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Il nucleare secondo Rubbia LE RICERCHE DEL PREMIO NOBEL Il nucleare secondo Rubbia Come fare centrali sicure e senza scorie DA qualche anno il Nobel Carlo Rubbia si sta occupando, con l'originalità per cui è noto in tutto il mondo, di nuove applicazioni pacifiche del nucleare. Questa rivisitazione apre prospettive di grande interesse in molti campi: la produzione d'energia, l'eliminazione di residui radioattivi e del materiale fissile di origine militare, la produzione di isotopi di utilità medica, la propulsione spaziale. Alla base di queste prp^pj^cjè/.j'idea di un nuovo ^feuttarjgj^ftprgia Ioni nucleari, evitando ì problèmi di sicurezza e di inquinamento che hanno arrestato lo sviluppo di nuove centrali nucleari nel mondo. Prendendo spunto dalle ricerche di Rubbia, il ministro dell'Università Ortensio Zecchino ha proposto di riprendere la ricerca nucleare in Italia, per sviluppare tecnologie nucleari molto più intelligenti e sicure che nel passato. L'«amplificatore di energia» è il primo risultato, in ordine cro: nologico, degli studi di Rubbia. Si tratta di un reattore a fissione basato sul ciclo del torio 232, un nucleo molto più ricco di neutroni (142) che di protoni (90). Mentre i nuclei di torio bombardati da neutroni possono spezzarsi liberando grandi quantità di energia, non è possibile raggiungere la massa critica, condizione in cui la reazione nucleare può autosostenersi o addirittura sfuggire al controllo, come nei reattori tradizionali. Il reattore al torio deve essere mantenuto attivo tramite un fascio di protoni che, investendo la massa fissile, produce un sufficiente numero di neutroni. Se l'acceleratore si ferma, viene meno il flusso di neutroni e si spegne il reattore. Siccome l'energia generata dal reattore è maggiore dell'energia necessaria a creare l'intenso fascio di protoni, il risultato netto è un guadagno di energia, che viene estratta dai nuclei di torio in regime sottocritico, cioè intrinsecamente sicuro. Paragonando l'energia prodotta da una centrale nucleare a quella liberata da una valanga di neve, le centrali nucleari tradizionali rappresentano dei pendii ripidi, su cui la valanga può attivarsi al minimo disturbo se non viene continuamente frenata da opportune barriere. La centrale al torio rappresenta invece un pendio non molto ripido, in cui la valanga deve essere sempre spinta perché ha una naturale tendenza a fermarsi. Essendo il torio più leggero dell'uranio, gli isotopi prodotti nella catena di reazioni nucleari sono molto meno pericolosi di quelli generati in centrali ad uranio o, peggio, al plutonio; questo è un altro grande vantaggio di questo metodo. La centrale al torio può addirittura diventare un «bruciatore nucleare» che distrugge i residui radioattivi creando energia. Si possono infatti «bruciare» i residui fissili delle centrali tradizionali ma anche quelli delle testate nucleari, trasformandoli in isotopi più leggeri e meno pericolosi, ricavandone allo stesso tempo grandi quantità di energia. Questa è forse l'applicazione piy immediata del reattore al torio, dato il problema dell'immagazzinaggio del materiale nucleare derivato dalle centrali e dalle testate atomiche che vengono smantellate. Ma le potenzialità del nucleare «intelligente» non si fermano qui. La medicina nucleare, per esempio, ha un crescente bisogno di isotopi radioattivi per specifici trattamenti. L'Italia è completamente dipendente dall'estero in questo campo e im¬ porta ogni anno isotopi radioattivi per centinaia di miliardi per le cure dei tumori o per le radiografie Pet e Spect effettuate con traccianti radioattivi. Reattori nucleari basati sul principio dell'amplificatore di energia possono produrre grandi quan¬ tità di isotopi necessari in medicina generando un notevole ritorno economico. Infine arriviamo all'idea forse più affascinante di Rubbia, quella della propulsione spaziale utilizzando l'energia nucleare. In quarant'anni di esplora- zione spaziale, i progressi nel campo della propulsione sono stati piuttosto limitati. Andiamo sì nello spazio, ma alla velocità delle tartarughe, viste le dimensioni degli spazi interplanetari. A queste velocità una missione umana su Marte richiederebbe un paio di anni in orbita, con tutti i rischi connessi. Sfruttando i risultati della sperimentazione effettuata al Cern per l'amplificatore di energia, Rubbia ha proposto un sistema che rivoluziona il problema della propulsione, sfruttando le proprietà nucleari di un isotopo dell'americio. Invece di usare l'energia delle fissioni nel modo tradizionale, i frammenti nucleari vengono usati per scaldare efficacemente un plasma che viene espulso dal razzo ad una velocità molto maggiore di quella che si ottiene con la combustione chimica convenzionale. Con pochi chilogrammi di americio si può ottenere la propulsione necessaria per ridurre a pochi mesi il tempo per andare e tornare dal Pianeta Rosso. Questa proposta, attualmente allo studio della Agenzia spaziale italiana, apre delle prospettive di enorme interesse per il futuro dell'uomo nello spazio. L'impiego pacifico del nucleare suscita ancora polemiche. L'unico contesto in cui a mio avviso si può affrontare questo dibattito è quello internazionale. Non solo per gli aspetti negativi legati alla possibilità di incidenti o di guerre, ma soprattutto per quelli positivi, perché i problemi che si possono affrontare con il nucleare, nel campo dell'energia, della medicina, dello spazio e dell'ambiente, sono problemi di portata planetaria legati al futuro dell'umanità sulla Terra ed al di fuori di essa. Nel caso delle applicazioni energetiche del nucleare, abbiamo assistito negli ultimi decenni ad un rapidissimo sviluppo che ha portato con sé anche inattese conseguenze negative che solo oggi possiamo valutare con precisione. Con il tempo si è perciò assistito a una correzione di rott a nel campo delle centrali nucleari tradizionali. Grazie anche ai risultati delle ricerche di Rubbia si può ricominciare a discutere sulle nuove, interessantissime possibilità che si stanno aprendo in questo campo: una occasione preziosa per affrontare costruttivamente un dibattito scientifico e strategico di alto livello, nel quale l'Italia può giocare un ruolo importante. Roberto Battisteri Università di Perugia Torio al posto dell'uranio e innesco con protoni: così è anche possibile smaltire le armi atomiche LITUANIA FRANCIA BELGIO UCRAINA SVEZIA BULGARIA SLOVACCHIA SVIZZERA SLOVENIA UNGHERIA GIAPPONE COREA GERMANIA FINLANDIA SPAGNA GRAN BRETAGNA ARMENIA USA REPUBBLICA CECA CANADA RUSSIA ARGENTINA ROMANIA MESSICO SUD AFRICA OLANDA INDIA BRASILE CINA KAZAKHSTAN PAKISTAN ■ 36,1 134,1 140,6 39,9 39,9 ■ 31,8 130,4 ■ 29,3 127,5 125,7 PERCENTUDI ELETTRICGENERATA VIA NUCLEA(Dati IAEA, Il reattore «veloce» a partecipazione italo-tedesca Superphénix realizzato in Francia e ora disattivato PERCENTUALI DI ELETTRICITÀ' GENERATA PER VIA NUCLEARE (Dati IAEA, 1998) Il reattore «veloce» a partecipazione italo-tedesca Superphénix realizzato in Francia e ora disattivato Carlo Rubbia, premio Nobel per la fisica, da qualche anno si dedica allo sviluppo di tecniche nuove e più sicure per utilizzare l'energia nucleare