhosEnergy Process for Uranium Recovery Archiviato il 20 ottobre 2012 in Internet Archive..
  42. ^ Ricavare uranio dalle centrali a carbone Archiviato il 20 agosto 2011 in Internet Archive..
  43. ^ Modeling of an adsorption unit packed with amidoxime fiber balls for the recovery of uranium from seawater, DOI:10.1021/ie00049a028.
  44. ^ Nuclear Energy Agency - Press Communiqué, 3 June 2008 Uranium resources sufficient to meet projected nuclear energy requirements long into the future Archiviato il 12 settembre 2011 in Internet Archive..
  45. ^ (EN) Essentials of Nuclear Chemistry, pag. 281.
  46. ^ http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Pu.html
  47. ^ Plutonium
  48. ^ NRC: Fact Sheet on Plutonium
  49. ^ Parte seconda del filmato, su cise2007.eu.
  50. ^ (EN) approfondimento sulle centrali al torio Archiviato il 25 ottobre 2010 in Internet Archive. da American Scientist.
  51. ^ Il bruciamento delle scorie nucleari: le sfide tecnologiche e i programmi in corso.
  52. ^ Circa 3-4 anni per il carbone, 2 per il metano e 2-3 per quelle ad olio combustibile. Cfr. OECD, Projected costs of generating electricity 2010.
  53. ^ Jeremy Rifkin, Cinque no al nucleare, L'Espresso n. 34 anno LII, 31 agosto 2006.
  54. ^ Sulle attività estrattive in Francia di uranio.
  55. ^ È noto che negli ultimi anni le materie prime fossili come il petrolio hanno avuto un incremento notevole che ha portato per esempio nel 2005 il costo medio dell'energia elettrica negli Stati Uniti d'America a 5 centesimi di euro al kWh.
  56. ^ Parte seconda del filmato. Così è stato in Italia.
  57. ^ Uranio#Ascesa, stagnazione e nuovo boom dell'estrazione dell'uranio - Costi
  58. ^ Sicurezza nucleare
  59. ^ (EN) Economia dell'Energia Nucleare Url controllato il 26-01-2010
  60. ^ (EN) The Economics of Nuclear Power, World Nuclear Association, aprile 2010.
  61. ^ a b Serie storica dei prezzi dell'Uranio a cura della Ux Consulting Company, in dollari correnti e normalizzata rispetto al valore del dollaro nel 2007.
  62. ^ Si noti a tal proposito la somiglianza del grafico precedente con quello relativo al prezzo del petrolio nello stesso periodo, elaborato dal WTRG e normalizzato rispetto al valore del dollaro nel 2006.
  63. ^ Si noti la rapida variazione dei prezzi durante il 2007 nel grafico degli ultimi due anni Archiviato il 20 aprile 2010 in Internet Archive. dal sito citato.
  64. ^ Su tutti i dati e le considerazioni di questo paragrafo, vedi Susan Moran e Anne Raup, La nuova corsa all'uranio spinge i prezzi alle stelle, per The New York Times, ne la Repubblica, 10 aprile 2007, p. VI.
  65. ^ Il prezzo dell'uranio supera i 110 dollari per libbra, su archivionucleare.com, Archivio Nucleare. URL consultato il 27 giugno 2007.
  66. ^ Parere del comitato consultivo dell'Agenzia di approvvigionamento Euratom sul Libro verde della Commissione "Verso una strategia europea di sicurezza dell'approvvigionamento energetico", G.U. n. C 330 del 24/11/2001 pag. 0015 - 0020
  67. ^ Yucca Mountain, le scorie nucleari sotto al tappeto, Marco Cedolin
  68. ^ IBL, I veri costi del nucleare (PDF), su brunoleonimedia.servingfreedom.net. URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall'url originale il 5 novembre 2011).
  69. ^ Malcolm Grimston (December 2005) (PDF). The Importance of Politics to Nuclear New Build. Royal Institute of International Affairs. pp. 34. Retrieved 2006-11-17. Link Archiviato il 5 ottobre 2006 in Internet Archive.
  70. ^ (EN) Yangbo Du e John E. Parsons, Update on the Cost of Nuclear Power (PDF), su web.mit.edu, Center for Energy and Environmental Policy Research, maggio 2009, 66. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall'url originale il 12 gennaio 2012).
  71. ^ (EN) telegraph.co.uk: Power price rises turn up the heat on consumers Archiviato il 16 maggio 2008 in Internet Archive.
  72. ^ (EN) BBC: Germany split over green energy (2005)
  73. ^ Cesi Ricerca, Valutazione dei costi di produzione dell'energia elettrica da fonte nucleare, 2006 [1][collegamento interrotto]
  74. ^ Link a un Pdf (PDF), su brunoleonimedia.servingfreedom.net. URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall'url originale il 5 novembre 2011).
  75. ^ Massachusetts Institute of Technology - The future of nuclear power - 2009 upd.
  76. ^ Home[collegamento interrotto]
  77. ^ (EN) Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last?, su www.scientificamerican.com, Scientific American, 20 novembre 2009. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato il 2 febbraio 2017).
    «the U.S. fleet of nuclear power plants will likely run for another 50 or even 70 years before it is retired -- long past the 40-year life span planned decades ago».
  78. ^ Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last?, su scientificamerican.com.
    «Already, more than half of the nation's more than 100 reactors have seen their initial licenses extended for an additional two decades. Nearly all the country's plants are expected to eventually win such extensions.».
  79. ^ (EN) Peter Behr, How Long Can Nuclear Reactors Last?, su www.scientificamerican.com, Scientific American, 20 settembre 2010. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato il 20 settembre 2016).
    «We have not identified any technical issue which we would consider to be a showstopper».
  80. ^ (EN) Subsequent License Renewal, su www.nrc.gov, Nuclear Regulatory Commission. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato il 21 gennaio 2018).
    «The Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff has defined subsequent license renewal (SLR) to be the period of extended operation from 60 years to 80 years.».
  81. ^ (EN) EPR™ reactor: the very high power reactor (1,650 MWe), su www.new.areva.com, AREVA, 2013. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2018).
    «Service life: 60 years».
  82. ^ a b (EN) Energy Analysis of Power Systems
  83. ^ (EN) world-nuclear.org: The Economics of Nuclear Power (2006) Archiviato il 2 gennaio 2010 in Internet Archive.
  84. ^ (EN) externe.info: External costs for electricity production in the EU Archiviato il 20 luglio 2006 in Internet Archive.. Lo studio non considera i costi di smaltimento degli impianti e delle scorie, perché già integrati nel costo dell'energia.
  85. ^ Si veda per esempio la legge statunitense Price-Anderson sui risarcimenti dell'industria nucleare: Price-Anderson Nuclear Industries Indemnity Act.
  86. ^ Ritornare al nucleare: come e perché
  87. ^ CHICAGO BLOG » Senza nucleare il futuro non è “Zero Emission”, su chicago-blog.it. URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2011).
  88. ^ Marcegaglia: "Abbiamo bisogno del nucleare, auspichiamo STOP sia temporaneo" | Il Sito di Firenze
  89. ^ (EN) Jeffrey R. Paine, "Will Nuclear Power Pay for Itself?", The Social Science Journal, vol. 33, n. 4, pp. 459-473, 1996.
  90. ^ Unit Capability Factor, su iaea.org.
  91. ^ Greenpeace, I costi economici del nucleare, maggio 2007.
  92. ^ Bjørn Lomborg, L'ambientalista scettico
  93. ^ "Projected Costs of Generating Electricity" - 2010 Edition.
  94. ^ MidAmerican drops Idaho nuclear project due to cost, su reuters.com.
  95. ^ Ameren nuclear bill likely dead, su bizjournals.com.
  96. ^ CHICAGO BLOG» Zapatero, il nucleare e il nimbysmo de' noantri
  97. ^ William Domenichini, Černobyl'– Fukushima, solo andata, in Informazionesostenibile.info. URL consultato il 30 luglio 2011 (archiviato dall'url originale il 3 novembre 2011).
  98. ^ River use banned after French uranium leak, su guardian.co.uk. URL consultato il 10 luglio 2008.
  99. ^ Warning over French uranium leak, su news.bbc.co.uk.
  100. ^ Nuclear Power Reactors in the World (RDS-2)
  101. ^ Annuario dei dati ambientali Edizione 2007[collegamento interrotto] - cap. 11 "radiazioni ionizzanti" - Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i Servizi Tecnici del Ministero dell'ambiente e del territorio.
  102. ^ La Radioattività - Introduzione
  103. ^ Leggende nucleari, tutta la verità sul fabbisogno energetico nazionale - Il Fatto Quotidiano
  104. ^ ccnr.org: Campaign for Nuclear Phaseout, Nuclear power is not a solution to climate change
  105. ^ Studio del 2002, su inderscience.com.
  106. ^ Greenhouse gas emissions from power generation
  107. ^ Waste Management in the Nuclear Fuel Cycle, su world-nuclear.org.
  108. ^ La Nuova Ecologia n. 4 anno XXVI, aprile 2006.
  109. ^ Link[collegamento interrotto]
  110. ^ a b Link[collegamento interrotto]
  111. ^ Link[collegamento interrotto]
  112. ^ Link[collegamento interrotto]
  113. ^ Jeremy Rifkin. Cinque no al nucleare, L'Espresso, n. 34, anno LII, 31 agosto 2006.
  114. ^ (EN) Claudia Spix, Sven Schmiedel e Peter Kaatsch, Case–control study on childhood cancer in the vicinity of nuclear power plants in Germany 1980–2003, in European Journal of Cancer, vol. 44, n. 2, 2008-01, pp. 275–284, DOI:10.1016/j.ejca.2007.10.024. URL consultato il 5 giugno 2018.
  115. ^ (EN) The Fire at the Bown's Ferry Nuclear Power Station
  116. ^ Per una lista sintetica degli incidenti meglio noti si veda qui Archiviato il 20 ottobre 2008 in Internet Archive..
  117. ^ http://www.externe.info, su externe.info. URL consultato il 26 giugno 2010 (archiviato dall'url originale l'11 febbraio 2021).
  118. ^ Health risks associated with electricity production Archiviato il 27 settembre 2007 in Internet Archive.
  119. ^ Blog statunitense "next big future", su nextbigfuture.com. URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall'url originale il 24 luglio 2015).
  120. ^ Rossella Calabrese, Commissione UE: ‘il nucleare non è una fonte rinnovabile’, su Edilportale, 17 marzo 2010. URL consultato il 2 novembre 2021.
  121. ^ Giada Ferraglioni, https://www.open.online/2021/12/07/commissione-ue-tassonomia-gas-nucleare/ Open Online, 7 dicembre 2021. URL consultato il 2 gennaio 2022.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Piero Angela e Lorenzo Pinna. La sfida del secolo. 1 ª ed. Milano, Arnoldo Mondadori Editore (collezione "Ingrandimenti"), 2006. ISBN 88-04-56071-1.
  • Ugo Bardi. La fine del petrolio. 1ª ed. Roma, Editori Riuniti (collana "Saggi/scienze"), 2003. ISBN 88-359-5425-8.
  • Gwyneth Cravens. Il nucleare salverà il mondo. Mondadori (collana "Strade blu"), 2008. ISBN 978-88-04-58010-2.
  • G. Choppin; J.O. Liljenzin; J. Rydberg. Radiochemistry and Nuclear Chemistry. 3ª ed. (in inglese) Oxford, Butterworth-Heinemann, 2002.
  • R.G. Cochran e N. Tsoulfanidis. The Nuclear Fuel Cycle: Analysis and Management. 3ª ed. (in inglese) La Grange Park, ANS, 1999.
  • IAEA-OECD. Uranium 2003: Resources, Production and Demand (the Red Book). (in inglese) Bedforshire, Extensa-Turpin, 2003.
  • International Energy Agency e Nuclear Energy Agency. Projected Costs of Generating Electricity. 2010 Edition. (in inglese) 2010. ISBN 978-92-64-08430-8. (presentazìone in inglese)
  • International Nuclear Societies Council. Current Issues in Nuclear Energy, Radioactive Waste. (in inglese) La Grange Park, ANS, 2002.
  • Cesi Ricerca, Valutazione dei costi di produzione dell'energia elettrica da fonte nucleare, 2006.
  • University of Chicago, The Economic Future of Nuclear Power Plants, 2004.
  • Massachusetts Institute of Technology, The Future of Nuclear Power plants - An Interdisciplinary MIT Study, 2003.
  • World Nuclear Association. The Economics of Nuclear Power, 2006.
  • Royal Academy of Engineering, The Costs of Generating Electricity, 2004.

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