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Piccole imprese e grandi innovazioni: le start-up svizzere

Una start-up svizzera vuole reinventare l'energia nucleare

L'energia nucleare genera circa il 10% dell'elettricità consumata nel mondo. Keystone / Giroscience / Science Photo Library

Transmutex sta sviluppando un nuovo tipo di reattore nucleare che utilizza il torio invece dell’uranio. La centrale potrebbe produrre elettricità in modo più sicuro e senza generare scorie altamente radioattive. Un'innovazione che favorirà la transizione verso una società a zero emissioni?

Questo contenuto è stato pubblicato il 01 febbraio 2022 - 09:05

"Quando un premio Nobel ti chiede di lavorare con lui, è difficile dire di no", afferma a SWI swissinfo.ch Federico Carminati. Il fisico nucleare ricorda perfettamente la chiamata di Carlo Rubbia, allora direttore dell'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN), con sede a Ginevra. "Era il 1990 ed io ero un giovane collaboratore del CERN. Rubbia mi chiese di partecipare allo sviluppo di un nuovo tipo di reattore nucleare", racconta Carminati.

"Disponiamo di tutti gli elementi essenziali per realizzare un nuovo tipo di reattore."

Federico Carminati, Transmutex

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Attorno al progetto c'è molta euforia, ma l'idea di un reattore al torio combinato con un acceleratore di particelle finisce in un cassetto. L'industria nucleare è poco interessata alle novità e il problema delle scorie radioattive e del loro stoccaggio non è così impellente. Perché investire in un nuovo concetto dopo aver già fatto fluire somme colossali nello sviluppo del nucleare all'uranio?

Una trentina d'anni più tardi, i tempi sono cambiati. Per Carminati è il momento di rispolverare il progetto di Rubbia. Nel 2019 fonda la start-up TransmutexLink esterno assieme all'imprenditore francese Franklin Servan-Schreiber. Il loro obiettivo: "reinventare" l'energia nucleare partendo dai suoi principi.

Torio al posto dell'uranio

Le centrali atomiche producono elettricità sfruttando il calore generato da reazioni nucleari. In un reattore classico, gli atomi del materiale combustibile - in genere uranio o plutonio - collidono con dei neutroni. Gli atomi si dividono (processo di fissione) sprigionando energia e liberando altri neutroni, ciò che dà origine a una reazione a catena. Il calore generato dalla fissione è utilizzato per produrre vapore e infine elettricità.

>> La breve animazione seguente illustra quello che succede durante la fissione nucleare:

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Una centrale atomica produce elettricità in modo continuo e in grandi quantità senza emettere gas a effetto serra. Genera tuttavia delle scorie radioattive che numerosi Paesi, Svizzera inclusa, non sanno ancora dove immagazzinare in modo definitivoLink esterno.

La soluzione di Transmutex è di impiegare il torio invece dell'uranio e di utilizzare un acceleratore di particelle. Il torio è un metallo debolmente radioattivo presente in abbondanza di quasi tutta la crosta terrestre. "È molto più democratico dell'uranio", afferma Carminati. La maggior parte dell'uranio utilizzato come combustibile nucleare è estratto da miniere in Kazakistan, Australia e Canada.

Il torio viene fissionato all'interno di un reattore mantenuto in uno stato sub-critico e alimentato in neutroni tramite un acceleratore di particelle. Questo significa che, contrariamente a quelli convenzionali, l'impianto è incapace di sostenere una reazione a catena: una volta interrotto il flusso di neutroni il reattore si spegne immediatamente. Tale particolarità avrebbe evitato l'incidente avvenuto a Chernobyl nel 1986.

Meno scorie

I vantaggi di un reattore al torio con acceleratore di particelle sono molteplici, secondo Carminati. I tempi di decadimento radioattivo dei sottoprodotti del torio sono molto più brevi rispetto a quelli di una centrale a uranio - 300 anni invece di 300'000 - e la quantità di residui pericolosi sarebbe notevolmente ridotta. "Parliamo di qualche chilogrammo invece di tonnellate", dice il fisico nucleare.

Il ciclo del torio avrebbe poi il pregio di impedire la proliferazione nucleare. I sottoprodotti della fissione del torio non possono essere utilizzati per fabbricare una bomba atomica, afferma Carminati.

Federico Carminati è specializzato nella simulazione informatica di sistemi nucleari. Transmutex

Ma non è tutto. Un reattore al torio potrebbe anche essere alimentato con le scorie delle centrali nucleari esistenti. Il flusso di particelle ultraveloci consente infatti di bruciare le scorie producendo energia. Inoltre, in quella che nel linguaggio tecnico viene chiamata "trasmutazione" (da dove il nome della start-up Transmutex), anche una parte dei rifiuti radioattivi a vita corta potrebbe essere trasformata in elementi stabili. "Questa possibilità permette di risolvere il problema dell'accumulo e dello stoccaggio di rifiuti altamente radioattivi", sostiene Carminati.

Collaborazione con Russia e Stati Uniti

Transmutex vuole sfruttare le tecnologie sviluppate in Svizzera e all'estero. Assieme all'Istituto Paul ScherrerLink esterno, il principale centro di ricerca per le scienze naturali e ingegneristiche in Svizzera, intende realizzare un acceleratore di particelle più potente di quelli usati attualmente nel trattamento dei tumori.

La start-up ha anche avviato collaborazioni con partner internazionali. La compagnia russa Rosatom sta studiando la possibilità dello sviluppo del reattore, mentre l'Argonne National Laboratory, tra i più importanti laboratori di ricerca nucleare negli Stati Uniti, sta lavorando sul combustibile al torio.

"Disponiamo di tutti gli elementi essenziali per realizzare un nuovo tipo di reattore: ora non rimane che assembrarli", afferma Carminati. L'obiettivo di Transmutex è di realizzare un prototipo dimostrativo entro i primi anni del 2030.

"Rinascita" del nucleare

I tempi sembrano maturi per un'energia nucleare di nuova generazione. La necessità di ridurre le emissioni di CO2 e i timori di interruzioni prolungate di corrente stanno riportando in auge un'opzione che Fukushima sembrava aver sepolto.

Attualmente, le circa 440 centrali nucleari in attività nel mondo generano circa il 10% dell'elettricità consumata globalmente.

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In diversi Paesi si sta lavorando sulla realizzazione di reattori nucleari più compatti, più semplici, più sicuri e meno costosi. Il presidente statunitense Joe Biden ha stanziato 2,5 miliardi di dollari per la ricerca e la dimostrazione industriale dei reattori avanzati, mentre TerraPower, azienda fondata da Bill Gates, è pronta a costruire la prima di centinaia di mini-centrali nucleari al sodio. In CinaLink esterno, entrerà presto in funzione il primo reattore nucleare al torio, che utilizza però una tecnologia diversa rispetto a quella di Transmutex.

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La "rinascita" del nucleare è in atto anche sul continente europeo. La Commissione europea vuole includere l'atomo, così come il gas naturale, tra le fonti "verdi" per favorire la transizione energetica. Una linea sostenuta dalla Francia, ma combattuta dalla Germania, che dopo Fukushima ha deciso la chiusura delle sue centrali nucleari.

Anche la Svizzera ha optato per l'abbandono graduale del nucleare. Esponenti dei partiti borghesi chiedono però di riconsiderare l'atomo nella strategia energetica a lungo termine al fine di scongiurare problemi di approvvigionamento. Il Club Energia Svizzera, un'associazione di persone favorevoli al nucleare, non esclude il lancio di un'iniziativa popolare intitolata "Stop al blackout". L'obiettivo dell'iniziativa è di revocare il divieto di costruire nuove centrali nucleari sancito dal popolo elvetico nel 2017Link esterno.

Più elettricità pulita in futuro

"Sarebbe fantastico disporre di una tecnologia flessibile, modulare e di piccole dimensioni per produrre energia pulita e sicura entro una decina di anni", afferma a SWI swissinfo.ch Christian Schaffner, direttore dell'Energy Science Center del Politecnico federale di Zurigo. "Dobbiamo elettrificare la mobilità e il riscaldamento. Abbiamo bisogno di più elettricità e questa deve essere pulita".

Tuttavia, sottolinea Schaffner, prima di avere una nuova centrale collegata alla rete ci vorrà forse una ventina di anni. "Non credo che di fronte all'emergenza climatica abbiamo tutto questo tempo", afferma. Un altro aspetto sono i costi e la redditività di un impianto di questo genere. "Potrà essere più economico del solare, che attualmente è più a buon mercato del nucleare tradizionale?", s'interroga Schaffner. Secondo l'esperto, sarebbe più sensato sfruttare il più possibile le centrali esistenti.

Anche per Fabian Lüscher, responsabile di energia nucleare presso la Fondazione svizzera dell'energia, il progetto di Transmutex non contribuirà a scongiurare la catastrofe climatica. "Ci sono innumerevoli problemi legati alla scienza dei materiali che vanno risolti prima di poter costruire un prototipo. Questo concetto è un'idea di un futuro lontano", afferma al quotidiano Le TempsLink esterno.

Più critici, alcuni ex dirigenti di autorità di regolazione e di sicurezza dell'energia nucleare di Stati Uniti, Gran Bretagna, Francia e Germania sostengono che il nucleare non deve essere considerato una soluzione alla crisi climatica. "Il nucleare [compreso quello di nuova generazione] non è né pulito, né sicuro, né intelligente, ma una tecnologia molto complessa con il potenziale di provocare danni significativi", indicano in una dichiarazione comuneLink esterno.

Federico Carminati di Transmutex è ciononostante ottimista. "Alcuni affermano che il nostro progetto è ambizioso e complesso. Ma nessuno ci ha detto il motivo per cui non dovrebbe funzionare".

Finora, Transmutex ha raccolto fondi per 8 milioni di franchi, tra cui 5 ottenuti da investitori privati statunitensi. La start-up stima a circa 1,5 miliardi di franchi il costo del reattore pilota.

"È un progetto importante e se avremo successo… faremo fortuna", scherza Carminati. "Se invece non andrà in porto, avrò perlomeno tentato di fare qualcosa di cui essere fiero".

L'articolo è stato aggiornato il 16 febbraio 2022 per spiegare in modo più preciso il processo di fissione nucleare. È inoltre stato modificato il riferimento all'azienda russa Rosatom.

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