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Le centrali nucleari. L'energia che scaturisce dal bombardamento dell'uranio con neutroni. Il processo di 'fissione/fusione nucleare'. Il problema della radioattivitą e delle scorie.

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Le ragioni del nucleare - Agostino Mathis -

Con l’accordo politico siglato in occasione dell’incontro bilaterale Italia-Francia del 24 febbraio u.s., il Presidente Berlusconi procede nell’attuazione di uno dei punti qualificanti del suo programma elettorale dello scorso anno, e cioè il ritorno dell’Italia all’utilizzo di energia nucleare generata da nuovi impianti costruiti sul proprio territorio.
Non va infatti dimenticato che, dopo lo sconsiderato referendum del 1987, le successive decisioni politiche comportarono la chiusura, o il blocco dei lavori di costruzione, degli impianti nucleari italiani, ma l’Italia negli anni successivi è stata costretta ad importare in misura crescente energia elettrica di origine nucleare dalla Francia, dalla Svizzera ed anche dalla Slovenia, senza con ciò impedire un rilevante aumento al proprio interno delle tariffe elettriche e del rischio di black-out.

Per valutare in prospettiva il ritorno dell’Italia al nucleare civile, dopo vent’anni di abbandono, è opportuno esaminare la storia delle tecnologie energetiche negli ultimi trecento anni (dall’inizio dell’era industriale ad oggi): le diverse tecnologie si sono succedute ad intervalli molto lunghi (il tempo affinché il rispettivo tasso di penetrazione passi dal 10% al 90% del suo valore massimo va dagli 80 ai 100 anni).
Questa lunga “inerzia”, inerente alla evoluzione delle grandi infrastrutture energetiche, è evidentemente conseguenza dei lunghi tempi richiesti dall’iter decisionale e dalla costruzione degli impianti, e della sempre crescente “vita utile” prevista per gli impianti di nuova progettazione (essa arriva anche a 60 anni, per i nuovi impianti nucleari di III generazione!).
E’ importante notare che ciascuna delle nuove tecnologie era già pienamente matura, dal punto di vista tecnologico ed industriale, ben prima (anche un secolo prima) del rispettivo massimo di penetrazione.
Questa analisi pone in evidenza che, da una predominanza del legno fino a metà Ottocento, si è passati a quella del carbone fino agli anni ’20 del secolo scorso, poi a quella del petrolio, ed ora stiamo andando verso il massimo del GAS NATURALE, previsto verso la metà di questo secolo.

Ma, secondo la regola, è già ben avviata la curva di penetrazione dell’energia nucleare, apparsa anche troppo rapidamente negli anni ’70 del secolo scorso a seguito della prima crisi energetica, e destinata a salire probabilmente per tutto il secolo attuale, con successive generazioni di reattori a fissione (cioè basati sulla scissione dei nuclei dell’Uranio e del Plutonio).
Per quanto riguarda l’energia prodotta dalla fusione di atomi leggeri, come Deuterio e Trizio, non è possibile fare previsioni, non essendo ancora stato realizzato un prototipo di reattore funzionante con continuità e con BILANCIO ENERGETICO positivo (le speranze sono ora riposte nell’esperimento ITER, in costruzione a Cadarache, in Francia, per un costo dell’ordine dei 10 miliardi di Euro, ma con esiti previsti per non prima di vent’anni).

La tecnologia dei reattori a fissione è quindi appena all’inizio della sua storia, e tutt’altro che obsoleta (contrariamente a quanto affermano invece alcuni ambientalisti, i quali poi sostengono i “mulini a vento”, vecchi di cinquecento anni, e di fatto costringono paesi ritenuti “verdi”, come la Germania o la Danimarca, a bruciare enormi quantità di carbone per produrre energia elettrica: la Germania, nonostante il lungo ed oneroso impegno nelle fonti RINNOVABILI, ne produce solo il 7% dal vento e lo 0,6% dal sole, e quindi il cittadino tedesco in media produce gas-serra in misura molto maggiore di quello italiano!).

Le fonti RINNOVABILI, apparentemente promettenti, in realtà risultano le opzioni energetiche col massimo impatto sul territorio (footprint), a pari energia prodotta. Inoltre, molte di esse (eolica, solare, mareale) sono intermittenti ed imprevedibili, e quindi richiedono altrettanta potenza di “back-up” di tipo convenzionale (ancora carbone o METANO?).
Il fatto è che nessuna di queste energie (a parte forse alcune soluzioni per l'idroelettrica) soddisfa le due "leggi" che hanno regolato l’evoluzione delle tecnologie energetiche nel corso degli ultimi trecento anni dell'era industriale.

Tale evoluzione è avvenuta seguendo:
1) una crescente "densità di potenza" nei generatori (e quindi sempre minori spazi occupati a pari energia prodotta);
2) la "legge di scala" (per cui, ad es., un impianto di taglia quattro volte più grande costa soltanto il doppio, e quindi il costo del kWh, per la parte relativa all'investimento, si dimezza).

Le "nuove RINNOVABILI” (eolica, solare), purtroppo non soddisfano queste leggi, e quindi appaiono un "ritorno al passato”. Esse potranno di fatto svolgere un ruolo di complemento, in situazioni favorevoli, rispetto ai sempre più potenti, ma sempre meno ingombranti, impianti destinati a fornire con continuità ed affidabilità l’enorme carico “di base” richiesto dalle vaste aree intensivamente urbanizzate che si vanno configurando nel mondo (si pensi alle storiche conurbazioni dell’Europa, del Giappone e dell’America del Nord, ed alle nuove di Cina, India, Sud-Est asiatico, ecc.).

E’ poi anche da notare che gli altissimi costi di investimento richiesti dalle attuali tecnologie per le nuove fonti RINNOVABILI, in particolare dal solare FOTOVOLTAICO, hanno una precisa motivazione fisica, nel senso che sono conseguenza del loro altissimo contenuto in materiali pregiati ed energia.

Il forte fabbisogno energetico per la fabbricazione delle infrastrutture fotovoltaiche, in particolare, comporta che ai previsti tassi di crescita della produzione di energia fotovoltaica, tutta la potenza fotovoltaica attualmente installata nel mondo non appare in grado di fornire una quantità di energia, priva di emissioni di gas-serra, capace di sostenere la produzione annuale di nuovi pannelli fotovoltaici: questo bilancio negativo di energia, e quindi di emissioni di gas-serra, sembra permanere, anche nelle ipotesi migliori, per diversi decenni, cioè finché la gran parte dell’energia elettrica non fosse fornita da fonti “carbon-free” (idroelettrica, nucleare, e poi la stessa fotovoltaica).

Attualmente quindi un impegnativo programma per lo sviluppo del FOTOVOLTAICO, fortemente sovvenzionato dallo Stato come in Italia,  rischia di essere non solo costosissimo per tutti i cittadini (compresi quelli che non lo utilizzano), ma anche dannoso per il futuro del clima (a meno che i pannelli fossero fabbricati in Francia o in Svezia, dove l’energia elettrica è tutta di origine nucleare o idraulica).

In una simile prospettiva, per un paese come l’Italia ridottosi a dipendere dall’estero e da fonti fossili per la quasi totalità del proprio fabbisogno energetico, appare non solo opportuno, ma necessario ed urgente, diversificare le proprie fonti energetiche, mirando alla sicurezza geopolitica ed alla stabilità a lungo termine dei costi delle forniture, e sostituendo all’esborso di valuta verso l’estero per l’acquisto di combustibili fossili, una attività qualificata ad alto valore aggiunto da svolgere in Italia.
Come è facile vedere, il ritorno al nucleare soddisfa molti di questi obiettivi.