Le criticità fondamentali degli attuali impianti nucleari per la produzione di energia sono notoriamente rappresentate da:
- costi iniziali di costruzione eccessivi
- tempi di costruzione lunghi e con oneri finanziari insostenibili
- spese di esercizio e di manutenzione elevate
- preoccupazioni legate alla sicurezza riguardo gli incidenti
- necessità di stoccaggio sicuro delle scorie radioattive a lunghissimo termine.
La panacea a queste problematiche sarebbe rappresentata dalla progettazione e costruzione di piccoli reattori modulari, al massimo da 300 MW, che verrebbero costruiti e assemblati in fabbrica e poi trasportati sul sito pronti a entrare in funzione. Sono gli SMR o Small Modular Reactors.
Gli sviluppatori e i venditori di impianti nucleari promettono che queste tecnologie ridurranno gli oneri finanziari, i costi per la sicurezza e la riduzione dei rifiuti associati alle centrali nucleari più grandi che operano su scala di gigawatt.
Ma proprio il combustibile esausto e le scorie radioattive sono il tallone d’Achille degli SMR.
In un corposo studio pubblicato nei Proceedings of the National Accademy of Sciences (PNAS), intitolato “Nuclear waste from small modular reactors”, scienziati della Stanford University e della University of British Columbia, hanno analizzato la gestione e lo smaltimento dei flussi di rifiuti nucleari prodotti dagli SMR, reattori che stanno attirando l’attenzione per via delle affermazioni sulle caratteristiche di sicurezza intrinseche e sui costi ridotti.
Gli autori dello studio hanno fatto una valutazione dettagliata dell’impatto degli SMR sulla gestione e lo smaltimento dei rifiuti radioattivi rispetto a quelli generati dai reattori commerciali più grandi di progettazione tradizionale.
Gli sviluppatori e i sostenitori della tecnologia nucleare spesso utilizzano parametri semplici, come la radiotossicità di massa o totale, per suggerire che i reattori avanzati genereranno meno combustibile nucleare esaurito (Spent Nuclear Fuel – SNF) e meno rifiuti ad alta attività (High Level Waste – HLW) rispetto a un reattore ad acqua pressurizzata su scala di GW come il “PWR – Pressurized Water Reactor”, il tipo prevalente di reattore commerciale odierno.
I risultati dello studio rivelano che i progetti SMR, comparati con i PWR a scala di gigawatt, aumenteranno i volumi equivalenti dei rifiuti nucleari che necessitano di gestione e smaltimento.
In particolare, il volume di combustibile nucleare spento (SNF) aumenterà di un fattore 5,5; il volume dei rifiuti ad alta attività (HLW) aumenterà di un fattore 30 e, infine, il volume dei rifiuti a bassa e intermedia intensità (LILW) aumenterà di un fattore 35.
Gli autori sostengono, inoltre, che il volume delle scorie non è il parametro di valutazione più importante, ma che esse condizionano le prestazioni del deposito geologico, prestazioni che sono influenzate dalla potenza termica di decadimento e dalla radiochimica del combustibile nucleare esaurito, per cui gli SMR non forniscono alcun vantaggio.
Gli SMR poi non ridurranno la generazione di prodotti di fissione geochimicamente mobili, come I129, Tc99 e Se79, che contribuiscono in modo importante alle dosi di radioattività emesse e per cui occorre tenerne conto nella progettazione dei depositi geologici.
Inoltre, il combustibile esaurito degli SMR conterrà concentrazioni relativamente elevate di nuclidi fissili, che richiederanno nuovi approcci per valutare le criticità durante lo stoccaggio e lo smaltimento delle scorie.
Infine, poiché le proprietà del flusso di rifiuti sono influenzate dalla fuoriuscita di neutroni, un processo fisico di base che è potenziato nei noccioli dei piccoli reattori, gli SMR aggraveranno le problematiche legate alla gestione e allo smaltimento dei rifiuti nucleari.
