Una rappresentazione artistica dello stabilimento Aurora in Oklo
Credito immagine: Gensler
Il volto dell’energia nucleare sta cambiando e una delle aziende che lavorano per ridefinire l’aspetto dell’energia nucleare è Oklo. La start-up di 22 persone nella Silicon Valley ha un piano per costruire mini reattori nucleari, alimentati con rifiuti di reattori nucleari convenzionali e alloggiati in strutture A-frame esteticamente gradevoli.
“I microreattori sono un’innovazione entusiasmante che trasforma completamente la storia della tecnologia in energia nucleare”, ha affermato Alex Gilbert, project manager per il think tank sull’energia nucleare Nuclear Innovation Alliance.
Storicamente, i produttori di energia nucleare hanno mirato a essere competitivi con “economie di scala”, il che significa che risparmiano denaro essendo massicci, ha detto Gilbert. Questa strategia, tuttavia, si traduce spesso in progetti di costruzione impantanati in ritardi e costi eccessivi, come la centrale nucleare di Vogtle in Georgia, dove le stime per il progetto sono aumentate da 14 miliardi di dollari a circa 27 miliardi di dollari o più.
“I microreattori promettono di capovolgere questo paradigma affrontando la competitività dei costi attraverso l’apprendimento tecnologico”, ha affermato Gilbert.
Oklo nasce da un’idea del team di co-fondatori, marito e moglie, Jacob DeWitte e Caroline Cochran, che si sono incontrati come assistenti nel 2009 per il corso sulla tecnologia dei reattori del Massachusetts Institute of Technology per dirigenti del servizio pubblico con le loro centrali nucleari.
La squadra dell’Oklo.
Credito fotografico: Ellian Raffoul; cortesia Oklo
reattori nucleari molto piccoli
La società di fissione TerraPower di Bill Gates sta già vendendo l’idea di costruire reattori più piccoli di quelli normalmente utilizzati nelle centrali nucleari convenzionali.
Ma DeWitte ha detto che Oklo costruirà reattori “molto più piccoli” di quelli che sta costruendo TerraPower. Il principale reattore nucleare di TerraPower, il Natrium, avrà una capacità di 345 megawatt di energia elettrica (MWe), mentre il primo reattore Oklo, chiamato Aurora, avrà una capacità di 1,5 MWe, rendendolo un vero e proprio micro-reattore. Un rapporto del 2019 preparato dal Nuclear Energy Institute ha definito microreattori tra uno e 10 MWe. Altre aziende nello spazio includono Elysium Industries, General Atomics, HolosGen, NuGen e X-energy, solo per citarne alcune.
Maggiori informazioni sull’energia pulita su CNBC Pro
Oklo prevede di possedere e gestire questi microreattori, ha affermato Cochran, e i clienti potrebbero includere servizi pubblici, strutture industriali, grandi aziende e campus universitari, ha affermato DeWitt.
“I grandi reattori di oggi sono adatti a soddisfare la domanda su scala municipale di elettricità pulita”, ha detto alla CNBC Jonathan Cobb, analista senior della World Nuclear Association. “Ma i reattori più piccoli saranno in grado di fornire elettricità e calore a basse emissioni di carbonio a regioni remote e altre situazioni in cui la capacità su scala di gigawatt sarebbe troppo grande”.
A causa delle loro piccole dimensioni, i microreattori sono più veloci da costruire rispetto ai reattori convenzionali. “Meno di un anno per costruire l’impianto è una stima prudente”, ha detto Cochran alla CNBC.
Usare i rifiuti come combustibile
Oklo sta progettando di costruire un tipo specifico di generatore di energia nucleare chiamato reattore veloce, che dovrebbe essere più efficiente dei generatori tradizionali, consentendogli di ottenere energia dal combustibile fissile esaurito.
Una rappresentazione artistica della centrale elettrica Aurora di Oklo di notte.
Credito immagine: Gensler
Nella fissione nucleare, quando un atomo più grande viene diviso in due, i nuclei più piccoli risultanti “vanno a circa 15.000 chilometri al secondo”, ha detto DeWitte alla CNBC.
“Un ‘reattore veloce’ funziona in un modo che non rallenta i neutroni, rispetto ai ‘reattori termici’ che contengono un moderatore, l’acqua nei reattori di oggi, che rallenta i neutroni”, Marc Nichol, direttore senior del dispiegamento del reattore NEI e il leader del progetto per il rapporto del 2019, ha detto alla CNBC.
Poiché i reattori veloci non rallentano i nuclei dopo la reazione di fissione, sono “più difficili da catturare, quindi è necessario più carburante” per alimentare un reattore veloce, ha detto DeWitte. Ma i reattori veloci sono anche più efficienti con il carburante che usano, ha detto.
La tecnologia esiste dagli anni ’50, secondo la World Nuclear Association. Ci sono attualmente 20 reattori a neutroni veloci che operano in tutto il mondo e, a livello globale, la Russia sta guidando lo sviluppo della tecnologia dei reattori veloci, afferma l’associazione.
“Questi reattori sono stati costruiti e utilizzati in precedenza. Quindi sono pronti per l’uso”, ha affermato DeWitte. “In un certo senso, la storia di ciò che è stato fatto con questi reattori è molto sconosciuta, il che è un’ottima opportunità”.
Uno dei principali vantaggi della tecnologia è che i reattori veloci sono in grado di utilizzare i rifiuti dei reattori nucleari convenzionali. Possono “sbloccare il resto dell’energia dal carburante”, ha detto DeWitte.
Nel febbraio 2020, l’Idaho National Laboratory, parte del sistema di laboratori nazionali del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti che si concentra sulla ricerca e lo sviluppo dell’energia nucleare, ha annunciato che avrebbe dato a Oklo l’accesso ai rifiuti nucleari in modo da poter sviluppare e dimostrare la sua tecnologia di reattore veloce.
“Oklo sta pianificando di utilizzare l’uranio recuperato dall’Experimental Creator Reactor II (EBR-II) utilizzato in precedenza”, ha detto alla CNBC Jess Gehin, direttore associato del laboratorio della direzione della scienza e della tecnologia nucleare presso il National Laboratory in Idaho. Il reattore nucleare EBR-II ha funzionato dal 1964 al 1994, ha affermato. “In questo modo i materiali, che prima erano destinati allo smaltimento, possono essere utilizzati per produrre più energia”.
“Il riutilizzo dei materiali è stato a lungo un’opzione per fare un uso migliore delle risorse naturali, in questo caso l’uranio, oltre a ridurre la quantità di combustibile usato che deve essere scartato”, ha affermato Gehin. “Questa è una pratica comune in alcuni paesi come la Francia, ma non negli Stati Uniti, poiché l’economia non favorisce questo percorso”.
C’è qualche movimento positivo recente. Giovedì, Oklo ha annunciato una partnership con il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per aiutare a commercializzare la tecnologia di elettro-raffinazione utilizzata dai reattori veloci avanzati negli Stati Uniti. La tecnologia stessa “è già stata dimostrata negli Stati Uniti”, ha detto Cochran.
Ottenere più energia dal carburante riduce anche il tempo necessario per la decomposizione del componente tossico dei rifiuti radioattivi, ha detto DeWitte alla CNBC.
“Cambia l’immagine dei rifiuti nel suo insieme”, ha detto DeWitte. “Quello che abbiamo fatto ora è prendere i rifiuti che devi pensare a gestire per 100.000 o un milione di anni… e ora sei davvero cambiato in una forma in cui ci pensi per poche centinaia, forse migliaia di anni.”
Ciò che resta di Oklo può essere trasformato in tronchi di vetro, in un processo chiamato vetrificazione, e seppellirli in fosse nel sottosuolo, ha detto DeWitte.
I reattori veloci di Oklo saranno alloggiati in strutture A-frame che sono “esteticamente piacevoli”, ha detto Cochran. Architectural Digest definisce l’edificio “elegante”. Il design del telaio ad A è ottimo anche per la protezione dalla neve e da altre precipitazioni.
Oklo afferma che i reattori veloci saranno autosufficienti e non richiederanno alcun operatore umano.
L’obiettivo è avere “una serie di fabbriche operative entro la metà degli anni 2020”, ha detto Cochran alla CNBC.
Una rappresentazione artistica dello stabilimento Aurora in Oklo
Credito immagine: Gensler
cosa c’è nel modo?
Oklo ha grandi progetti, ma l’azienda ha ancora ostacoli normativi da superare e alcuni esperti di sicurezza contestano l’affermazione dell’azienda secondo cui i microreattori possono funzionare senza persone.
Oklo è stato lanciato nel 2013 e ha iniziato a discutere con la Commissione di regolamentazione nucleare degli Stati Uniti nel novembre 2016. Nel giugno 2020, la richiesta di Oklo di costruire un reattore avanzato è stata accettata per la revisione da parte della commissione.
Tuttavia, “‘accettato per la revisione’ non significa ‘approvato’ per costruire”, ha detto alla CNBC il portavoce della commissione David McIntyre. “Prima che Oklo possa costruire e far funzionare il reattore, deve ricevere una licenza per farlo”.
Lasciare i microreattori senza guardie umane non è sicuro, dal punto di vista di Edwin Lyman, direttore della sicurezza dell’energia nucleare presso l’Unione degli scienziati interessati, che ha prodotto un ampio rapporto sulla sicurezza delle tecnologie nucleari avanzate.
“Il problema più grande è che, poiché l’economia è così povera – stanno davvero andando contro l’economia di scala – che i fornitori di microreattori stanno spingendo per ridurre (o addirittura eliminare completamente) il personale come operatori e agenti di sicurezza”, ha detto Lyman alla CNBC Fallo. “Ma anche un reattore molto piccolo contiene abbastanza materiale radioattivo da causare un grosso problema se sabotato, e nessuno di questi reattori ha dimostrato di essere così sicuro da poter funzionare senza operatori”.
Il carburante utilizzato dai microreattori “deve essere rigorosamente protetto contro i furti”, ha affermato Lyman.
Anche Frank N. von Hippel, fisico ricercatore senior e professore emerito di relazioni pubbliche e internazionali presso l’Università di Princeton, ha sollevato preoccupazioni sull’economia dei piccoli reattori. Ed è anche preoccupato per le spese di quella che considera sicurezza necessaria.
“Una domanda sarebbe quale tipo di disposizioni di sicurezza richiederanno le autorità di regolamentazione in una località remota: più guardie 24 ore al giorno possono consumare gran parte delle entrate lorde”, ha detto von Hippel alla CNBC.
In risposta a queste preoccupazioni, Cochran ha affermato che ci sono già reattori nucleari che operano negli Stati Uniti e nel mondo che “funzionano senza forze di sicurezza e hanno registri di sicurezza impeccabili da molti decenni”.
È anche fondamentale rendersi conto che queste piante sono piccole e in quanto tali “non possono raggiungere la scala necessaria per un’ampia decarbonizzazione da sole”, ha affermato Gilbert. “I microreattori possono aiutare a decarbonizzare le reti più piccole, ma sono solo il primo passo di cui abbiamo bisogno nell’innovazione nucleare per affrontare le nostre sfide climatiche”.
Ma, ha detto Cochran, l’urgente necessità di una transizione verso l’energia pulita punta a una strategia “usiamo tutti gli strumenti che abbiamo”.
