Earth 2050
NUOVO

Elettricità

Energia Nucleare

Energia nucleare: sì o no?

Pochi temi dividono l'opinione pubblica quanto l'energia nucleare. Spieghiamo come la fissione produce elettricità senza bruciare combustibili fossili, perché una produzione costante può aiutare insieme alle rinnovabili e cosa ci insegna la storia su incidenti e rifiuti. Vediamo anche costi e tempi, lo stoccaggio a lungo termine dei rifiuti e dove potrebbero comparire i nuovi modelli, come i piccoli reattori modulari (SMR), dalle navi portacontainer a propulsione nucleare ai data center.

Scarica la guida
ImpattoVelocitàCostoMaturitàNatura

3,2complessivo

Punteggio di questa soluzione

  • Impatto5 / 5Tanta energia costante e a basse emissioni, con qualsiasi tempo.
  • Velocità2 / 5Le nuove centrali spesso impiegano dieci anni o più per entrare in funzione.
  • Costo2 / 5Costi iniziali molto alti, con una lunga storia di sforamenti dei costi.
  • Maturità5 / 5Una tecnologia matura in uso in tutto il mondo da decenni; reattori più piccoli sono in fase di sviluppo.
  • Natura2 / 5Occupa pochissimo spazio, ma l'estrazione dell'uranio, i rifiuti radioattivi e l'uso dell'acqua sono un problema.

Guida

Questa è la trascrizione illustrata del film. La guida è al momento disponibile solo in inglese - presto arriverà anche nella tua lingua.

Guida 1/10Guida 2/10Guida 3/10Guida 4/10Guida 5/10Guida 6/10Guida 7/10Guida 8/10Guida 9/10Guida 10/10

Quiz

Domanda 1 di 10

Chi ha proposto per primo l'idea degli atomi, intorno al 430 a.C.?

Punteggio 0 / 10

Trascrizione

Gli atomi possono sembrare insignificanti, ma questi microscopici mattoncini hanno un enorme potenziale energetico che potrebbe offrire la risposta a una delle più grandi sfide dell'umanità: tenere accese le luci senza mandare a rotoli il pianeta.

Il problema è che sfruttare l'energia atomica è un po' complicato, e sbagliare può essere spiacevole. Diamo un'occhiata alle meraviglie dell'energia nucleare.

Anche se gli esseri umani sono letteralmente fatti di atomi, nessuno sapeva che esistessero finché gli antichi filosofi greci Leucippo e Democrito elaborarono il concetto intorno al 430 a.C [1,2,3]. Ma senza prove, quasi tutti li ignorarono.

Nel Novecento, l'esistenza degli atomi fu finalmente dimostrata [4,5,6], e nel 1938, il dinamico duo tedesco Otto Hahn e Fritz Strassmann, con l'aiuto della spesso trascurata Lise Meitner, capì come dividere gli atomi per liberare un'enorme quantità di energia - un processo chiamato Fissione nucleare [7,8,9].

Naturalmente, la prima cosa che gli esseri umani fecero fu costruire una bomba [10]. Ma quando la polvere si posò, qualcuno capì che l'energia atomica poteva anche far funzionare tostapane, televisori e lampade da tavolo, e nacque l'energia nucleare [11,12].

Ma come si può liberare esattamente l'energia atomica?

Beh, prima serve il tipo giusto di atomo. Gli atomi pesanti e radioattivi come l'uranio-235 sono i più facili da dividere per via della loro instabilità [13,14,15].

Impacchettandoli in barre di combustibile, inserendoli in un reattore nucleare e bombardandoli con particelle subatomiche chiamate neutroni, si possono costringere gli atomi a rompersi, liberando ancora più neutroni - che, come in un gioco di domino atomico, colpiscono altri atomi di uranio, provocando una reazione a catena.

Questo crea calore che trasforma l'acqua in vapore, che fa girare turbine per generare elettricità, senza bruciare né rilasciare carbonio [16-19].

Rispetto a un chilogrammo di carbone, un chilogrammo di uranio genera oltre 150.000 volte più energia [20,21,22], e dato che l'uranio è piuttosto comune sulla Terra [23,24,25], questa fonte di energia a basse emissioni di carbonio potrebbe durare per secoli [26].

Sostituendo i combustibili fossili, ha già evitato il rilascio di quasi 70 miliardi di tonnellate metriche di anidride carbonica negli ultimi 50 anni [27] …più CO2 di quanto Giappone o India abbiano mai emesso [28].

Ma forse il suo punto di forza più grande è la sua affidabilità continua, il che significa che potrebbe risolvere la più grande sfida per l'energia eolica e solare: il problema dell'intermittenza. Poiché eolico e solare dipendono dal meteo, non possono sempre fornire energia quando serve [29-32].

Quindi, finché gli esseri umani non capiranno come accumulare abbastanza energia eolica e solare da usare in quelle giornate nuvolose e senza vento [33], il nucleare potrebbe essere un'importante fonte di energia di base costante che riduce la dipendenza dai combustibili fossili. Rappresenta già il 9% [34-37] della produzione mondiale di elettricità.

Allora perché gli esseri umani non ne usano di più?

Affrontiamo l'elefante nella stanza: Three Mile Island [38,39], Chernobyl [40,41], Fukushima [42,43]. Questi incidenti nucleari non sono stati proprio ottimi per le PR - tutti hanno coinvolto problemi nel raffreddamento dei noccioli dei reattori ed errori umani.

Un nocciolo surriscaldato può fondere [44,45,46], rilasciando livelli pericolosi di radiazioni che possono restare per decenni… [47-50] e questo ci porta a un altro grande svantaggio: i rifiuti nucleari!

Quando gli atomi di uranio si dividono, non rilasciano solo energia, ma creano prodotti di fissione incredibilmente radioattivi, come cesio-137 e stronzio-90, che persistono per decenni e lasciano combustibile esaurito che rimane radioattivo per millenni [51,52,53].

I rifiuti nucleari possono anche essere riprocessati per estrarre plutonio e fabbricare armi nucleari, creando rischi di proliferazione nucleare man mano che sempre più Paesi ottengono i mezzi per costruire una bomba [54,55,56].

Poi c'è il costo. Le grandi centrali nucleari sono lente e costose da costruire [57,58,59], e a volte la costruzione richiede decenni e costa decine di miliardi di dollari [60,61,62] - molto più dell'eolico, del solare o persino dei combustibili fossili.

Peggio ancora, costruire nuove centrali è diventato più costoso negli ultimi decenni, mentre fonti come eolico e solare sono diventate molto più economiche [63,64,65].

Allora perché gli esseri umani si prendono tanto disturbo per l'energia nucleare?

Sorprendentemente, l'energia nucleare è in realtà molto più sicura dei combustibili fossili, che rilasciano nell'aria inquinanti tossici che uccidono milioni di persone all'anno [65-71] - molte più di quante ne abbia uccise il nucleare in tutta la sua storia! [72-81].

Infatti, l'energia nucleare è la seconda fonte di energia più sicura dopo il solare [82,83].

Ma che dire del problema dei rifiuti nucleari? Storicamente, gli esseri umani li hanno conservati in grandi contenitori di cemento [84] o li hanno sepolti in depositi sotterranei per evitare perdite [85,86].

Depositi geologici profondi [87,88,89] che potrebbero conservare i rifiuti in sicurezza per millenni vengono costruiti sottoterra in Finlandia, Svezia e Francia. Quindi, anche se i rifiuti sono una sfida, possono essere gestiti, e la quantità totale prodotta è piccola rispetto all'energia generata [90].

E quel fastidioso Plutonio? Ora è molto difficile estrarre materiale adatto alle armi dai rifiuti dei reattori moderni, lasciando pochissime occasioni per fare guai! [91,92].

E così resta il problema finale: il costo. Anche se le centrali sono costose da costruire, una volta operative di solito funzionano a costi relativamente bassi per 60-80 anni [93,94,95] - molto più a lungo degli impianti eolici e solari, che hanno una vita utile di soli 20-30 anni [96,97,98]. Le centrali nucleari possono anche collegarsi direttamente alle reti elettriche esistenti, mentre eolico e solare richiedono potenziamenti dei sistemi di accumulo e trasmissione a causa della loro intermittenza [34,35,99,100].

Progetti di reattori avanzati, come i reattori a sali fusi, possono migliorare ulteriormente sicurezza ed efficienza. Usando combustibili liquidi, possono funzionare con una maggiore efficienza termica a pressioni più basse. Hanno anche meccanismi fail-safe migliori: se il combustibile si surriscalda, fa sciogliere un tappo e il combustibile viene automaticamente scaricato per raffreddarsi. Tragedia evitata! [101-106]

C'è anche un crescente entusiasmo per i piccoli reattori modulari, costruiti in fabbrica fuori sito, che potrebbero ridurre i costi iniziali e velocizzare la costruzione [107-110]. I colossi della tecnologia stanno già esplorando il loro uso per alimentare i propri data center [111,112,113], così come le compagnie di navigazione per alimentare le navi portacontainer del futuro [114-118].

Quindi, la grande domanda: Gli esseri umani dovrebbero usare l'energia nucleare? Beh, nessuna fonte di energia è perfetta, e la fissione nucleare ha decisamente i suoi svantaggi, soprattutto perché è costosa e può richiedere decenni per essere realizzata.

Nel frattempo, i parchi eolici e solari sono più rapidi ed economici da installare [119,120,121], e i loro costi - insieme a quelli dell'accumulo a batterie - stanno calando rapidamente [122,123,124] e dovrebbero continuare a scendere nei prossimi decenni [125-128].

Quando entreranno in funzione nuove centrali nucleari o persino reattori modulari, tecnologie più veloci come eolico e solare (supportati dall'accumulo a batterie) potrebbero aver già rubato la scena [125-131], facendo sembrare il nucleare… beh, un po' in ritardo alla festa.

Ma per ora, il nucleare è una delle poche opzioni a basse emissioni di carbonio in grado di fornire energia continua, sicura e affidabile. Quindi, se gli esseri umani fanno sul serio nel tagliare le loro emissioni di carbonio [132], come minimo, tenere in funzione le centrali nucleari esistenti non è solo una gestione intelligente del rischio - è essenziale.

Che le nuove tecnologie nucleari diventino convenienti in tempo, o che le soluzioni di accumulo di energia rendano le rinnovabili la risposta preferita, una cosa è chiara… La corsa è iniziata!

Consulenti Esperti

Vorremmo ringraziare

Prof. Ian Farnan

Università di Cambridge

Centro per l'Energia Nucleare di Cambridge

Dr. Nathaniel Read

Università di Cambridge

Dipartimento di Ingegneria

Prof. Simon Middleburgh

Università di Bangor

Istituto per il Futuro Nucleare

Prof. James Marrow

Mansfield College, Università di Oxford

Dipartimento di Materiali

Altri Video

Queste risorse non sono affiliate. Tutto ciò che trovi qui è in inglese.

Problemi ed economia - Situazione in Francia e Germania

Approfondimenti

Queste risorse non sono affiliate. Tutto ciò che trovi qui è in inglese.

Sintesi dei reattori nucleari

Storia

Svantaggi e soluzioni

Innovazione

Fonti

Tutto ciò che trovi qui è in inglese.

  1. [1] Breve storia dell'atomismo: da Democrito a Bohr | Nature
  2. [2] Atomo - sviluppo, teoria, struttura | Britannica
  3. [3] Atomismo antico | Stanford Encyclopedia of Philosophy
  4. [4] L'atomo: scoperta | Block by Block: The Historical and Theoretical Foundations of Thermodynamics (vedi Note di Riferimento*)
  5. [5] Atomi | Matter: A Very Short Introduction (vedi Note di Riferimento*)
  6. [6] 100 anni di teoria atomica | Science (vedi Note di Riferimento*)
  7. [7] Lise Meitner: una vita nella fisica | California Studies in the History of Science (vedi Note di Riferimento*)
  8. [8] La scoperta della fissione nucleare | Max Planck Institute for Chemistry (vedi Note di Riferimento*)
  9. [9] Scienza nucleare pionieristica: la scoperta della fissione nucleare | IAEA (vedi Note di Riferimento*)
  10. [10] Ora si può raccontare: la storia del Progetto Manhattan - Generale Leslie R. Groves
  11. [11] Storia dell'energia nucleare | US Department of Energy
  12. [12] Storia dell'energia nucleare | The Grainger College of Engineering | University of Illinois Urbana-Champaign
  13. [13] Il processo di fissione | MIT Nuclear Reactor Laboratory
  14. [14] Uranio 235 - una panoramica | ScienceDirect Topics
  15. [15] Uranio-235 (U-235) | Definizione, usi, emivita e fatti | Britannica
  16. [16] NUCLEARE 101: come funziona un reattore nucleare? | US Department of Energy
  17. [17] Fondamenti del nucleare | World Nuclear Association
  18. [18] Come funziona un reattore nucleare | NEI
  19. [19] Reattori nucleari | World Nuclear Association
  20. [20] Fonti energetiche sulla Terra | The Sun, Energy, and Climate Change (vedi Note di Riferimento*)
  21. [21] Uranio: il combustibile per un'economia energetica utopica | Visual Capitalist (vedi Note di Riferimento*)
  22. [22] La rivoluzione dell'uranio | Atha Energy (vedi Note di Riferimento*)
  23. [23] Panoramica sull'estrazione dell'uranio | World Nuclear Association
  24. [24] Fatti sul combustibile nucleare: uranio | US Department of Energy
  25. [25] Uranio | British Geological Survey
  26. [26] Risorse di combustibile nucleare: abbastanza per durare? | OECD Nuclear Energy Agency
  27. [27] Energia nucleare | IEA
  28. [28] Chi ha contribuito di più alle emissioni globali di CO2? | Our World in Data
  29. [29] Variabilità spazio-temporale delle variabili climatiche e produzione intermittente di elettricità rinnovabile - Una rassegna | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  30. [30] Dieci anni di analisi della Duck Chart: come una scoperta di NREL del 2008 sta aiutando oggi a integrare più solare nella rete | NLR (NREL)
  31. [31] Energia nucleare in un sistema di energia pulita - Analisi | IEA
  32. [32] Sinergie tra nucleare e rinnovabili per soluzioni di energia pulita | News | NLR (NREL) (archiviato) (vedi Note di Riferimento*)
  33. [33] Lo stoccaggio di energia è importante per creare sistemi elettrici economici, affidabili e profondamente decarbonizzati | MIT News (vedi Note di Riferimento*)
  34. [34] L'energia nucleare nel mondo oggi | World Nuclear Association (vedi Note di Riferimento*)
  35. [35] Progressi globali verso l'elettricità rinnovabile: monitorare il ruolo del solare (Versione 3) | IEEE Journal of Photovoltaics (vedi Note di Riferimento*)
  36. [36] Rapporto Global Electricity Review 2024 | Ember Energy (Citato in: Energia rinnovabile nella fornitura di energia | REN21)
  37. [37] Quota del nucleare nell'elettricità nel 2023 | PRIS | IAEA (quota del nucleare nella produzione di elettricità per Paese)
  38. [38] Incidente di Three Mile Island | 1979, Pennsylvania, USA | Britannica
  39. [39] Scheda informativa sull'incidente di Three Mile Island | NRC.gov
  40. [40] Disastro di Chernobyl | Cause, effetti, morti, video, luogo e fatti | Britannica
  41. [41] Scheda informativa sull'incidente della centrale nucleare di Chernobyl | NRC.gov
  42. [42] Incidente di Fukushima | Riassunto, data, effetti e fatti | Britannica
  43. [43] Incidente nucleare di Fukushima Daiichi | IAEA
  44. [44] Fusione del nocciolo - una panoramica | ScienceDirect Topics
  45. [45] Fusione del nocciolo | energia nucleare, sicurezza dei reattori, termo-idraulica | Britannica
  46. [46] Come funziona una fusione del nocciolo nucleare? (con video) | PHYS.org
  47. [47] Ricaduta radioattiva da una detonazione nucleare | Radiation Emergency Medical Management | US Department of Health
  48. [48] Conseguenze a lungo termine della ricaduta radioattiva di Chernobyl: un'analisi dei dati aggregati | The Millbank Quarterly
  49. [49] Forte calo del cesio radioattivo dopo 30 anni di monitoraggio delle piante alpine della Norvegia centrale | Journal of Environmental Radioactivity
  50. [50] Cesio-137 nell'erba dalla ricaduta radioattiva di Chernobyl | Journal of Environmental Radioactivity
  51. [51] Stato e tendenze nella gestione del combustibile esaurito e dei rifiuti radioattivi | IAEA
  52. [52] Informazioni sui rifiuti radioattivi | NRC.gov
  53. [53] Rifiuti radioattivi ad alta attività | NIRS
  54. [54] Ritrattamento nucleare: pericoloso, sporco e costoso | Union of Concerned Scientists
  55. [55] Il ciclo del combustibile nucleare e la “zona di pericolo” della proliferazione | Journal for Peace and Nuclear Disarmament
  56. [56] Rischi di proliferazione dei programmi di energia nucleare civile | National Defense University
  57. [57] Economia dell'energia nucleare | World Nuclear Association (vedi Note di Riferimento*)
  58. [58] Perché costruire centrali nucleari costa così tanto? | Institute for Progress (vedi Note di Riferimento*)
  59. [59] Perché le centrali nucleari costano così tanto - e cosa si può fare | Bulletin of the Atomic Scientists (vedi Note di Riferimento*)
  60. [60] Hinkley Point C potrebbe sforare il budget di 28 miliardi di £ mentre EDF prevede altri ritardi | News | The Chemical Engineer (vedi Note di Riferimento*)
  61. [61] La centrale nucleare britannica subisce un nuovo ritardo di vari anni e potrebbe costare fino a 46 miliardi di £ | Financial Times (vedi Note di Riferimento*)
  62. [62] Centrale nucleare di El Dabaa, la prima centrale nucleare dell'Egitto | Power Technology (vedi Note di Riferimento*)
  63. [63] Costi del nucleare: perché continuano a salire? | Energy Policy (vedi Note di Riferimento*)
  64. [64] Meglio tardi che mai, ma meglio mai tardi: valutazione dei rischi dei progetti di costruzione di centrali nucleari | Energy Policy
  65. [65] Lazard LCOE+ | giugno 2025 (In: Perché le rinnovabili sono diventate così economiche così in fretta? | Our World in Data) (vedi Note di Riferimento*)
  66. [66] Morti per inquinamento atmosferico da combustibili fossili, 2015 | Our World in Data (vedi Note di Riferimento*)
  67. [67] Mortalità globale dovuta all'inquinamento esterno da particelle fini prodotto dalla combustione di combustibili fossili | Environmental Research (vedi Note di Riferimento*)
  68. [68] Morti per inquinamento atmosferico attribuibili ai combustibili fossili: studio osservativo e di modellazione | BMJ (vedi Note di Riferimento*)
  69. [69] Effetti della rimozione delle emissioni da combustibili fossili e di tutte le emissioni antropogeniche sulla salute pubblica e sul clima | PNAS (vedi Note di Riferimento*)
  70. [70] Perdita di aspettativa di vita dovuta all'inquinamento atmosferico rispetto ad altri fattori di rischio: una prospettiva mondiale | Cardiovascular Research (vedi Note di Riferimento*)
  71. [71] NASA GISS | Sintesi scientifica: carbone e gas sono molto più dannosi dell'energia nucleare (archiviato) (vedi Note di Riferimento*)
  72. [72] Morti storiche legate all'energia nucleare | Environmental Progress (vedi Note di Riferimento*)
  73. [73] Tassonomia delle conoscenze sugli incidenti nucleari | IAEA (vedi Note di Riferimento*)
  74. [74] Quante persone sono morte a Chernobyl e Fukushima? | Our World in Data (vedi Note di Riferimento*)
  75. [75] Un decennio dopo Chernobyl | IAEA (vedi Note di Riferimento*)
  76. [76] Stime del peso dei tumori in Europa dovuti alle ricadute radioattive dell'incidente di Chernobyl | International Journal of Cancer (vedi Note di Riferimento*)
  77. [77] Rapporto speciale: contare i morti | Nature (vedi Note di Riferimento*)
  78. [78] Torch 2016: An Independent Scientific Evaluation of the Health-Related Effects of the Chernobyl Nuclear Disaster (vedi Note di Riferimento*)
  79. [79] Incidente di Fukushima Daiichi | World Nuclear Association (vedi Note di Riferimento*)
  80. [80] The Daily Yomiuri: 573 morti legate alla crisi nucleare | NRC (vedi Note di Riferimento*)
  81. [81] Le conseguenze radiologiche e psicologiche dell'incidente di Fukushima Daiichi | Bulletin of the Atomic Scientists (vedi Note di Riferimento*)
  82. [82] Quali sono le fonti di energia più sicure e pulite? | Our World in Data
  83. [83] Infografica: cosa rende sicura l'energia nucleare? | IAEA
  84. [84] Scheda informativa sullo stoccaggio a secco del combustibile nucleare esaurito | NRC.gov
  85. [85] Stoccaggio e smaltimento dei rifiuti radioattivi | World Nuclear Association
  86. [86] Strutture di smaltimento in prossimità della superficie per rifiuti radioattivi | IAEA
  87. [87] Il futuro della gestione dei rifiuti radioattivi | Lezioni dall'Europa
  88. [88] Recenti progressi della R&S finlandese, a sostegno della fase finale del deposito geologico profondo | Waste Management Symposium 2024
  89. [89] Smaltimento geologico profondo dei rifiuti radioattivi | Radioactivity in the Environment
  90. [90] Cosa sono i rifiuti nucleari e cosa ne facciamo? | Nuclear Essentials | World Nuclear Association
  91. [91] Misure di controllo per prevenire la proliferazione nucleare | World Nuclear Association
  92. [92] Scheda informativa: rischi di proliferazione nucleare nei programmi di energia nucleare | Center for Arms Control and Non-Proliferation
  93. [93] Smantellamento degli impianti nucleari | World Nuclear Association
  94. [94] Qual è la durata di vita di un reattore nucleare? Molto più lunga di quanto potresti pensare | US Department of Energy
  95. [95] Perché la durata di vita delle centrali nucleari si sta allungando | MIT Technology Review
  96. [96] Le turbine eoliche e i pannelli solari stanno invecchiando troppo presto | IER
  97. [97] Quanto durano i pannelli solari nel Regno Unito? | The Renewable Energy Hub
  98. [98] Durata di vita delle turbine eoliche | The Renewable Energy Hub
  99. [99] Intelligente, stabile, affidabile | IAEA
  100. [100] Integrazione delle energie rinnovabili nelle reti elettriche | IRENA
  101. [101] Reattori a sali fusi (MSR) | IAEA
  102. [102] Reattore a sali fusi - una panoramica | ScienceDirect Topics
  103. [103] Reattori a sali fusi | Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear
  104. [104] Valutazione della sicurezza dei reattori a sali fusi rispetto ai reattori ad acqua leggera | Journal of Radiation Research and Applied Sciences
  105. [105] I vantaggi dei reattori a sali fusi | Digital Chemical Engineering
  106. [106] Reattori a sali fusi - tante opzioni per la sicurezza | OSTI.GOV
  107. [107] Cosa sono i piccoli reattori modulari (SMR)? | IAEA
  108. [108] Piccoli reattori modulari avanzati (SMR) | US Department of Energy
  109. [109] Piccoli reattori modulari: più semplici, sicuri, economici? | Energy
  110. [110] Piccoli reattori modulari - la chiave per la futura produzione di energia nucleare negli USA | EPIC | University of Chicago
  111. [111] Google punta sul nucleare per alimentare i data centre dell'IA | BBC News
  112. [112] Amazon sceglie piccoli reattori modulari nucleari nella corsa alle zero emissioni nette di carbonio | Amazon
  113. [113] Microsoft può guidare il settore dei piccoli reattori modulari per alimentare l'IA | Forbes
  114. [114] Maersk esplorerà la fattibilità del trasporto di container a propulsione nucleare | Ship Technology
  115. [115] Il trasporto di container a propulsione nucleare potrebbe essere possibile entro il decennio | The Chemical Engineer
  116. [116] L'opzione nucleare per il trasporto marittimo verso le zero emissioni nette: è fattibile? | HFW
  117. [117] Centrali nucleari galleggianti saranno operative in vari siti nel mondo entro la fine degli anni 2020 | The Lyncean Group of San Diego
  118. [118] Il Thor a propulsione nucleare di Ulstein e la sua nave compagna completamente elettrica sono una soluzione a zero emissioni di carbonio per il turismo marino | The Lyncean Group of San Diego
  119. [119] Diffusione storica dell'energia nucleare, eolica e solare: implicazioni per i percorsi di mitigazione climatica | Environmental Research Letters
  120. [120] Energia nucleare vs. rinnovabili: una prospettiva di scala | SSRN
  121. [121] Un'analisi comparativa dei costi di produzione dell'elettricità da fonti rinnovabili, fossili e nucleari | Journal of Cleaner Production
  122. [122] L'elettricità rinnovabile a basso costo come motore chiave della transizione energetica globale verso la sostenibilità | Energy
  123. [123] Costi delle rinnovabili in forte calo - gli scenari energetici sono in ritardo? | Energy Strategy Reviews
  124. [124] Batterie e transizioni energetiche sicure - Analisi | IEA
  125. [125] Accumulo con batterie e rinnovabili: costi e mercati fino al 2030 | IRENA
  126. [126] Proiezioni dei costi per l'accumulo con batterie su scala industriale: aggiornamento 2023 | NLR (NREL)
  127. [127] Rethinking Energy 2020-2030 100% Solar, Wind, and Batteries is Just the Beginning | ReThinkX (archiviato)
  128. [128] Siamo troppo pessimisti? Le proiezioni dei costi per il solare fotovoltaico, l'energia eolica e le batterie sovrastimano i costi effettivi a livello globale | Applied Energy (vedi Note di Riferimento*)
  129. [129] Rethinking Energy | ReThinkX (archiviato)
  130. [130] I cambiamenti nel settore elettrico sono un'opportunità, non una minaccia | RMI
  131. [131] Il futuro ruolo dell'energia nucleare in un sistema elettrico statunitense decarbonizzato | NLR (NREL)
  132. [132] Nuove prospettive per finanziare le nuove centrali nucleari | Nuclear Technology & Development Economics | OECD NEA

Note di Riferimento

4-9

Chi ha scisso per primo l'atomo e chi ha scoperto la fissione nucleare

Cockroft e Walton scissero gli atomi di Li-7 bombardandoli con protoni nel 1932. Questo lavoro fornì la prova sperimentale dell'equivalenza massa/energia (E=mc2) per cui ricevettero il premio Nobel, e dimostrò il rilascio di ‘energia nucleare’ (circa 8 MeV - megaelettronvolt). Meitner, Hahn e Strassman bombardarono poi l'uranio con neutroni per provocare la fissione di un nucleo di uranio, liberando 200 MeV di energia e 2-3 neutroni, rendendo possibile una reazione nucleare a catena, ideata per la prima volta nel 1933 da Leo Szilard.

20,21,22

Densità energetica dell'uranio

Alcune fonti dicono che la densità energetica dell'uranio è milioni di volte più alta di quella del carbone. È vero, ma è fuorviante perché in un reattore si può generare in modo utile solo una parte di questa energia.

  • U-235 = 3.900.000 MJ/kg
  • Carbone = 24 MJ/kg
  • Petrolio greggio = 44 MJ/kg
32-35

Energia nucleare di base - programmabile o capace di seguire il carico

Una volta costruite, le centrali nucleari possono fornire energia continua, affidabile, facile da integrare e ‘programmabile’, evitando i costi e le complessità di connessione alla rete, distribuzione e accumulo oggi legati all’eolico e al solare su scala di rete, fattori spesso esclusi dalle analisi costi-benefici. Tuttavia, il nucleare è una fonte di energia ‘di base’ che non può ‘seguire il carico’, aumentando o riducendo rapidamente la produzione in risposta a surplus di energia o picchi di domanda. Per questo, deve affrontare le stesse sfide delle fonti tradizionali di energia di base A. Per risolvere il problema, i reattori avanzati usano serbatoi di calore con sali fusi per accumulare l’energia in eccesso, e reti di reattori nucleari come quelle in Francia possono rispondere bene con piccoli aggiustamenti complementari della produzione.

(Commento del Prof. Ian Farnan, 2024)

57-63

Costi del nucleare

Stime di costi e prestazioni per nuove tecnologie di generazione elettrica su scala di rete. (2019 - solo USA) B

Stime dei costi di base:

  • Nucleare avanzato: 6.041 $/kW
  • Centrale idroelettrica da 100 MW: 5.316 $/kW
  • Eolico offshore: 4.375 $/kW
  • Biomassa: 4.097 $/kW
  • Carbone ultra-supercritico (senza cattura della CO2): 3.676 $/kW
  • Centrale geotermica: 2.521 $/kW
  • Eolico onshore, piccolo: 1.677 $/kW
  • Eolico onshore, grande: 1.265 $/kW
  • Solare fotovoltaico: 1.313 $/kW
  • Gas (ciclo combinato - albero singolo): 1.084 $/kW
  • Gas (ciclo combinato - più alberi): 958 $/kW
  • Gas (turbina a combustione - aeroderivata): 1.175 $/kW
  • Gas (turbina a combustione - telaio industriale): 713 $/kW

“Le stime attuali per le nuove unità nucleari indicano costi totali da 5.500 $/kW a 8.100 $/kW, ovvero tra 6 miliardi e 9 miliardi di dollari per ogni impianto da 1.100 MW.” (2008) C

“Nel 2007, Moody’s ha indicato il “prezzo tutto compreso” di un nuovo reattore nucleare da 1.000 MW negli USA tra 5-6 miliardi di dollari ciascuno.” D

(Vedi materiale extra sul futuro dell’economia nucleare)

65

Grafico del costo livellato dell'energia (LCOE)

Il grafico mostrato è una sintesi di quanto pubblicato nel rapporto LCOE+ di Lazard del giugno 2025 e riflette i valori medi non sovvenzionati del LCOE negli studi annuali sul LCOE. Riguarda soprattutto il panorama energetico nordamericano, ma riflette andamenti più ampi/globali dei costi. Gli andamenti globali medi del LCOE per impianti su scala industriale di altre tecnologie rinnovabili si trovano alla fonte E.

66-71

Commento sui decessi legati ai combustibili fossili

Il numero esatto di morti premature attribuite all'uso di combustibili fossili varia molto tra le fonti ed è sempre una stima, perché un'attribuzione precisa è difficile, quindi non è possibile fornire un numero esatto.

  • [66] Stabilisce la mortalità annua in eccesso nel 2015 come conseguenza degli effetti sulla salute dell'inquinamento atmosferico prodotto dalla combustione di combustibili fossili. Indica 3,61 milioni di morti nel mondo, con la Cina che registra il numero più alto di morti con 1,5 milioni da sola.
  • [67] Stima 10,2 milioni di morti premature nel 2012 come conseguenza dell'esposizione al PM2.5 (particolato atmosferico emesso dalla combustione di combustibili fossili), 3,9 milioni in Cina e 2,5 milioni in India.
  • [68] Stima 8,34 milioni di morti in eccesso nel 2019 come conseguenza dell'inquinamento da particolato fine e ozono, per la maggior parte (52%) causate da condizioni cardiometaboliche in risposta diretta a tale inquinamento.
  • [69] Modella un tasso totale annuo di mortalità in eccesso di 8,79 milioni all'anno a livello globale come conseguenza dell'inquinamento atmosferico (esposizione a ozono e particolato fine), con una riduzione media dell'aspettativa di vita di 26,5 anni per le persone colpite, oltre a una perdita media globale di aspettativa di vita di 2,9 anni, dovuta a complicazioni negative per la salute. Il modello comprendeva un modello di chimica atmosferica-circolazione generale e un modello globale di mortalità da esposizione, eseguiti per periodi di 20 e 30 anni in linea con le raccomandazioni dell'IPCC.
  • [70] Usa metodi simili a [69] ma per il 2015, stimando una mortalità globale in eccesso di 8,8 milioni all'anno per tutto l'inquinamento dell'aria esterna, comprese le emissioni antropiche da combustibili fossili e l'inquinamento atmosferico naturale (dagli incendi boschivi, probabilmente un risultato indiretto delle emissioni di combustibili fossili, che diventano più intensi/frequenti con l'aumento del riscaldamento globale). Stima anche una riduzione media globale dell'aspettativa di vita di 2,9 anni, di cui 1,7 anni dovuti a tutte le emissioni antropiche e 1,1 anni alle sole emissioni da combustibili fossili. Per fare un confronto, il tabacco uccide 7,2 milioni di persone all'anno con una perdita di aspettativa di vita di 2,2 anni.
  • [71] Riassume l'argomento a favore della sostituzione dei combustibili fossili con l'energia nucleare e il conseguente calo del tasso di mortalità, indicando 1,8 milioni di morti nette evitate nel 1971-2009, una media di 76.000 all'anno, con un intervallo di 19.000-300.000. Chiarisce anche che l'energia nucleare causa il 99,9% di morti in meno della lignite, il 99,8% in meno del carbone, il 99,7% in meno del petrolio e il 97,6% in meno del gas.
72-81

Commento sui decessi legati al nucleare

Il numero esatto di morti premature causate dal nucleare e dagli incidenti collegati è quasi impossibile da calcolare con precisione, per gli effetti a lungo termine delle radiazioni nucleari, il livello di rischio coinvolto e la qualità delle segnalazioni degli incidenti.

  • [72] Un elenco delle morti dirette durante la manutenzione delle centrali nucleari. Sono tutte non civili, per un totale di 50.
  • [73] Dalla nascita del nucleare sono stati segnalati 30 incidenti nel mondo, i più gravi e rilevanti sono stati Chernobyl (1986), Fukushima Daiichi (2011) e Three Mile Island (1979).
  • [74] L'incidente di Chernobyl rappresenta l'impatto più grave degli incidenti nucleari. 30 persone sono morte subito dopo. Però, il numero esatto di morti per condizioni collegate è ancora discusso, con alcune stime dei primi anni 2000 che prevedevano fino a 16.000-60.000 morti entro il 2065 per il rischio di cancro. L'OMS ha pubblicato un rapporto nel 2005 affermando che il numero massimo di morti sarebbe stato più vicino a 4.000 in base all'esposizione, e nel 2018 UNSCEAR ha pubblicato un rapporto di approfondimento con le stesse conclusioni dei suoi risultati del 2008, cioè che l'esposizione del pubblico era molto bassa.
  • [75] Ha fornito la base per il già citato rapporto dell'OMS, pubblicato poco dopo l'incidente, che stimava un numero di morti più vicino a 9.000. Però, nello studio erano inclusi solo Bielorussia, Federazione Russa e Ucraina.
  • [76] Un rapporto aggiornato successivo a [75] dello stesso autore, che ora include il resto d'Europa ed è stato pubblicato dopo il rapporto dell'OMS, prevedeva 14.000 morti per vari tumori.
  • [77] Spiega la variazione nel numero di morti e mette in luce le differenze, criticando la mancanza di contesto da parte dell'OMS.
  • [78] Un rapporto più recente che riduce la stima precedente di 60.000 morti in tutta Europa a 40.000, evidenziando anche l'ampio margine di incertezza, nel contesto di [76].
  • [79] Nel contesto del secondo disastro nucleare più grave - Fukushima - [79] riporta 0 morti legate all'incidente nucleare stesso, oltre a 0 per malattie da radiazioni, ma riporta 2.313 morti come ‘decessi legati al disastro’ a causa dell'evacuazione, in cui 100.000 persone sono state evacuate per sicurezza. Questo numero non include le morti causate dal terremoto o dallo tsunami.
  • [80] Il rapporto ufficiale del 2012 riporta 0 morti da radiazioni (Fukushima). Però, indica 573 morti dovute allo stress dell'evacuazione.
  • [81] Questo studio prevede una stima massima di 1.000 morti da radiazioni, anche se questa cifra è discussa per la mancanza di dati a lungo termine e stime dell'esposizione (Fukushima).

Come evidenziato, quasi tutte le morti civili legate all'energia nucleare derivano da due incidenti, con numeri totali di morti previsti nel futuro, mentre l'inquinamento dell'aria legato ai combustibili fossili colpisce tutte le regioni del mondo in modo costante. Quindi, nonostante le grandi incertezze nel calcolare le morti attribuite ai combustibili fossili e all'energia nucleare, dovute a stime, attribuzione di morti e malattie e mancanza di dati di alta qualità, le morti attribuite alla combustione di combustibili fossili superano di gran lunga quelle attribuite agli incidenti nucleari, con una mortalità in eccesso di milioni di persone all'anno per i combustibili fossili, rispetto a un totale previsto di ~60.000 morti (stima massima) dagli anni 1950 per tutta l'energia nucleare.

128

Grafico dei costi di solare fotovoltaico, eolico e batterie e proiezioni future

I grafici mostrati presentano il costo medio globale previsto della produzione di elettricità con le fonti rinnovabili eolico onshore e solare fotovoltaico utility-scale (LCOE in USD per MWh), e il costo previsto dell’accumulo di energia in batterie stazionarie agli ioni di litio da 4-h (BESS) (CAPEX in USD per kWh di capacità di accumulo installata), dal 2020 al 2050. Questi dati sono stati raccolti da [128] che presenta una valutazione globale delle previsioni di costo medie. Per ogni tecnologia e metrica di costo (LCOE e CAPEX), lo studio ha aggregato le previsioni di costo medie di numerosi studi regionali e globali. In questi studi, le stime annuali previste erano riportate con diverse risoluzioni temporali, orizzonti (ad esempio ogni anno o ogni 5 anni, fino al 2030, 2040 o 2050), e livelli di coerenza. La media complessiva delle previsioni disponibili è stata calcolata per creare una singola traiettoria rappresentativa per ogni tecnologia ai fini dei grafici mostrati.

A causa delle incoerenze nelle previsioni annuali, l'andamento medio risultava a volte distorto in certi intervalli, dove variava la dimensione del campione delle stime considerate. Risoluzioni, intervalli e conseguenti lacune nei dati erano comunque coerenti nella maggior parte dei dataset. Perciò, è stata applicata una semplice interpolazione lineare a tutti i dati per generare valori annuali tra la prima e l'ultima stima riportata da ogni studio, in base alle stime disponibili. Le previsioni non sono state estrapolate oltre l'intervallo individuale di ciascuno studio; perciò, sono state escluse le fonti senza stime fino al 2050 o che iniziavano dopo circa il 2020.

Il campione finale comprendeva 11 dataset interpolati per il solare FV, 9 per l'eolico e 9 per le batterie. Il costo medio annuo previsto è stato calcolato da queste fonti e rappresentato come mostrato. L'LCOE di eolico/solare è mostrato in USD/MWh di elettricità prodotta, mentre il CAPEX delle batterie è mostrato in USD per kWh di capacità come metrica standard del costo di accumulo. Il costo livellato dell'elettricità (LCOE) rappresenta i costi completi del sistema per produrre elettricità, mediati nel tempo, inclusi tutti i costi di capitale, gestione e manutenzione. Le batterie non producono elettricità da sole, e un equivalente costo livellato dell'accumulo (LCOS) non è stato fornito da [128]. Lo studio ha invece fornito il CAPEX che rappresenta l'investimento iniziale. Pur non essendo direttamente paragonabili all'LCOE ponderato sulla produzione nell'arco della vita, le proiezioni dei costi CAPEX a livello di sistema modellate da [128] di BESS agli ioni di litio da 4-h completamente installati includono confini di sistema ampi e completi, compresi i moduli delle batterie e tutti i costi di balance-of-system, e quindi rappresentano di fatto la metrica migliore e più comparabile, che evita conversioni dei dati, ipotesi aggiuntive e di uscire dall'ambito del lavoro di [128].

Ognuna di queste previsioni rappresenta una media di più studi e quindi un chiaro consenso sulle traiettorie dei costi di queste tecnologie. Tuttavia, vale la pena notare che [128] suggerisce che queste previsioni potrebbero essere troppo ‘pessimistiche’. Confrontano questi dati con dati storici del mercato globale raccolti da varie fonti empiriche per evidenziare nette sovrastime dei costi previsti, e nette sottostime della velocità di riduzione dei costi negli ultimi anni. Dall'inizio della maggior parte delle previsioni fino a oggi (~2020-2024), i valori medi previsti sono in genere maggiori dei valori storici per il solare FV utility-scale, l'eolico onshore e i BESS agli ioni di litio. Il solare mostra una certa coerenza con i valori previsti, ma i costi stimati dell'eolico onshore e delle batterie sono molto più alti di quelli riportati. Tutti sono scesi più velocemente del previsto. Se queste tendenze contrarie continueranno, i costi reali futuri di queste tecnologie potrebbero essere ancora più bassi di quanto suggeriscano le previsioni attuali, rafforzando l'aspettativa che i costi delle rinnovabili e dell'accumulo di energia stiano calando rapidamente e continueranno a calare verso il 2050.

Materiale Extra

13-19

Bombe e reattori a confronto

A differenza di una bomba nucleare, la reazione a catena di fissione nei reattori delle centrali elettriche è regolata dall'uso di processi passivi di retroazione termica, barre di controllo, moderatori e combustibile ‘a basso-arricchimento’.

I reattori sono progettati con materiali e tipi di combustibile che mostrano un coefficiente negativo di temperatura della reattività, cioè quando viene rilasciato calore e la temperatura del combustibile aumenta, la reattività del nocciolo diminuisce. Temperature più alte aumentano le vibrazioni e la distanza tra gli atomi, riducendo la probabilità di catturare neutroni. Questo comportamento naturale mantiene la reazione stabile e sotto controllo (cioè critica†), offrendo un livello di sicurezza intrinseco se il sistema inizia a surriscaldarsi.

Le barre di controllo, fatte di materiali non fissili che assorbono neutroni (di solito boro), assorbono i neutroni in eccesso e aiutano a mantenere sotto controllo la reazione a catena. Gli operatori possono gestire la reazione a catena alzando o abbassando le barre di controllo, regolando così la potenza prodotta dal reattore: alzare le barre accelera la reazione, mentre abbassarle la rallenta o la ferma del tutto. Le barre di controllo sono progettate per andare automaticamente in sicurezza, quindi spengono il reattore in caso di emergenza, guasto o interruzione dell'alimentazione elettrica. Altrimenti, servono per piccole regolazioni, mentre i processi di retroazione passiva fanno la maggior parte del lavoro.

I reattori nucleari usano di solito l'uranio-235 (U-235) come combustibile principale nei loro noccioli, ma contengono anche vari altri isotopi di uranio meno ‘fissili’ o meno efficaci nel sostenere una reazione a catena. L'arricchimento del combustibile indica il processo di aumento della concentrazione di U-235 nel nocciolo, rispetto agli altri isotopi. L'uranio naturale contiene solo circa lo 0,7% di U-235, mentre il resto è soprattutto U-238. La maggior parte dei reattori civili usa uranio a basso-arricchimento (LEU), di solito arricchito al 3-5% di U-235 per una reazione stabile e gestibile e un rilascio di energia, mentre l'uranio ad alto-arricchimento di grado bellico (HEU) contiene circa il 90% di U-235, abbastanza per una reazione a catena veloce e incontrollata e un rapido, esplosivo rilascio di energia necessario per una bomba. L'arricchimento a questo livello è difficile e limitato dalle norme internazionali, e altrimenti controllato e monitorato con attenzione per prevenire la proliferazione nucleare (vedi sotto). Il LEU potrebbe bastare a produrre un picco di potenza abbastanza grande da fondere il nocciolo di un reattore, ma neanche lontanamente abbastanza da eguagliare una bomba nucleare.

Infine, molti reattori nucleari includono un moderatore. L'U-235, pur essendo più fissile, non assorbe facilmente neutroni ad alta energia, e quindi ha bisogno di un piccolo aiuto. Per favorire la cattura dei neutroni, questi vengono rallentati usando un moderatore, di solito la normale acqua ‘leggera’ usata per raffreddare il nocciolo del reattore, l'acqua deuterata o ‘pesante’ (D2O) e grafite ad alta purezza, entrambe ottime per rallentare i neutroni senza assorbirli.

-

†Un reattore è detto ‘critico’ quando funziona a un ritmo stabile e controllato.

54-56, 91-92

Riciclo, riprocessamento e proliferazione nucleare

Durante il funzionamento, il combustibile del reattore assorbe neutroni e si trasforma in altri elementi pesanti, oppure subisce fissione e rilascia energia (e altri neutroni liberi) spezzandosi in elementi molto più leggeri chiamati ‘prodotti di fissione’.

Parte dell'uranio-238 (U-238), un isotopo abbondante nel combustibile dei reattori, cattura neutroni e alla fine si trasforma in plutonio-239 (Pu-239). Il Pu-239 è molto più ‘fissile’ e richiesto come isotopo principale usato nelle armi nucleari in tutto il mondo, perché può sostenere una reazione a catena rapida ed esplosiva. Man mano che si forma il Pu-239, assorbe altri neutroni e produce altri isotopi del plutonio meno fissili (come il Pu-240), che si accumulano rapidamente nel reattore e sono meno adatti alle armi - un po' come il LEU.

Il combustibile nucleare esaurito contiene una miscela di questi isotopi del plutonio e altri prodotti di fissione; un po' di uranio residuo non usato; e isotopi di uranio impoverito e meno fissile, tutti insieme come rifiuti. Gli scienziati stanno sviluppando modi per riciclare questi rifiuti, e alcuni tipi di reattori, come i reattori autofertilizzanti veloci (FBR), riescono perfino a riutilizzarli come combustibile. Di solito si tratta di combustibile MOX (ossidi misti), che contiene una miscela di isotopi di uranio e plutonio altrimenti meno adatti ai reattori convenzionali.

Gli FBR funzionano bombardando il combustibile esaurito con neutroni più veloci senza usare un moderatore per rallentarli (e per questo richiedono sistemi di sicurezza più avanzati). Questo provoca reazioni a catena più rapide, che possono usare bene combustibili misti come il MOX con concentrazioni più alte di plutonio e isotopi meno fissili per rilasciare energia. Possono perfino trasformarli in nuovi isotopi più fissili, riutilizzabili come combustibile convenzionale. Questo processo è noto come ‘autofertilizzazione’, perché crea più materiale fissile di quanto ce ne fosse all'inizio. Perciò, gli FBR migliorano l'uso del combustibile, allungando la durata delle risorse di uranio e riducendo i rifiuti a lungo termine.

Prima che i rifiuti nucleari possano essere riutilizzati come combustibile, però, devono essere riprocessati chimicamente per rimuovere altri prodotti non riciclabili che si accumulano durante la fissione††. Questi prodotti di fissione assorbono anche neutroni e interferiscono con le reazioni a catena, riducendo l'efficienza del reattore e rendendo più difficile il controllo della reattività. I reattori richiedono anche determinate concentrazioni di materiale fissile (come Pu-239 o U-235) per sostenere le reazioni a catena. Il riprocessamento permette di estrarre e concentrare questi materiali nel MOX, lasciando indietro gli altri prodotti di fissione.

Il riprocessamento può anche essere usato per concentrare ed estrarre Pu-239 per produrre armi nucleari. Tuttavia, esistono garanzie internazionali che impediscono efficacemente di deviare il plutonio per usi bellici, comprese norme severe e misure di monitoraggio e controllo sulle attività del ciclo del combustibile nazionali e internazionali. I reattori civili usano in genere neutroni rallentati che vengono assorbiti soprattutto dall'U-235 (anziché dall'U-238) provocandone la fissione e producono Pu-239 in modo meno efficiente†††. Il plutonio recuperato dal combustibile esaurito dei reattori commerciali ha una composizione isotopica mista che lo rende inadatto alle armi. Per ottenere Pu-239 puro per uso bellico, dovrebbe essere estratto e riprocessato all'inizio del ciclo del reattore, prima che si accumulino altri isotopi. Altrimenti, il processo di separazione è estremamente difficile, complesso e costoso, e richiede tecniche specializzate, molte risorse e grandi competenze.

Le armi nucleari vengono di solito prodotte con metodi più pratici basati sull'arricchimento dell'uranio o usando reattori specializzati, come quelli dei programmi militari, dedicati e ottimizzati per produrre plutonio per uso bellico. Perciò, le centrali nucleari civili non sono considerate di per sé un alto rischio di proliferazione, perché è difficile ricavare dal combustibile del reattore materiale utilizzabile per armi. Tuttavia, secondo alcuni resta il rischio che gli Stati usino il ciclo civile del combustibile nucleare come fonte o copertura per ottenere il materiale, la tecnologia e le competenze necessarie a sviluppare armi nucleari.

-

††A differenza dei reattori convenzionali, gli FBR possono consumare alcuni sottoprodotti della fissione come gli attinidi minori (elementi come americio e curio), che sono tra i componenti più longevi e radiotossici dei rifiuti nucleari. Questo è noto come ‘combustione degli attinidi’. Gli impianti di riprocessamento possono separare molti prodotti di fissione, lasciando però gli attinidi nella miscela di combustibile perché vengano consumati, invece di dover essere stoccati. Gli FBR contribuiscono quindi ulteriormente a ridurre i rifiuti radioattivi a lungo termine e potenzialmente dannosi.

†††Gli FBR sono progettati apposta per produrre isotopi fissili come il Pu-239 dall'U-238 (cosa che avviene anche nei reattori convenzionali, ma meno efficientemente), contribuendo potenzialmente a un rischio maggiore di proliferazione nucleare. Tuttavia, gli FBR producono (per autofertilizzazione) e consumano (bruciano) Pu-239 mentre viene creato, in un ciclo equilibrato. E proprio come nei reattori convenzionali, quello non già consumato viene rapidamente mescolato o trasformato in altri isotopi del plutonio meno fissili, come il Pu-240. Convertendo il plutonio in combustibile utilizzabile invece di lasciarlo accumulare come rifiuto, gli FBR aiutano anche a ridurre la quantità di plutonio disponibile per possibili dirottamenti a usi illeciti o furti.

(Basato sui seguenti riferimenti aggiuntivi e commenti del dott. Nathaniel Read, 2024).

Riferimenti aggiuntivi e approfondimenti

Ciclo del combustibile nucleare e arricchimento

Panoramica del ciclo del combustibile nucleare | World Nuclear Association

Arricchimento dell'uranio | World Nuclear Association

Lavorazione dell'uranio | estrazione, raffinazione e arricchimento | Britannica

Reattori a neutroni veloci | World Nuclear Association

Riciclo dei rifiuti

Tendenze e prospettive sulla gestione dei rifiuti nucleari: recuperare, riciclare e riutilizzare | Journal of Nuclear Engineering

Riprocessamento | NRC.gov

Riprocessamento del combustibile nucleare | Idaho National Laboratory | Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti

Trattamento del combustibile nucleare usato | World Nuclear Association

Implicazioni della separazione e trasmutazione nella gestione dei rifiuti radioattivi | IAEA

Ridurre i rifiuti nucleari e aumentare l'efficienza per un futuro energetico sostenibile | IAEA

Quando i rifiuti nucleari sono una risorsa, non un peso | IAEA

Sistemi di controllo e sicurezza nucleare

Sicurezza dei reattori nucleari | World Nuclear Association

Principi fondamentali di sicurezza per le centrali nucleari | INSAG | IAEA

Sicurezza nucleare - una panoramica | ScienceDirect Topics

La resilienza e la sicurezza dell'energia nucleare di fronte agli eventi estremi | IAEA

Ristrutturare le norme sul nucleare | Environmental Health Perspectives

Sistemi di contenimento | IAEA

Struttura di contenimento - una panoramica | ScienceDirect Topics

57-63

Futuro dell'economia nucleare

Fino a due terzi degli altissimi costi dei progetti di costruzione nucleare possono essere attribuiti ai costi di finanziamento. Questi progetti sono di solito finanziati da utility e altri investitori tramite finanziamenti di progetto con tassi d'interesse elevati. Con alti costi iniziali (soprattutto capitale e assicurazioni per coprire i rischi di costruzione), tempi di costruzione lunghi e ritardi frequenti, il costo complessivo dei nuovi impianti può più che triplicare durante i lavori, portando a molte svalutazioni e cancellazioni. La situazione è aggravata da fattori complessi, tra cui l'opposizione pubblica, lunghi processi di smantellamento e la graduale perdita di competenze nel nucleare.

Ma il modo in cui il nucleare viene finanziato potrebbe cambiare presto. Gli SMR potrebbero superare molti di questi problemi grazie a costi iniziali più bassi e tempi di costruzione più rapidi. Pur basandosi sulla stessa tecnologia, questi reattori stanno cambiando gli impegni finanziari e l'economia del nucleare al punto che molti Paesi li stanno ora valutando per l'integrazione nella rete su larga scala. I fornitori di IA e data center potrebbero pagare con fondi propri, così come le grandi aziende chimiche, industriali e minerarie, evitando quindi gli interessi. Con la produzione di energia nucleare in loco, possono anche evitare i costi di connessione alla rete e distribuzione delle rinnovabili intermittenti.

(Basato sui seguenti riferimenti aggiuntivi e commenti del Prof. Ian Farnan e del Prof. Simon Middleburgh, 2024)

Riferimenti e letture aggiuntive

Ridurre i costi di costruzione del nuovo nucleare | Gruppo di lavoro del Sector Deal | NIA (archiviato)

Per lo zero netto serve l'energia nucleare: triplicare l'energia nucleare richiede finanziamenti | Agenzia per l'energia nucleare dell'OCSE

Le cause degli sforamenti dei costi nella costruzione di centrali nucleari richiedono un nuovo approccio alla progettazione ingegneristica | Joule

Sicurezza nucleare e reattori accessibili: possiamo avere entrambe le cose? | Bulletin of the Atomic Scientists

I ritardi di costruzione rendono le nuove centrali nucleari più costose che mai | Imperial News | Imperial College London

Valutazione dell'opposizione pubblica agli sviluppi infrastrutturali: il caso dei progetti nucleari | Construction Research Congress 2012

Opinione pubblica su energia nucleare e armi nucleari: il legame tra atteggiamenti negli Stati Uniti | Energy Research & Social Science

La sfida dell'accettazione sociale | Gettare le basi per reattori nucleari nuovi e avanzati negli USA | The National Academies Press

Smantellamento nucleare | IAEA

Costi dello smantellamento delle centrali nucleari | Agenzia per l'energia nucleare dell'OCSE

La forza lavoro nucleare del futuro - opportunità e necessità per il settore nucleare internazionale | European Nuclear Society

Forza lavoro nell'ingegneria nucleare negli Stati Uniti | Journal of Applied Clinical Medical Physics

Il divario di competenze nucleari e la nostra futura diversità | Nuclear Institute

Nucleare sprecato: perché il costo dell'energia nucleare è frainteso | Mackinac Center

Vantaggi aggiuntivi dell'energia nucleare

  • Produzione di calore - Per le leggi base della termodinamica, due terzi del calore generato dai reattori nucleari vanno sprecati. La produzione combinata di calore ed elettricità è un campo di crescente interesse e potenziale per molte forme di produzione energetica, incluso il nucleare. Il calore di scarto può essere recuperato e usato per varie applicazioni complementari, come il teleriscaldamento o la desalinizzazione, per migliorare l'efficienza complessiva. Il calore di scarto potrebbe essere usato per alimentare la cattura diretta della CO2 dall'aria, e cresce l'entusiasmo per i reattori ad alta temperatura che possono alimentare processi industriali difficili da decarbonizzare.
  • Medicina nucleare - I radioisotopi vengono usati regolarmente sia per la diagnosi sia per il trattamento del cancro e di altre patologie. C'è una crescente carenza perché i reattori su cui si fa affidamento per produrre questi prodotti sono vecchi e stanno gradualmente chiudendo. Gli investimenti nel nucleare e la costruzione di nuovi reattori potrebbero aiutare ad affrontare questo problema.

(Basato sui seguenti riferimenti aggiuntivi e commenti del dott. Nathaniel Read, 2024)

Riferimenti aggiuntivi e letture

Una revisione completa sull'integrazione delle energie rinnovabili per la produzione combinata di calore ed elettricità | Energy Conversion and Management

Radioisotopi in medicina | World Nuclear Association

Sei un finanziatore, scienziato, educatore o decisore politico?

Vuoi sostenere Earth 2050 o collaborare con noi? Contattaci.

info@earth2050.com