{{{sourceTextContent.title}}}

Innovazioni che possono "alimentare" il nostro futuro

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Per ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili, la comunità globale deve aumentare significativamente la presenza di energia sostenibile. Nella gamma delle fonti di energia rinnovabile ci sono l'energia solare, eolica, maremotrice e geotermica. Poi c'è l'energia nucleare, un concorrente trascurato con un potenziale enorme e una reputazione mista.

{{{sourceTextContent.description}}}

Nati durante la seconda guerra mondiale (Chicago Pile-1, il primo reattore a fissione nucleare del mondo è diventato critico nel 1942) e fiorente nel dopoguerra, i reattori nucleari sono lentamente caduti in disgrazia nella produzione di energia dopo una manciata di incidenti di alto profilo causati da errori umani, negligenza e crisi naturali.

Per rivitalizzare questa industria, scienziati e ingegneri si sono concentrati sulla costruzione di reattori nucleari a fissione che hanno un margine di sicurezza maggiore, una migliore efficienza termica, una durata di vita più lunga e la tendenza a produrre meno scorie radioattive, che richiedono innovazioni nel combustibile nucleare.

Leader di lunga data nella scienza e nella ricerca nucleare, il Canadian Nuclear Laboratories (CNL) è leader in Canada per portare l'energia atomica nel ventunesimo secolo. Durante una visita ai Chalk River Laboratories della CNL nell'Ontario orientale, LabRoots ha parlato con gli scienziati senior della CNL sull'eredità dell'organizzazione e sulle sfide che hanno affrontato per modernizzare l'industria.

Tra gli anni '50 e '60, il famoso reattore CANDU (Canada Deuterium Uranium) è stato sviluppato presso i laboratori del fiume Chalk River Laboratories da Atomic Energy of Canada Limited (AECL).

Come principale cavallo di battaglia nella produzione di energia elettrica in Canada (la provincia più popolosa del Canada, il solo Ontario ha 18 reattori CANDU attivi, che hanno aiutato la provincia ad eliminare gradualmente la produzione di energia a carbone), così come altre regioni del mondo, il progetto del reattore CANDU è unico nel suo genere. Utilizza l'acqua di deuterio (acqua pesante) invece dell'acqua normale come moderatore di neutroni in modo che meno neutroni, emessi dal combustibile del reattore, rimangano intrappolati nell'acqua e più persone possano partecipare alla reazione di fissione a catena. Questo si traduce in un secondo vantaggio. L'uranio naturale, che ha circa lo 0,7% di uranio-235 - la necessità di sostenere una reazione di fissione a catena, può essere utilizzato direttamente nel reattore senza alcun arricchimento.

Il design distintivo non solo elimina il costo dell'arricchimento dell'uranio, ma riduce anche le possibilità di proliferazione nucleare.

Poco noto agli estranei alla comunità nucleare, il combustibile nucleare ha un ciclo di vita complicato che ha coinvolto molti processi. Inizia con l'estrazione di minerali, seguita dalla raffinazione, purificazione e fabbricazione. Una volta esaurito il combustibile, i componenti riutilizzabili vengono ritrattati e riciclati, mentre il resto viene smaltito; da oltre 60 anni CNL fornisce a istituti di ricerca e clienti commerciali servizi di fabbricazione, prestazioni e test del combustibile, nonché consulenza e ricerca a supporto della gestione del ciclo del combustibile.

"Da un punto di vista olistico, il nostro reparto di sviluppo del combustibile si concentra sul miglioramento di tutti i processi coinvolti nel ciclo di vita del combustibile nucleare in modo da poter ridurre i costi e l'impatto ambientale e migliorare l'efficienza", ha dichiarato Rosaura Ham-Su, la responsabile del team di sviluppo del combustibile di CNL in un'intervista con LabRoots.

Mentre i laboratori nucleari canadesi continuano a sostenere l'attuale flotta di reattori, hanno anche gli occhi sul futuro delle tecnologie nucleari. La progettazione avanzata di reattori come il piccolo reattore modulare può portare vantaggi come una migliore economia e maggiori margini di sicurezza, ma crea anche sfide alla fabbricazione del combustibile nucleare.