Direzione Trasferimento Tecnologico

Settori applicativi

Problema da risolvere

"I reattori di quarta generazione a piombo rappresentano una soluzione cruciale per la decarbonizzazione del settore energetico. Grazie alla loro capacità di generare energia elettrica e termica senza emissioni di gas serra, offrono un'alternativa concreta e sostenibile ai combustibili fossili, contribuendo a ridurre significativamente l'impronta carbonica globale. Questi reattori migliorano anche la sicurezza operativa: il piombo è chimicamente stabile, non reagisce con l'acqua e permette una gestione passiva del calore residuo, riducendo il rischio di incidenti. Affrontano inoltre la sfida della gestione dei rifiuti nucleari, consentendo il riciclo del combustibile esausto e la trasmutazione degli attinidi, riducendo la quantità e la pericolosità dei rifiuti a lungo termine. Lo spettro neutronico veloce, dovuto alla bassa moderazione del piombo, permettono quindi un ciclo del combustibile chiuso promuovendo un futuro energetico pulito, stabile e indipendente dalle fonti fossili."

Descrizione

Le tecnologie a metalli pesanti (principalmente piombo e piombo-bismuto) rappresentano l'insieme delle soluzioni che adottano tali metalli fusi come fluido, insieme a tutti i sistemi di supporto e integrazione. Fra questi vi sono i vari sistemi che costituiscono l'impianto dei reattori a fissione nucleare refrigerati a piombo, come ad esempio la pompa, gli scambiatori di calore o sistema di controllo della chimica. I reattori veloci raffreddati a piombo (LFR) sono tra le tecnologie più promettenti per soddisfare i requisiti dei reattori di IV generazione e sono oggetto di studio a livello globale. Di seguito, le loro principali caratteristiche: Sostenibilità: Grazie alla bassa sezione d'urto per l'assorbimento neutronico e al ridotto potere moderante, è possibile progettare un reattore a spettro neutronico veloce con geometrie ad alto rapporto refrigerante/combustibile e fasci con elevato passo/diametro. Ciò consente un uso efficiente dei neutroni, una ridotta richiesta di nuove estrazioni di uranio e una riduzione delle scorie radioattive grazie al ciclo del combustibile chiuso. Sicurezza e affidabilità: Il punto di fusione elevato e la bassa pressione di vapore del refrigerante permettono operazioni a bassa pressione nel circuito primario. Le proprietà termofisiche consentono design con basse perdite di carico e ridotta potenza di pompaggio richiesta. In questo modo è possibile garantire la capacità di rimuovere il calore residuo in circolazione naturale, riducendo i sistemi di sicurezza attivi. L'elevata densità del refrigerante previene rischi di compattazione del combustibile e ingressi di vapore nel nocciolo in caso di rottura nei generatori di vapore. Inoltre, in caso di perdite dal circuito primario, il piombo solidifica rapidamente, evitando reazioni chimiche significative e proteggendo le strutture circostanti. Resistenza alla proliferazione e protezione fisica: L'uso del combustibile MOX, ricco di attinidi, rende questi sistemi poco attraenti per la prod

Gruppo di ricerca coinvolto