What...Waste?

Premessa:

Il post confronta due tecnologie comparabili ( a livello di potenza installata e di ore di funzionamento) e la loro produzione di "scorie". Non si parlerà di radioattività, nè di rischi per l'uomo, ma si cercherà di capire quanto consuma una centrale elettronucleare e cosa produce.Pronti?

Via.

Nel mondo sono attualmente operative 440 centrali elettronucleari, potenza totale installata quasi 375000 GW (per confronto,la potenza di picco italiana è 50 GW),quindi una potenza media di quasi 850 MW per centrale. Un parametro fondamentale per la produzione elettrica sono le "ore equivalenti", e danno una idea di quante ore all'anno è in grado di funzionare un impianto alla sua potenza nominale. 

Diamo qualche numero:

ore in un anno: 8760

ore equivalenti nucleare: quasi 7000

ore equivalenti fonti fossili: poco più di 4000

ore equivalenti fotovoltaico:quasi 1500

ore equivalenti eolico: poco più di 1500

Tra le tecnologie presenti,per potenza installata e ore di funzionamento (vedi disponibilità) non c'è storia: la partita se la giocano carbone e nucleare. Uno sconto ad armi pari, non tra Davide e Golia.

Centrale a carbone (taglia: 1000 MW )

Una centrale a carbone brucia circa 2.000.000 (2 milioni...) di tonnellate di carbone ogni anno,emettendo più di 5.000.000 (5 milioni) di tonnellate di CO2, 1.000 tonnellate di CO, 100.000 tonnellate di ossidi di zolfo, 20.000 tonnellate di ossidi di azoto, 100.000 tonnellate di ceneri, che si portano con se centinaia di tonnellate di metalli. Con la loro radioattività. Le conseguenze di queste emissioni riguardano non solo l'alterazione del clima,dovuto ai gas effetto serra, ma anche la qualità dell'aria, causa di non pochi problemi e malattie di apparato respiratorio,cardiocircolatorio e chi più ne ha, più ne metta. I numeri sono impressionanti, e si riferiscono ad una sola centrale a carbone: certo, il parco italiano non prevede tante centrali a carbone, le nostre sono per lo più a gas naturale, ma solo le centrali a carbone assicurano potenze così elevate per così tante ore.

Centrale nucleare (taglia 1000 MW circa)

Una centrale nucleare a tecnologia PWR ( le più comuni ) ha all'interno del reattore circa 80 tonnellate di barrette di uranio. Il combustibile nucleare dura tanto tempo, la carica dura quasi 3 anni, quindi ogni anno viene sostituito 1/3 del combustibile presente, facciamo pure 30 tonnellate l'anno. Sappiamo già che l'Uranio che serve a noi è U 235, presente in natura in frazioni molto piccole..

20 tonnellate di combustibile esausto, saranno composte da 19 tonnellate di Uranio 238,esattamente come presente in natura, saranno presenti 200 kili di Uranio 235 (che non si è convertito), 200 Kili di Plutonio e 600 kili di prodotti di fissione. Uranio 235 e Uranio 238 sono radiattivi come lo erano prima di essere portati in centrale, sono isotopi naturali che sono naturalmente radiattivi (ma molto stabili...vedi qualche post addietro...) Per lo più, si può pensare di separare Uranio e Plutonio dal resto delle scorie,e riutilizzarlo in nuove centrali: in questo  caso si parla di ciclo chiuso delle scorie,ma ne parleremo meglio più avanti.

Concentriamoci su questi 600 kili di prodotti di fissione.Cosa sono?Come si classificano?

I rifiuti nucleari sono categorizzati in tre categorie, a seconda del loro tempo di decadimento ( si ricorda,il tempo di decadimento è il tempo necessario affinchè la metà della quantità atomica considerata, si trasformi in qualcos altro, più stabile)

-rifiuti di prima categoria: tempi di decadimento bassi, mesi o anni: di questa categoria fanno parte i rifiuti da impiego medico

-rifiuti di seconda categoria: tempi di decadimento medi, da anni a centinaia di anni: di questa categoria fanno ancora parte i rifiuti da impego medico e la gran parte dei rifiuti nucleari.

-rifiuti di terza categoria: tempi di decadimento lunghi, migliaia di anni.

Di questi 200 kili di prodotti di fissione, 190 kili decadono  in una decina d'anni, una ulteriore buona parte decade in una trentina d'anni (come lo Stronzio, il Cesio,il Kripton),quello che resta,evidentemente poco,è un rifiuto di terza categoria: tempi di decadimento molto lunghi. 

Naturalmente, per far ciò è necessario separare il combustibile esausto nelle varie parti, stoccare quello che è realmente pericoloso, recuperando l'Uranio recuperabile. Naturalmente, complica il progetto dell'impianto, ma molte centrali, sopratutto in Russia, hanno questo ciclo cosiddetto "chiuso" del combustibile.

Per il resto: no CO2,no ossidi di azoto,no  ossidi di zolfo, no particolato, no cenere, no incombusti. 

Si ricorda che queste sono le emissioni di una anno di funzionamento dell'impianto, il decommissioning è un'altra cosa, la costruzione pure. Si parla di scorie radiattive, da trattare con cura,ma i numeri non mi sembrano così esorbitanti. 

FONTI:

"introduzione all'energia nucleare" Ernesto Pedrocchi, Carlo Lombardi

www.iaea.org  Agenzia Internazionale sull'energia atomica