Energie nucleară

Cu energia nucleară (numită și energie atomică ), ne referim la energia produsă ca urmare a reacțiilor nucleare , adică a tuturor acelor fenomene fizice în care există transformări în nucleele atomice . ^[1]

Este o formă de energie care derivă din modificări ale structurii însăși a materiei și, împreună cu sursele regenerabile și sursele fosile , reprezintă o sursă primară de energie , care este prezentă în natură și nu derivă din transformarea unei alte forme de energie. Acesta a fost considerat de Comisia Europeană ca neregenerabil ^[2] și, deși reprezintă în mare măsură o formă de energie curată din punctul de vedere al emisiilor de dioxid de carbon (CO ₂ ) în atmosferă , o alternativă la combustibilii fosili tradiționali, prezintă mai multe probleme de mediu și de mediu.siguranța publică legată de deșeuri , care pot rămâne radioactive timp de aproximativ zece mii de ani.

Agenția Internațională pentru Energie Atomică (AIEA, Agenția Internațională pentru Energie Atomică) este responsabilă de promovarea utilizării pașnice a energiei nucleare și de prevenirea utilizării acesteia în scopuri militare, îndeplinirea funcțiilor de supraveghere și control asupra siguranței instalațiilor nucleare existente și în construcție sau proiecta.

Istorie

Istoria energiei nucleare începe cu descoperirile radioactivității de la sfârșitul secolului al XIX-lea. Prima persoană care a înțeles posibilitatea de a obține energie din nucleul atomului a fost omul de știință Albert Einstein în 1905, cu teoria sa relativității în care a reușit să ajungă la celebra formulă $E=mc^{2}$ ${\ displaystyle E = mc ^ {2}}$ $E = mc ^ {2}$ în care a echivalat masa cu energia. Ulterior, evoluțiile științifice ale fizicii nucleare din prima jumătate a secolului al XX-lea au condus la construirea primului reactor funcțional de demonstrație experimentală de către Enrico Fermi în SUA la 2 decembrie 1942 și la evenimentele de război ulterior triste din lumea a doua. Război cu aruncarea bombelor atomice asupra Hiroshima și Nagasaki . În 1961, rușii au experimentat bomba țarului , care a atins 50 de megatoni, adică 3 125 de ori mai mare decât Hiroshima. Abia în a doua jumătate a secolului trecut s-a luat inițiativa de a exploata energia nucleară și în scopuri civile pentru producerea de energie electrică , dar pentru întregul curs al Războiului Rece interesul pentru energia atomică va rămâne dublu atât în front militar și civil cu state interesate să urmeze politici de energie nucleară, în mare parte pe cheltuiala lor, pentru a atinge obiective superputeri militare paralele și precise.

Descriere

Reacțiile care implică energia nucleară sunt în principal cele de fisiune nucleară, fuziune nucleară și cele legate de radioactivitate :

În reacțiile de fisiune nucleară (atât spontane, cât și induse) nuclei de atomi cu un număr atomic ridicat (greu), cum ar fi, de exemplu, uraniul 235 sau plutoniul 239, se separă producând nuclei cu un număr atomic mai mic, scăzând masa totală și eliberând un multă energie. Procesul de fisiune indusă este utilizat pentru a produce energie în centralele nucleare . Primele bombe atomice , de tipul lansate pe Hiroshima și Nagasaki , s-au bazat pe principiul fisiunii. Trebuie remarcat faptul că, în acest context, termenul atomic este incorect sau cel puțin nepotrivit, deoarece procesele implicate sunt viceversa de tip nuclear , implicând nucleii atomilor și nu atomii înșiși.
În reacțiile de fuziune nucleară, nucleii atomilor cu un număr atomic redus , cum ar fi hidrogenul ( deuteriul și tritiul ) , se unesc, dând naștere unor nuclei mai grei și eliberând o cantitate considerabilă de energie (mult mai mare decât cea eliberată în fisiune, un număr egal de reacțiile nucleare implicate). În natură, reacțiile de fuziune sunt cele care produc energie din stele . Până în prezent, în ciuda zeci de ani de eforturi ale cercetătorilor din întreaga lume, nu a fost încă posibil să se efectueze, într-un mod stabil, reacții de fuziune controlate pe planeta noastră, chiar dacă proiectul ITER este în curs de dezvoltare, un proiect care, împreună cu succesorul DEMO va da viață primei centrale nucleare de fuziune din lume. Pe de altă parte, în prezent este posibil să se obțină cantități mari de energie prin reacții de fuziune necontrolate, cum ar fi, de exemplu, în bomba de hidrogen .
Reacțiile de dezintegrare radioactivă implică nucleele atomilor instabili care, prin procesele de emisie / captare a particulelor subatomice (radioactivitate), tind să ajungă la o stare de echilibru mai mare ca o consecință a scăderii masei totale a sistemului. Cei în care există cea mai mare cantitate de energie eliberată sunt procesele de de - excitație gamma : particulele implicate sunt în general fotoni cu energie ridicată, adică radiații electromagnetice la frecvențe mai mari (chiar dacă mai precis există o suprapunere între frecvențele emisiilor X de origine atomică și gamma de origine nucleară).

În prezent, dezbaterea tehnică și mass-media privind energia nucleară se concentrează în mare parte pe fisiunea nucleară, singura reacție nucleară care are o aplicație energetică civilă funcțională și se maturează comercial prin intermediul centralelor omonime de fisiune nucleară , în timp ce energia produsă prin fuziunea nucleară este încă într-un prototip experimental. starea cercetării.

Fisiunea nucleară sau fisiunea

Diagrama unei reacții de fisiune nucleară

Același subiect în detaliu: Fisiunea nucleară .

Fisiunea constă în ruperea nucleului atomului pentru a elibera cantități considerabile de energie: atunci când un neutron lovește un nucleu fissil (de exemplu, uraniu-235) se împarte în două fragmente și lasă alți doi sau trei neutroni liberi (în medie 2, 5 ).

Suma maselor celor două fragmente și a neutronilor emiși este puțin mai mică decât cea a nucleului original și a celor ale neutronului care l-a fisionat: masa lipsă a fost transformată în energie. Procentul de masă transformat în energie este de aproximativ 0,1%, adică pentru fiecare kilogram de material fisibil, 1 gram se transformă în energie.

Dacă, lângă nucleul fisionat, altele se găsesc în cantitate suficientă și într-o configurație geometrică adecvată ( masă critică ), se va dezvolta o reacție în lanț autosustenabilă datorită fisiunilor ulterioare ale nucleilor cauzate de neutronii secundari emiși de primul fisiune.

Fisiunea nucleară a uraniului și plutoniului a fost testată extensiv și proiectată de aproximativ 50 de ani. În august 2007, 439 de reactoare nucleare comerciale produc aproximativ 6% din energia primară și 13-14% din electricitatea lumii. ^[3] ^[4] ^[5] În cele 35 de țări OCDE , energia electronucleară reprezintă 30% din totalul energiei electrice produse. În afară de riscul de accidente, cea mai mare problemă nerezolvată sunt deșeurile radioactive, care rămân periculoase de mii, dacă nu de milioane de ani.

Fuziune nucleară

Schema de fuziune nucleară DT

Același subiect în detaliu: Fuziunea nucleară .

Un proces pentru obținerea energiei din atom este fuziunea nucleară. Este exact opusul fisiunii: în loc să spargă nucleele grele în fragmente mici, unește nucleii ușori (pornind de la hidrogen , compus dintr-un singur proton ) în nuclei mai grei: masa acestuia din urmă este mai mică decât suma originalului unele, iar diferența este emisă ca energie sub formă de raze gamma de înaltă frecvență și energia cinetică a neutronilor emiși. Procentul de masă transformat în energie este de aproximativ 1%, o cantitate enormă pentru legea conservării masei / energiei .

Pentru ca fuziunea să aibă loc, nucleii atomilor trebuie apropiați în ciuda forței electrice de respingere care tinde să-i respingă unul de celălalt și, prin urmare, sunt necesare temperaturi foarte ridicate, milioane de grade Celsius. Fuziunea nucleară are loc în mod normal în nucleul stelelor , inclusiv în Soare , unde astfel de condiții sunt normale. Datorită acestor dificultăți, în zilele noastre omul nu a reușit încă să facă fuziunea să aibă loc într-un mod controlat și fiabil, cu excepția câtorva zeci de secunde (cea necontrolată există: bomba termonucleară ). O modalitate de a conține plasma la milioane de grade, rezultată din fuziunea nucleelor de hidrogen, ar fi introducerea plasmei într-un câmp magnetic uriaș, făcând plasma să plutească fără ca aceasta să atingă niciun material, din păcate, acest câmp magnetic ar necesita un ' o cantitate uriașă de energie electrică, de alimentat, aproape mai mare decât energia obținută din fuziunea însăși. Acesta este motivul pentru care fuziunea nucleară nu a fost încă dezvoltată pe Pământ. Experimentele de astăzi se concentrează pe fuziunea unor izotopi de hidrogen , deuteriu și tritiu , care se fuzionează mai ușor decât hidrogenul obișnuit al unchiului mare .

În ultimii șaizeci de ani s-a depus un efort considerabil teoretic și experimental pentru a dezvolta fuziunea nucleară: în prezent cel mai avansat proiect care vizează realizarea energiei electrice de fuziune este ITER ^[6] , un reactor de fuziune termonucleară aflat în prezent în faza de construcție. Experții prezic că construcția unui reactor de fuziune operațional destinat producției de energie de masă va dura încă câteva decenii: ^[7] DEMO este prototipul acestui tip de centrală electrică, fiind studiat de aceiași participanți la proiectul ITER .

Dezintegrarea radioactivă

Același subiect în detaliu: dezintegrarea radioactivă .

Radioactivitatea, sau dezintegrarea radioactivă, este un ansamblu de procese fizico-nucleare prin care unii nuclei atomici instabili sau radioactivi (radionuclizii) se descompun (transmutează), într-o anumită perioadă de timp numită timp de decădere, în nuclei cu energie mai mică ajungând la o stare mai mare stabilitate cu emisie de radiații ionizante în conformitate cu principiile conservării masei / energiei și a impulsului: procesul continuă mai mult sau mai puțin rapid în timp până când elementele produse treptat, posibil la rândul lor radioactive, ajung la o condiție de stabilitate prin așa-numitul lanț de descompunere.

Deseuri radioactive

Radiotoxicitatea (în sievert pentru gigawatt termic) a combustibilului uzat evacuat din reactoare pentru diferite cicluri de combustibil, în funcție de timp. Este, de asemenea, indicată tendința produselor de fisiune (aproximativ similară pentru toate ciclurile) și radiotoxicitatea uraniului natural și a toriului de pornire 232.

Același subiect în detaliu: deșeuri radioactive .

Procesul de fisiune nucleară produce materiale reziduale foarte radioactive . Acestea sunt pelete de combustibil uzat (uraniu, plutoniu și alte elemente radio) care sunt extrase din reactor pentru înlocuire, precum și produse de fisiune. Produsele fisiunii, care emit radiații penetrante, sunt foarte radiotoxice și, prin urmare, necesită precauții în tratamentul de eliminare. Trebuie reamintit faptul că produsele de fisiune reprezintă doar un procent mic din combustibilul uzat, care aproximativ 95% sunt încă compuși ai uraniului (U-238). Radioactivitatea elementelor extrase dintr-un reactor este redusă în timp în funcție de fenomenul natural de degradare radioactivă, dar timpii necesari pentru a-l readuce în standardele de acceptabilitate biologică pentru corpul uman sunt lungi. Timpii de dezintegrare radioactivă variază, de asemenea, în funcție de element, variind de la câteva zile la sute de mii sau milioane de ani. Elementele cu radiotoxicitate mai mare se degradează foarte repede, în timp ce cele care se descompun de-a lungul a milioane de ani au un impact biologic redus.

Datorită compoziției ridicate a uraniului, care chiar dacă nu este izotopul fisibil, este totuși fisionabil U-238, problema gestionării deșeurilor radioactive, înțeleasă ca „combustibil uzat”, trebuie împărțită în două faze. O primă fază este aceea de stocare a conținutului său în U-238, în așteptarea utilizării ciclurilor nucleare bazate pe izotopi fisionabili, cum ar fi U-238 și Th-232, pentru a fi viabil din punct de vedere economic în locul ciclului curent care se bazează pe funcționând pe prezența unor izotopi fisibili suficienți, de exemplu, U-235. Următoarea fază va fi deci aceea de recuperare a combustibilului uzat din depozitele de deșeuri radioactive, posibila separare a produselor de fisiune „otrăvitoare” pentru reacția nucleară utilizată și confinarea pe termen lung a acestor „deșeuri” care pot fi definit ca „deșeurile nucleare reale”.

În prezent există două modalități principale de eliminare a deșeurilor, strict legate de studii geologice preliminare privind locul de destinație: pentru deșeurile cu un nivel scăzut de radioactivitate există tendința de a recurge la așa-numitul depozit superficial , adică închiderea în spații protejate și zone terestre în cadrul barierelor tehnice; pentru deșeurile cu un nivel mai ridicat de radioactivitate, se utilizează depozitul geologic , adică depozitarea în buncărele subterane protejate. Mai mult, instalațiile de reprocesare capabile să extragă uraniu, plutoniu și alți actinoizi (numiți minori , în principal neptunium , americium și curio ) din deșeuri sunt, de asemenea, exploatate și le fac reutilizabile în procesul de fisiune nucleară.

Deșeurile pot fi, de asemenea, reprelucrate în alte tipuri de reactoare ( transmutatoare nucleare sau transmutatoare cu factor de conversie c <0,7) cu producția colaterală dorită de energie electrică. Dacă sunt reprocesate cu singurul scop de a-și reduce radioactivitatea, va dura cel puțin 40 de ani pentru a vedea o scădere cu 99,9% a radioactivității. ^[8]

O altă metodă studiată pentru transmutarea deșeurilor nucleare (ADS) se bazează pe utilizarea unui accelerator de protoni de mare energie (600 MeV - 2 GeV), cuplat cu un reactor nuclear subcritic , având ca tije de combustibil materialul care urmează să fie transmutat în sub forma MOX sau altfel. De asemenea, în acest caz, se presupune că sistemul este autosuficient din punct de vedere energetic, cu producția colaterală de energie.

În cazul fuziunii nucleare, producția de energie are loc fără emisii de gaze dăunătoare sau gaze cu efect de seră și cu producerea de cantități modeste de tritiu : un izotop de hidrogen cu un timp de înjumătățire de 12,33 ani a cărui radioactivitate nu depășește bariera de pielea umană și care, prin urmare, nu este periculoasă pentru oameni dacă nu este ingerată. În orice caz, timpul de înjumătățire al radioactivității reziduale ar fi comparabil cu durata medie de viață a plantei (zeci de ani). Mai mult, un reactor de fuziune nucleară, în funcție de tehnologia utilizată, generează cantități variabile de material iradiat , care trebuie eliminat ca deșeu nuclear.

Aplicații

Baterii nucleare

Bateriile nucleare sunt dispozitive capabile să genereze curent prin decăderea radioactivă a elementelor pe care le conțin, în principal plutoniu . Acestea sunt utilizate în principal în medicină (în unele stimulatoare cardiace ) și în industria aerospațială, deoarece sunt capabili să asigure un curent stabil și de lungă durată (stabilitatea este dată de timpul de descompunere al radioizotopului utilizat în timp ce durabilitatea este dată de stresul de bombardare de particule ionizante din materialul care generează electricitate, de obicei un semiconductor).

Recent, s-au făcut studii foarte promițătoare pentru a îmbunătăți durata de viață a acestor baterii, folosind de exemplu semiconductori în stare lichidă, care se degradează mai lent decât cei în stare solidă. ^[9]

Reactorul de fisiune

Același subiect în detaliu: Reactorul de fisiune nucleară și propulsia nucleară .

Miezul unui reactor de fisiune nucleară

Prin reactor se înțelege un spațiu limitat în cadrul căruia reacțiile de fisiune pot avea loc într-un mod controlat. Din anii patruzeci ai secolului al XX-lea au fost concepute multe tipuri de reactoare, cu caracteristici și scopuri diferite. Scopul inițial a fost producerea de materiale adecvate pentru construirea de arsenale atomice; abia mai târziu această motivație a fost însoțită de producerea de energie electrică.

Toate reactoarele sunt echipate cu un sistem de tije de control care permite reglarea reacției și, prin urmare, a puterii generate, precum și deschideri pentru a permite inserarea materialului fisibil și extragerea „ combustibilului ” epuizat. Întregul este închis într-un recipient din oțel feritic umplut cu apă sau un alt moderator (adesea grafit) care permite reacției să se dezvolte în mod regulat. Apa este, de asemenea, foarte des utilizată ca fluid de transfer de căldură , adică pentru a răci miezul reactorului (care altfel s-ar topi) și în același timp - încălzirea - pentru a genera abur care să fie trimis la turbine. În unele reactoare, în loc de apă normală, se utilizează alte substanțe, cum ar fi gaze sau aliaje metalice cu un punct de topire scăzut (de exemplu, conținând sodiu sau plumb). În orice caz, aceste fluide de răcire - fiind radioactive - circulă într-un circuit închis.

De departe, cel mai obișnuit „combustibil” este uraniul îmbogățit (adică cu un procent mai mare de uraniu-235 decât cel normal), dar nu este singurul material fisionabil utilizabil, puteți utiliza plutoniu în combustibilul MOX sau toriu-233 în reactoarele de toriu , unde izotopul Th232 este transmutat în Th233.

Centrala de fisiune

Același subiect în detaliu: Centrală nucleară .

Centrală nucleară

Descriere

Funcționarea sa este foarte similară cu cea a unei centrale termoelectrice convenționale , cu singura diferență că apa este încălzită de energia eliberată de un reactor nuclear în care este fisionat materialul fissil.

Există trei părți principale ale unei centrale nucleare actuale:

Clădire de izolare a reactoarelor : cilindru uriaș de beton armat și / sau oțel în partea centrală a căreia se află circuitul frigorific și reactorul propriu-zis;
Sala mașinilor : o clădire în care sunt adăpostite turbinele și alternatorul cu circuitele lor auxiliare;
Clădiri auxiliare : conțin bazinele de înot protejate pentru depozitarea temporară a combustibilului uzat și radioactiv al centralei plus celelalte circuite auxiliare necesare funcționării normale și de urgență.

Funcționarea unei centrale nucleare cu fisiune de tipul apei clocotitoare (una dintre cele mai răspândite) este destul de simplă: apa este pompată prin miezul sau nucleul reactorului care o evaporă prin căldura eliberată de fisiunea uraniului. Aburul este apoi trimis în turbine care apoi își transferă energia mecanică la alternatorul care generează curentul electric .

Probleme de politică energetică

Disponibilitatea uraniului

Același subiect în detaliu: Uraniu § Disponibilitatea în natură .

Pelete de oxid de uraniu pentru a fi introduse în tija de combustibil

Conform celei mai recente ediții (referitoare la 2009 ) a Resurselor, producției și cererii de uraniu (cunoscută informal sub numele de Cartea Roșie ) care este publicată la fiecare doi ani de AEN și AIEA în colaborare, ^[10] „dovedit” (adică cele deja identificate și extragibile la costuri care nu depășesc 130 de dolari / kg, care este nivelul prețului care este considerat în mod convențional acceptabil) se ridică la aproximativ 6,3 milioane de tone, cu o creștere de 15,5% față de cifra ediției anterioare a textului . La aceste rezerve confirmate, Cartea Roșie estimează că pot fi adăugate alte 10,5 milioane de tone care nu au fost încă descoperite, dar care sunt în orice caz considerate foarte probabile (întotdeauna la un cost de extracție de până la 130 de dolari / kg). cunoștințele geologice dobândite în cursul studiilor care vizează alte activități decât cercetarea uraniului. Estimările potențialelor recuperabile în loc de aproximativ 200 de dolari / kg vorbesc despre aproximativ 35 de milioane de tone, deși cel mai probabil aceasta este o evaluare minimă, deoarece uraniul a fost până acum abundent și, cu prețurile scăzute consecvente, cercetările sunt, prin urmare, foarte slabe, la fel cum resursele cu conținut mineral nu au fost nici măcar puse în producție astăzi considerate neinteresante, deoarece nu sunt profitabile.

În Australia, a fost înființată o fabrică demonstrativă pentru extragerea uraniului la un preț de 30-38 euro / kg din fabricile care procesează fosfați pentru producerea acidului fosforic. Această procedură fusese deja testată în trecut (producând un total de 20 000 de tone de uraniu), dar a fost apoi abandonată în anii 90, deoarece tehnologiile utilizate erau încă neeconomice (echivalentul actual de 76-104 euro / kg) comparativ cu metodele tradiționale . Potrivit companiei care a construit fabrica, potențialul de producție este de 8 000 de tone de uraniu pe an (depozitele naturale de fosfați sunt prima sursă „neconvențională” de uraniu și conform estimărilor conțin în total 9 și 22 de milioane de tone). ^[11]

O altă cale (întreprinsă deja cu succes în China ) este aceea de a extrage uraniul din cenușa centralelor electrice pe cărbune. ^[12]

Există, de asemenea, posibilitatea teoretică de a extrage uraniu din apa de mare (a cărei cantitate este estimată la 4-5 miliarde de tone) conform schemei concepute de japonezul T. Kato ^[13] (o instalație pilot de acest tip este deja testată cu succes în Japonia și India, de asemenea, a anunțat recent construcția proprie la Centrul de Cercetări Atomice Bhabha ). În acest moment, acest proces este încă incomod în ceea ce privește mineritul, dar dacă acest sistem atinge maturitatea economică, disponibilitatea uraniului ar deveni aproape nelimitată la scară umană (sute de mii de ani).

În sprijinul a ceea ce tocmai s-a spus, trebuie remarcat faptul că în prezent consumul de uraniu al celor 435 de reactoare nucleare aflate în funcțiune în lume este acoperit cu 60% (egal cu aproximativ 40.000 de tone) de resursele miniere și 40% de „resursele secundare „(material fissil derivat din dezmembrarea a peste 12 000 de focoase nucleare în ultimii douăzeci de ani și plutoniu din reprocesarea combustibilului nuclear uzat pentru a fi utilizat la construcția MOX ), resurse secundare egale cu aproximativ 26 500 tone de„ echivalent "uraniu. ^[14] Conform previziunilor AIEA , comparativ cu 375 000 MW instalat în prezent, puterea centralei electrice din lume va vedea o creștere în 2035 egală cu un procent care poate varia de la 33% ( 500 000 MW ) la 109% ( 785 000 MW ) și, pentru a alimenta această expansiune puternică, producția de uraniu va trebui să fie între 87 370 și respectiv 138 165 tone pe an.

În orice caz, dincolo de cantitatea de uraniu disponibilă în lume, există unele tipuri de reactoare nucleare deja disponibile comercial care atenuează sau elimină complet nevoia de uraniu minier nou. Acestea sunt în principal trei:

reactoare care pot folosi MOX ca combustibil;
reactoarele de ameliorare rapidă (FBR Fast Breeder Reactor) la ciclul uraniu-plutoniu care cresc semnificativ eficiența utilizării uraniului, considerând că produc mai mult combustibil decât consumă. ^[15] Inovația introdusă de această tehnologie exploatează conversia izotopului non-fissil uraniu-238 (de aproximativ 140 de ori mai abundent decât izotopul fisil cu numărul de masă 235) în plutoniu -239. Totuși, plutoniul (în funcție de compoziția sa izotopică și dacă este foarte sărac în izotopi, în afară de plutoniu -239) este un material adecvat pentru construcția armamentelor, este clasificat în general ca toxic dacă este inhalat sau ingerat, datorită radioactivității și pentru că este un metal greu, ^[16] ^[17] ^[18] producția sa este problematică datorită complexității reactoarelor specifice utilizate. Unul dintre aceste reactoare a fost Superphénix francez (30% deținut de Enel ), acum închis din cauza unor probleme politice ^[19] și pentru că și-a încheiat ciclul de testare, în timp ce altele sunt operaționale. În ultimul timp, interesul a crescut, deoarece epuizarea progresivă a uraniului și creșterea prețului acestuia le-ar putea face foarte accesibile și, prin urmare, sunt în curs studii pentru noile generații care se așteaptă să fie disponibile începând cu 2030 ;
reactoare de creștere lentă a neutronilor care utilizează toriu amestecat cu uraniu ca combustibil nuclear printr-un proces de fertilizare a toriului -232 (pentru a-l transforma în uraniu-233 fisil) similar cu cel din ciclul uraniu-plutoniu. Deoarece toriul este mai frecvent decât uraniul din scoarța terestră, ar putea, prin urmare, furniza combustibil nuclear pentru secolele următoare. Un alt avantaj este în ceea ce privește proliferarea, deoarece tehnicile de producere a armelor nucleare din deșeurile din ciclul toriu-uraniu nu au fost încă studiate. În India , sunt studiate reactoarele de reproducere de acest tip. Alegerea acestui combustibil se datorează prezenței bune a minelor exploatabile pe teritoriul său ^[20] .

În viitor, și alte tipuri de centrale nucleare, dacă vor atinge maturitatea tehnică și comercială, ar putea face ca problema disponibilității uraniului să fie și mai irelevantă. Acestea constau în principal din:

reactoare de fisiune rapidă de a patra generație (programate pentru 2030 ) care vor folosi metale, altele decât uraniul, drept combustibil;
amplificator de energie (în engleză EA, Energy Amplifier sau chiar ADS, Accelerator Driven System ), bazat pe fisiune asistată subcritic, care va folosi doar toriu drept combustibil (având în vedere dificultățile de funcționare întâmpinate până acum și mai ales cantitatea redusă de energie pe care o are acest reactor produce, pare totuși mult mai util pentru arderea deșeurilor radioactive produse de un reactor tradițional LWR , așa cum este prevăzut de proiectele TRASCO ^[21] și EUROTRANS ).

Incremento della produzione

Da più parti si stima che i costi di costruzione di una moderna centrale nucleare a fissione , che ammontano ad almeno due miliardi di dollari per impianto ^{[ senza fonte ]} , uniti al lungo tempo necessario al completamento dell'installazione (in media dai tre ai quattro anni secondo alcuni autori e non meno di cinque per altri, ossia più di quanto serva per costruire una centrale termoelettrica che faccia uso di combustibili fossili ^[22] ), rendano non agevole incrementare sensibilmente la produzione di elettricità da fonte nucleare in breve termine.

Secondo Jeremy Rifkin , ad esempio, raddoppiare la produzione elettro-nucleare statunitense costerebbe circa un migliaio di miliardi di dollari ^[23] ma per molti osservatori questa cifra sarebbe di gran lunga sovrastimata così come sarebbe anche destituita di fondamento la considerazione sulla difficoltà di un rapido aumento del parco centrali (paradigmatico in questo senso risulta essere il caso cinese ).

Produzione centralizzata e generazione distribuita

Le odierne centrali elettriche a fissione sono poco adatte a essere eventualmente implementate in un sistema di generazione distribuita in quanto, per questioni tecnologiche e di economie di scala , si predilige normalmente realizzare grossi impianti. In un prossimo futuro, la maturazione tecnica e commerciale dei reattori modulari come ad esempio quelli di tipo pebble bed , potrebbe superare questa limitazione.

Altro

In alcune nazioni possono non esserci alternative convenienti all'uso di centrali elettriche a fissione (come dicono i francesi: «Noi non abbiamo carbone, noi non abbiamo petrolio, noi non abbiamo gas, noi non abbiamo scelta.» ^[24] ).
La produzione elettro-nucleare è poco influenzata da ragioni geopolitiche. L'energia nucleare a fini pacifici, infatti, non è mai stata sostanzialmente toccata dagli embarghi e l' uranio è estratto in Paesi, quali l' Australia e il Canada , politicamente stabili (mentre per la maggioranza dei Paesi fornitori di gas naturale e petrolio la situazione è ribaltata) e in più, considerato che il costo del minerale è (almeno attualmente) una voce poco preponderante del complesso degli oneri d'esercizio, anche eventuali turbolenze internazionali che lo facessero lievitare non influirebbero poi molto sul prezzo finale dell' energia elettrica (come invece avviene con le centrali termoelettriche alimentate a olio combustibile e gas naturale ^[25] ).
Secondo alcuni osservatori, le ragioni di alcune rinunce all'uso di questa fonte energetica sono da ricercare più che altro nelle forti pressioni che la lobby del petrolio esercita sui governi nazionali, ^[26] dal momento che il ricorso all'energia nucleare porterebbe a una significativa riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e naturalmente dai gruppi industriali che basano le loro attività sul commercio degli stessi.

Considerazioni generali

Costo dell'elettricità da diverse fonti secondo studi internazionali

Nel mercato liberalizzato dell' energia elettrica , la valutazione dei costi di produzione e di ritorno dell'investimento assume un'importanza primaria. A differenza degli impianti termoelettrici tradizionali, per i quali il costo di produzione è per lo più legato al costo del combustibile, gli impianti nucleari presentano un costo di produzione fortemente dipendente dai costi di investimento ed è evidente che ciò è dovuto alla scelta diffusa di una grande taglia degli impianti, agli alti costi delle tecnologie coinvolte, e alla maggior durata del periodo di costruzione rispetto agli impianti tradizionali.

Questi costi, di per sé molto più elevati di quelli associabili ai più semplici impianti alimentati a olio, carbone oa gas, sono facilmente controbilanciati da una minore incidenza del prezzo del combustibile, e la cui provenienza è associabile ad aree geopolitiche più stabili di quelle degli idrocarburi. Inoltre bisogna considerare che le centrali nucleari a differenza delle fonti fossili sono in grado di costituire scorte non di settimane ma di diversi anni.

Nel mondo occidentale, va poi aggiunto un elemento penalizzante per il settore elettronucleare che è rappresentato dalla maggior attenzione per la sicurezza. Questo aspetto, da un punto di vista puramente economico, contribuisce a un ulteriore aumento dei costi di investimento per via dell'allungamento degli iter autorizzativi e dei tempi di costruzione e del rischio di rallentamenti nella gestione dell'impianto rispetto a quanto preventivato.

Il LUEC ( Levelized Unit Electricity Cost ) può essere considerato come il costo di fornitura, vale a dire la misura del costo di generazione dell'energia includendo il capitale iniziale, il ritorno dell'investimento, i costi di gestione, del combustibile e di mantenimento.

Come viene messo in rilievo nei punti successivi le stime riportate degli studi esaminati differiscono significativamente in alcuni casi. Ciò si spiega tenendo conto che:

si tratta di stime che ancora non hanno il riscontro di ritorni empirici, in quanto riferiti a impianti di nuova generazione non ancora entrati in esercizio.
alcuni dei costi sono stati stimati sotto ipotesi molto differenti tra loro: ad esempio i tassi di interesse per l'investimento stimati negli studi differiscono significativamente se si assume un finanziamento a tassi di mercato, oppure a tasso agevolato.

L'analisi dei costi di un impianto nucleare fa riferimento alle seguenti voci di costo:

costo del capitale;
costo del combustibile;
costo di esercizio e manutenzione;
costo di smantellamento;
altri tipi di costo.

I costi di capitale sono particolarmente importanti nella determinazione della competitività di un impianto nucleare, poiché gran parte del costo del megawattora da esso prodotto (cioè il LUEC) è riconducibile a questa categoria di costi. Il costo di capitale dipende da molteplici fattori, i più importanti dei quali sono i seguenti:

costo di costruzione dell'impianto (tecnologia) (anche definito come costo overnight di costruzione);
periodo di costruzione;
profilo di spesa durante il periodo di costruzione;
parametri finanziari del progetto, che includono;
- rapporto debito/capitale proprio;
- tassi di interesse del debito e del capitale;
- vita economica dell'impianto;
- periodo di rimborso del debito;
tempo di ammortamento;

Costo del capitale

I costi di capitale sono sostenuti durante il periodo di costruzione dell'impianto, quando hanno luogo gli esborsi per l'acquisto del macchinario, e le attività di ingegneria e costruzione. Il costo "overnight" di costruzione dell'impianto è da intendersi come il costo che sarebbe sostenuto per la costruzione dell'impianto se questa fosse "istantanea" (letteralmente "avvenisse nel corso di una notte") e non dilazionata su un lasso di più anni. Il costo overnight di costruzione fotografa quindi una situazione ideale, poiché nella realtà la realizzazione e la messa in servizio di un impianto per la produzione dell'energia è un'attività di durata pluriennale. In particolare per gli impianti nucleari il tempo di costruzione è stimabile in 5 – 7 anni. Il costo overnight include i costi EPC (ingegneria, acquisto, costruzione), altri costi per attività sostenute direttamente dal proprietario ei costi per far fronte a imprevisti di costruzione, mentre invece non considera i costi finanziari sostenuti durante il periodo di costruzione.

A causa della durata della fase di costruzione, i costi di costruzione dell'impianto non si concentrano esclusivamente alla fine del periodo di costruzione ma si distribuiscono lungo l'intero periodo di costruzione, cioè ben prima che l'impianto entri in servizio. In altri termini i costi di produzione incidono sui flussi di cassa prima ancora dell'avvio della produzione (che avviene solo quando l'intero impianto è stato costruito). Infine il costo overnight trascura il valore dell'inflazione durante il periodo di costruzione. All'avvio della fase di produzione, il costo reale dell'impianto è quindi pari al costo " overnight ", più gli oneri finanziari relativi agli esborsi sostenuti durante il periodo di costruzione. Conseguentemente i ricavi della produzione (e quindi il prezzo dell'energia venduta) durante l'intero periodo di produzione dell'impianto dovranno coprire sia il costo di costruzione dell'impianto (sostenuti nella fase precedente alla produzione) sia i costi di produzione (fissi e variabili) che annualmente sono sostenuti per il funzionamento dell'impianto.

Da notare per il caso Italia che secondo l'edizione 2011 del rapporto della Banca Mondiale "Doing Business", l'Italia è il novantaduesimo paese al mondo per la semplicità nell'ottenere licenze di costruzione. In particolare, il tempo medio di attesa è pari a 257 giorni, contro una media OCSE di 166. È del tutto evidente che questo problema – che è un problema di onerosità delle procedure e di efficacia ed efficienza del settore pubblico – si applica tanto al nucleare quanto alle tecnologie alternative.

Costo del combustibile

I costi del combustibile si distinguono in:

costi di acquisto del minerale, di conversione in UF6, di arricchimento nell'isotopo fissile, di rinconversione in ossido metallico e infine di realizzazione dell'elemento di combustibile;
costi per la chiusura del ciclo del combustibile utilizzato per la produzione. Si tratta dei costi relativi al trattamento del combustibile esaurito e alla sua collocazione in adeguati depositi nucleari (o, in alternativa, il suo riprocessamento, separando le scorie dal combustibile ancora utilizzabile).

La determinazione del costo del combustibile fresco, e quindi dell'incidenza sul costo dell'energia prodotta, viene fatta tenendo presente che il processo che porta alla realizzazione dell'elemento di combustibile comporta una sequenza piuttosto complessa di operazioni tecniche che vengono effettuate in tempi diversi, precedenti all'inizio dell'utilizzo del combustibile nel reattore. A titolo indicativo i costi (attualizzati) di realizzazione dell'elemento di combustibile che trova impiego in un reattore tipo PWR (Pressurized Water Reactor) da 1000 MWe, si stimano essere intorno ai 1500 €/kgUO2, con un'incidenza prevalente dei costi per le fasi di approvvigionamento del minerale e arricchimento. ^[27] Secondo gli studi dell'università di Chicago, di MIT e di WNA la prima tipologia di costo incide, nel Nord America, per circa 4 ÷ 5 $/MWh (assumendo un rendimento termodinamico dell'impianto pari al 35%). Più bassa è invece la stima fornita dallo studio del CERI, che riporta un valore pari a circa 2,8 €/MWh (pari a 4 Can$/MWh). Più difficile valutare i costi per la chiusura del ciclo del combustibile, in quanto, negli studi esaminati, tale voce di costo non è sempre presa in esame o quotata separatamente dalle altre. Secondo lo studio del WNA (2006), essi dovrebbero incidere circa il 10% del costo complessivo del MWh, cioè 2 $/MWh considerando che il costo complessivo preso a riferimento nel suddetto rapporto è circa 20 $/MWh. Negli USA è attivo un programma federale per la gestione del combustibile esaurito ^[28] che prevede un costo complessivo di 18 G$ ed è finanziato da una corrispettivo di 1 $/MWh a carico della produzione di energia elettrica da fonte nucleare.

Le variazioni di prezzo al dettaglio del minerale di estrazione raffinato ( yellowcake ) continuano ancora ad avere scarsa influenza sul prezzo finale dell'energia generata rendendola di fatto più prevedibile e meno volatile. ^[29] Nel 2008, per esempio, Areva dichiarò che il costo del combustibile dei suoi reattori EPR incideva solo per il 17% sui costi di generazione. ^[30]

Andamento del prezzo dell'uranio da NUEXCO Exchange Value Monthly Spot (US$/ lb U ₃ O ₈ )

Per circa cinque decenni, dal 1950 al 2000 , il prezzo dell'ossido di uranio naturale (uraninite UO ₂ e pechblenda U ₃ O ₈ , detta anche yellowcake) è stato generalmente basso e comunque quasi sempre in discesa considerando i prezzi al netto dell'inflazione, ^[31] fatta eccezione per la seconda metà degli anni settanta , quando salì al pari di quello di tutte le altre materie prime in seguito alle crisi petrolifere del 1973 e 1979 . ^[32] Tuttavia, nel primo decennio del nuovo secolo tale andamento si è invertito, facendo crescere il prezzo del materiale fino a livelli mai raggiunti in precedenza (anche considerando l'effetto inflativo sul dollaro): ^[31] in pochi anni si è passati dai meno di 10 dollari/ libbra del 2002 agli oltre 130 dollari/ libbra di metà 2007 , ^[33] con un successivo calo attorno agli 85 dollari/ libbra nel corso del 2008 .

Molti speculatori scommettono su un rialzo a breve termine del prezzo dell'uranio e quindi investono il proprio denaro in diritti di sfruttamento; le società di estrazione stanno valutando l'idea di riaprire molte miniere o filoni abbandonati in passato poiché antieconomici (ad esempio l'estrazione dai fosfati ) e che ora possono al contrario risultare molto profittevoli. ^[34] Si ritiene che questo repentino aumento del prezzo sia dovuto alla riduzione dell'uranio proveniente dallo smantellamento delle armi nucleari russe e dall'aumento della richiesta dell'uranio che ha ridotto le scorte dei produttori. L'aumento delle attività estrattive dovrebbe altresì ridurre il costo della materia prima ^[35] che al 2001 (prima della rivalutazione degli ultimi anni) incideva solo per il 5-7% del totale dei costi della produzione di energia nucleare. ^[36]

Costi di esercizio e manutenzione (O&M)

Questa categoria include i restanti costi di produzione. Per comodità anche i costi di personale spesso vengono classificati come costi di O&M.

I costi di O&M di un impianto nucleare vengono di seguito distinti in:

costi fissi di O&M. Sono espressi in M$/MW/anno (oppure in M€/MW/anno). Fanno parte di questa categoria i costi del personale e altri costi (ad es. le tariffe di connessione alla rete) legati al fatto che l'impianto è in esercizio, piuttosto che alla quantità di energia prodotta;
costi variabili di O&M. Sono espressi in $/MWh (oppure in €/MWh). Sono costi dipendenti dall'effettiva produzione dell'impianto nell'anno.

Per questa tipologia di costi la letteratura riporta stime piuttosto diverse, sia come valore sia come loro articolazione. Lo studio dell'università di Chicago riporta i seguenti costi di O&M:

costi fissi di O&M: 0,060 M$/MW/anno;
costi variabili di O&M: 2,1 $/MWh.

È possibile riportare i costi fissi di O&M al costo dell'energia prodotta definendo un fattore si utilizzo dell'impianto, ad esempio il 90%. In questo caso il costo complessivo di O&M è pari a 10,16 $/MWh. Lo studio di MIT riporta invece i seguenti costi di O&M:

costi fissi di O&M: 0,063 M$/MW/anno;
costi variabili di O&M: 0,47 $/MWh.

Riportando anche in questo caso i costi fissi di O&M sul costo dell'energia prodotta, si ha un costo complessivo di O&M è pari a 8,9 $/MWh. Stime in linea con quelle dello studio MIT sono riportate anche nel rapporto DOE/EIA del 2006 (che stima, per i costi fissi e variabili, rispettivamente 0,062 M$/MW/anno e 0,45 $/MWh). Ulteriori stime relative ai costi di O&M in paesi europei (Francia e Germania) sono riportate nello studio WNA (2005). Secondo tale fonte la stima dei costo complessiva di O&M si aggira sui 10 - 11 €/MWh. Lo studio Dominion (Dominion, 2004) stima per i reattori ACR-700, ABWR e AP1000 un costo complessivo di O&M nel range 6 -11 $/MWh (con un valore pari a 9,80 Can$/MWh per il reattore ACR-700).

Da quanto riportato dallo studio del MIT, la Tennessee Valley Authority, nell'ambito del progetto per il riavvio di un impianto nucleare negli USA, stima un costo complessivo di O&M (esclusi i costi di combustibile) di circa 8 $/MWh. Lo studio di R. Tarjanne & S. Rissanen (2000), riporta costi di 7,2 €/MWh, riportati anche da AREVA (AREVA,2005). Sempre in ambito europeo, il progetto NEEDS (2005) stima per l'EPR costi di O&M tra 5 – 7 €/MWh.

Infine lo studio CERI riporta per il reattore Candu 6 un costo complessivo di O&M pari a 9,2 €/MWh (pari a 12,9 Can$/MWh) mentre per il reattore ACR-700 esso scende a 7,75 €/MWh (pari a 10,85 Can$/MWh), leggermente più basso della stima dello studio Dominion per lo stesso reattore.

Costi di smaltimento delle scorie radioattive

Tra i costi operativi di una centrale una voce importante meritano i costi per lo smaltimento delle scorie nucleari che dipendono strettamente dal metodo di smaltimento utilizzato ovvero dai livelli di sicurezza adottati. I maggiori livelli di sicurezza imponibili sembrano raggiungibili con l'uso di depositi di stoccaggio delle scorie di tipo geologico i quali però hanno costi ingenti oltre che tempi di realizzazione elevati. Viene spesso citato al riguardo dai critici del nucleare il deposito geologico di ' Yucca Mountain ' negli USA che ha visto lievitare i costi fino a oltre 8 miliardi di dollari con tempi di realizzazione non ancora conclusi nonché dubbi sulla reale efficacia in termini di sicurezza e limitatezza nella capacità massima di scorie stoccabili in relazione alle reali necessità. ^[37]

Costi per lo smantellamento

Tutti gli impianti nucleari devono sostenere costi di decommissioning (dismissione) al termine della propria vita operativa. I costi per il decommissioning sono stimati nell'intervallo del 10 – 30 % del costo di capitale iniziale dell'impianto, attualizzati al primo anno di vita dell'impianto. I costi di dismissione per gli impianti di ultima generazione si collocano nell'intervallo 320 – 440 €/kWe; per impianti di vecchia concezione e limitata diffusione nel mercato (gas grafite AGR di concezione inglese, o reattori di realizzazione sovietica quali i VVER) i costi, data la specificità dell'impianto, possono essere sensibilmente diversi.

Fonte	Tipo di reattore	Potenza Installata (MWe)	Costo (M€)	Costo specifico (€/kWe)
SOGIN (2004)	PWR (Trino) BWR(Caorso) MAGNOX (Latina) BWR (Garigliano)	270 860 210 160	300 600 600 300	1110 697 2857 1875
NEA (2003)	PWR BWR	1000 1000	320 420	320 420
Dominion (2004)	ABWR AP100 ESBWR ACR-700	1370 1150 1340 703	595 416 570 444	434 361 425 316
IAEA (2004)	VVER-440	440	212 – 632 ($1998)	480 - 1436
NRC (2004)	PWR BWR		233 341

Essendo sostenuti solo alla fine della vita operativa dell'impianto, i costi per la dismissione incidono in misura ridotta su costo medio dell'energia durante la sua vita operativa.

Altri costi

Ulteriori costi connessi al funzionamento di un impianto nucleare riguardano:

Ulteriori investimenti durante la vita operativa dell'impianto. Tali costi, classificati come costi per incremento del capitale, sono menzionati sia dallo studio di MIT sia dallo studio dell'Università di Chicago. In entrambi i casi sono stimati nei termini di 0,02 M$/MW/anno. In aggiunta, lo studio del MIT specifica che, a scopo semplificativo, tali costi sono trattati alla stregua di costi variabili.
Costi di assicurazione. In molti paesi per esercire un impianto nucleare è necessario stipulare un'assicurazione per i rischi derivanti da suoi malfunzionamenti. In letteratura le informazioni circa l'ammontare del premio di questo tipo di assicurazioni e la sua modalità di pagamento sono scarse: a titolo di riferimento si riporta la stima apparsa sui quotidiani francesi, che per l' impianto EPR di Flamanville , stimava il costo dell'assicurazione pari a 600 M€, vale a dire 0,375 M€/MW. ^{[ senza fonte ]}

Conclusioni

Ricapitolando: ^[38]

L'investimento iniziale pesa nell'ordine del 60-70 % del costo medio attualizzato; ^[39] ^[40]
La spesa per il combustibile, a seconda degli scenari di prezzo, vale circa l'8-15 per cento (di cui circa il 60 per cento direttamente imputabile al prezzo dell'uranio sul mercato internazionale, il resto ai costi di arricchimento e trattamento);
I costi di gestione e manutenzione pesano per circa il 5-10 per cento;
Il costo del decommissioning e del trattamento del combustibile esausto, pur essendo molto rilevante in termini nominali, pesa in effetti per circa il 5-10 per cento del costo medio attualizzato. ^{[ senza fonte ]}

Confronto con i costi degli altri sistemi per l'elettro-generazione

Il prezzo della nuova energia nucleare diventa più alto nel corso degli anni, mentre diventa più conveniente per le rinnovabili.

L'economicità dell'energia nucleare dipende anche dai costi delle fonti alternative: per questo in molti paesi, se l'energia atomica non è popolare, in tempi di crescita dei prezzi per i combustibili fossili , le argomentazioni a sostegno dell'energia nucleare riemergono. ^[41]

In alcuni luoghi, specialmente dove le miniere di carbone sono molto lontane dagli impianti, l'energia atomica è meno costosa, mentre in altri risulta avere un prezzo all'incirca pari o maggiore. Gli stessi paragoni possono essere fatti con gas e petrolio.

Inoltre, il costo dichiarato di molte energie rinnovabili aumenterebbe se fosse inclusa la fornitura delle fonti di riserva necessarie nei periodi in cui la natura intermittente di sole, vento, onde, eccetera non permette di produrre energia. Considerando questo è stato calcolato che l' energia eolica , una delle più grandi speranze per l'abbandono del nucleare, costerebbe il triplo del costo medio dell'elettricità in Germania . ^[42] D'altro canto il collegamento di tutte le reti elettriche nazionali permette in parte di compensare le carenze di produzione temporanee di un luogo con le eccedenze di un altro, rendendo gestibili le problematiche di tali fonti.

Varie istituzioni autorevoli negli ultimi anni hanno stimato il costo dell'energia prodotta per tipo di fonte.

Fonte	Nucleare $(2007)/MWh	Gas $(2007)/MWh	Carbone $(2007)/MWh
Nea-Oecd	58,53-98,75	85,77-92,11	65,18-80,0
Cbo	73	58	56
Ec	65-110	65-78	52-65
Epri	73	73-97	64
House of Lords	90	78	82
Mit	84	65	62
Eia-Doe	107,42	77,36	101,73
Moody's	150,83	120,56	111,85

Come si vede, tra le stime proposte si registra una notevole variabilità, sia per il nucleare sia per le altre fonti. Se si prendono i valori estremi (escludendo Moody's poiché si discosta molto dalla media), il costo di generazione medio attualizzato del nucleare va da 58,53 $/MWh (studio Nea con WACC al 5 per cento) a 110 $/MWh (Commissione europea con Wacc al 10 per cento); per i cicli combinati a gas si va da 58 $/MWh (Cbo) a 97 $/MWh (Epri); per il carbone da 52 $/MWh (Commissione europea) a 82 (Camera dei Lord). I documenti ufficiali di Enel e del governo italiano parlano di 60 euro/MWh. ^[43] I costi stimati per il nucleare non sono enormemente diversi, in misura statisticamente significativa e date le rilevanti incertezze, da quelli delle altre tecnologie: si può al massimo sostenere che è probabile che il carbone risulti leggermente più economico, sebbene la competitività del carbone sia criticamente dipendente dalle assunzioni che si fanno riguardo al prezzo della CO ₂ e alla severità delle politiche ambientali.

La maggior parte degli scarti fra gli studi non dipende da componenti casuali, ma da alcune ipotesi che vengono fatte fin dall'inizio, le più importanti delle quali riguardano il Wacc e gli scenari sui prezzi futuri dei combustibili fossili (petrolio e gas). Quale sia il valore corretto del Wacc non può essere estrapolato dagli studi citati, perché è specifica del luogo e del momento in cui l'impianto nucleare viene realizzato, e della tecnologia impiegata, oltre che di una serie di variabili di natura generale. Oltre tutto, è proprio l'esiguo numero di centrali nucleari costruite negli ultimi due decenni nei paesi OCSE a ridurre il significato empirico degli studi esistenti: ciascun investimento va trattato come un unicum, non può essere generalizzato né, tanto meno, ha portata generale un'indagine che guardi ai costi effettivi sostenuti nel passato.

Quello che suggeriscono gli studi citati è che il nucleare può essere competitivo e va considerato come un'opzione realistica e più o meno conveniente in funzione di una serie di variabili, alcune delle quali di natura progettuale (per esempio quale reattore si intenda installare, quanti reattori facciano parte di un singolo ordinativo, e quali economie di scala si riescano a sfruttare), altre finanziarie (il costo del capitale), altre ancora di ordine più generale (gli scenari di costo dell'uranio, dei combustibili fossili, e della CO ₂ ). ^[44]

Si veda come esempio la revisione (2009) dello studio delMassachusetts Institute of Technology ^[45] (2003) che ha evidenziato, per gli impianti di nuova costruzione, che il costo del kWh nucleare è superiore a quello di gas e carbone e che tali costi di generazione elettrica sono cresciuti negli ultimi anni anche se quelli relativi al nucleare meno rispetto agli altri. Le principali differenze tra i costi di generazione delle centrali nucleari e di quelle a gas e carbone secondo il MIT sono le seguenti:

le centrali nucleari richiedono un investimento significativamente più consistente delle altre;
negli Stati occidentali i tempi di costruzione subiscono lunghe e imprevedibili dilatazioni nei tempi dovute a proteste popolari e problemi di progetto (fenomeni "non presenti" in paesi quali Corea del Sud , Giappone e Cina );
oltre ai frequenti maggiori costi derivanti dai ritardi nell'entrata in esercizio, ha valutato gli oneri finanziari in partenza superiori per le centrali nucleari rispetto alle altre, in quanto scontano i maggiori rischi con saggi di interesse più alti a favore degli investitori (interessi sui capitali prestati valutati al 10% per il nucleare contro il 7,8% per gas e carbone e intero costo dell'impianto finanziato senza soldi propri).

Lo studio conclude affermando che: «Ridurre o eliminare questo premio di rischio fornisce un contributo significativo a rendere competitivo il nucleare. Con il premio di rischio e senza una carbontax, il nucleare è più costoso sia del carbone (senza cattura e sequestro del carbonio ) sia del gas naturale (a 7 $ / MBTU ). Se questo premio di rischio può essere eliminato, il nucleare diminuisce il suo costo e diventa competitivo con il carbone e gas naturale, anche in assenza di carbontax . Il report del 2003 trova che una riduzione del capitale iniziale è possibile ma non provata [...] e che il premio di rischio è eliminabile, solo con dimostrate performance [nella costruzione degli impianti nei termini preventivati]». Va sottolineato che tendenzialmente i governi riducono questo premio di rischio garantendo una parte del capitale evitando così il costo determinato dal mercato. ^[46]

Lo studio MIT (2009) però indica (pag. 47, tabella 5) una vita operativa (Plant Life) per il reattore nucleare di 40 anni, al pari di un impianto di generazione a carbone o gas. Lo studio del MIT utilizzava valutazioni ancora risalenti al 2007, ma già nel 2009, la rivista scientifica Scientific American pubblicava un articolo in cui si pronosticava che la flotta di reattori degli Stati Uniti probabilmente sarebbe rimasta in funzione per altri 50 o forse anche 70 anni, ovvero ben oltre i 40 anni di vita pianificata alcuni decenni prima. ^[47] La rivista riporta che già allora oltre la metà dei 100 reattori avevano ricevuto una estensione ventennale della loro licenza operativa. E quasi tutti i restanti reattori si aspetta che ricevano tale estensione ventennale. ^[48] Un anno dopo, un altro autore riprende l'argomento, osservando che non è ancora stata identificata una ragione tecnica che possa ostacolare una maggiore durata dei reattori. ^[49] Dal 2014, la commissione di regolamentazione nucleare degli Stati Uniti (Nuclear Regulatory Commission) ha avviato lo sviluppo della procedura per l'estensione tra 60 e 80 anni, definendola “ Subsequent License Renewal ” (SLR). Il 14 luglio 2017, l'NRC pubblica l'ultimo piano di revisione normativa del SLR e dal 2018 ha incominciato a ricevere richieste per un SLR, tra cui quelle della Exelon Corporation e Dominion Energy. ^[50] Il progettista di uno dei reattori attualmente proposti al mercato, cioè l' EPR , nel suo sito indica come vita operativa iniziale (Service life) una durata di 60 anni. ^[51] Esiste perciò un consenso reputabile per una vita operativa dei reattori di almeno 60 anni, e l'utilizzo di un periodo di 60 anni, invece di 40 anni, riduce significativamente il risultato ottenuto dallo studio del MIT con riguardo all'energia nucleare. Si noterà come nella citata tabella 5 dello studio MIT, molti parametri che sono identici per l'energia da carbone e gas, sono diversi (in peggio) per quanto riguarda il nucleare, quindi il fatto che un parametro, la vita operativa, sia diverso (in meglio) non minerebbe la oggettività della tabella. La vita di un impianto a carbone oa gas mediamente non supera i 40 anni, al contrario delle centrali idroelettriche, la cui opera più rilevante, la diga, è costruita per durare oltre il secolo. Quindi appare che un paragone dei costi del nucleare dovrebbe essere calcolato con criteri più simili a quelli di una centrale idroelettrica, con il ben maggiore periodo di ammortamento tipico della seconda.

Anche la localizzazione del sito influenza gli esiti economici di una centrale: in presenza di un alto numero di centrali nucleari e di una filiera produttiva già attiva (come negli USA ) il costo unitario di generazione risulta più basso.

Costo dell'elettricità per varie fonti alla generazione secondo studio delMIT del 2003 e aggiornamento del 2009
	Costo di costruzione $/kW	Costo carburante $/mmBtu	Caso base c$/kWh	con aggiunta di Carbontax a 25$/tCO 2 c$/kWh	Stessi interessi sul finanziamento c$/kWh
Studio del 2003 , è stato utilizzato il valore del $ del 2002
Nucleare	2000	0,47	6,7		5,5
Carbone	1300	1,20	4,3	6,4
Gas	500	3,50	4,1	5,1
Studio del 2003 con aggiornamento del 2009 , è stato utilizzato il valore del $ del 2007
Nucleare	4000	0,67	8,4		6,6
Carbone	2300	2,60	6,2	8,3
Gas	850	7,00	6,5	7,4

Bilancio energetico

Non è possibile definire con assoluta certezza il bilancio energetico di tutto il ciclo nucleare, perché il processo completo, dall'estrazione del combustibile sino alla fissione, è molto complesso ed energivoro. Però, l'enorme energia emessa dal processo nucleare ci permette una ragionevole certezza che sara prodotta più energia di quella consumata. In aggiunta a questo non tutto l'uranio minerario deriva unicamente da miniere di uranio ma in parte è anche un sottoprodotto di altre lavorazioni minerarie (è il caso di parte dell'uranio del Sudafrica o della miniera australiana di Olympic Dam), in cui è di difficile calcolo il costo energetico della sola produzione di uranio separata dalla produzione degli altri minerali.

Questo bilancio energetico finale viene chiamato EROEI e per una centrale nucleare può arrivare fino a 100 o oltre (rapporto molto conveniente). I fattori che portano a ciò sono molteplici: la concentrazione del minerale nella roccia, l'arricchimento del combustibile, la modalità di arricchimento (la diffusione gassosa consuma sui 2 500 kWh per SWU , contro i circa 60 kWh della centrifugazione ), la vita dell'impianto (essendo il costo energetico della costruzione e del decommissioning fissi, si spalmano su una produzione elettrica più o meno ampia), il rapporto di conversione del reattore (più è alto, più uranio non fissile riesci a bruciare, e se >1 il reattore diventa autofertilizzante ), l' efficienza energetica del reattore.

L' EROEI del nucleare è quindi molto variabile a seconda di tutti i cicli utilizzati. Considerando il ciclo singolo del combustibile nucleare , si passa da un valore minimo di 10,5 utilizzando la diffusione gassosa al massimo di 59 utilizzando la centrifugazione ; col ciclo chiuso o con i reattori FBR questo valore è destinato ad aumentare, visto che col secondo metodo verrebbe meno il dispendio di energia per arricchimento ed estrazione mineraria (sarebbero utilizzate le scorte di uranio impoverito già estratte) che da soli coprono oltre il 50% della domanda energetica complessiva (caso "EROEI 59" ). ^[52]

Esternalità

Quali sono le fonti di energia più sicure e pulite?

Il nucleare avrebbe anche uno dei più bassi costi esterni, ad esempio in termini di ambiente e persone, anche se stime di questo genere sono estremamente inaffidabili perché il costo principale, e cioè il confinamento per secoli o millenni di migliaia di tonnellate di rifiuti radioattivi in siti sicuri (insieme con lo smantellamento delle centrali vecchie), presenta incognite, allo stato delle attuali tecnologie, insuperabili. Per i sostenitori dell'energia atomica, invece, essa è la sola fonte di energia che nei costi totali include esplicitamente i costi stimati per il contenimento delle scorie e per lo smantellamento dell'impianto (ma questi costi sono difficilmente stimabili e le passate stime al ribasso costringeranno i governi a spendere denaro pubblico per pagare lo smaltimento dei rifiuti pericolosi), e il costo dichiarato degli impianti a combustibile fossile è basso in modo fuorviante per questo motivo; il protocollo di Kyōto, inserendo nei costi le esternalità ambientali a livello di effetto serra, dovrebbe correggere questo punto: il nucleare, considerando gli effetti esterni associati a ogni modo di produrre energia, sarebbe quindi un modo economicamente competitivo e rispettoso dell'ambiente per produrre energia rimpiazzando i combustibili fossili . ^[53] Secondo alcune stime, nel Regno Unito per esempio i costi esterni per il nucleare, per quanto riguarda effetto serra, salute pubblica, salute sul lavoro e danni materiali, ammontano a 0,25 centesimi di euro al kWh, cioè poco più che per l'eolico (0,15 centesimi di euro per kWh), ma molto meno che per il carbone (da 4 a 7 centesimi di euro per kWh), il petrolio (da 3 a 5 centesimi di euro per kWh), il gas (da 1 a 2 centesimi di euro per kWh) e le biomasse (1 centesimo di euro per kWh). ^[54]

Polizze assicurative

Vista l'entità dei rischi che comportano, nella maggior parte dei paesi dotati di centrali nucleari, queste non possono essere assicurate solamente da assicuratori privati, a causa degli alti costi prospettati nel caso di un incidente grave. Nel 2005 il governo statunitense ha fissato a 300 milioni di dollari la cifra massima stipulabile per un'assicurazione in questo campo, mentre il rischio di un grave incidente nucleare sarebbe molto maggiore (anche se questo non è successo nel caso dell' incidente di Three Mile Island ). Per questo motivo i governi devono sostenere le spese assicurative. ^[55] Questa pratica è simile a quella per le banche, che sono anch'esse sostenute con garanzie pubbliche per risarcire i risparmiatori in caso di fallimento.

La legge Price-Anderson Act, la prima legge completa al mondo sulla responsabilità nucleare, è fondamentale nella risoluzione della questione della responsabilità per gli incidenti nucleari dal 1957. Viene rinnovata ogni dieci anni circa, con un forte sostegno bipolare, e stabilisce che gli operatori individuali sono responsabili per due livelli di copertura assicurativa:

il primo livello riguarda l'obbligo per ogni sito nucleare di sottoscrivere una polizza con copertura di 300 milioni di dollari presso assicuratori privati;
al secondo livello, se richiesto, fanno fronte congiuntamente tutti gli operatori di reattori degli Stati Uniti; questo livello viene finanziato con pagamenti retroattivi fino a 96 milioni di dollari per ogni reattore, raccolti in rate annue di 15 milioni e adeguate tenendo conto dell'inflazione.

La cifra totale supera i 10 miliardi di dollari (il ministero dell'energia fornisce 9,5 miliardi per le proprie attività nucleari). Indipendentemente dalla responsabilità, il Congresso , in qualità di assicuratore ultimo, deve decidere come disporre i risarcimenti nel caso in cui le richieste avanzate superino la cifra coperta di 10 miliardi. Nel 2005, la legge è stata nuovamente rinnovata dal Congresso all'interno della Legge sulla politica energetica del 2005 .

Opinioni

Il dibattito sull'economicità delle centrali elettriche a fissione è sempre stato molto acceso e portato avanti da posizioni contrastanti. Vi è chi sostiene che gli studi delle agenzie internazionali dimostrino la competitività ^[56] del nucleare e la sua utilità, ^[57] ^[58] mentre secondo altri studi l'energia nucleare è economicamente svantaggiosa e gli enormi capitali necessari alla costruzione di un impianto e alla gestione completa del ciclo del combustibile non possono essere compensati dalla produzione di energia.

Paine ha dichiarato: «L'analisi [...] suggerisce che anche nelle condizioni più ottimistiche (dove i costi sono considerevolmente tagliati ei redditi salgono notevolmente), le centrali nucleari dell'attuale generazione, nel corso della loro vita, possono arrivare al massimo a coprire i costi». ^[59]

I punti principali nella sua argomentazione sono:

è improbabile che i costi di costruzione siano recuperati con l'attività dell'impianto, considerata la sua durata e il guadagno attesi;
il costo delle altre fonti di energia (come petrolio, gas naturale, carbone) dovrebbe salire in modo non realistico affinché il nucleare diventi competitivo (mentre il costo delle fonti rinnovabili, già inferiore in alcuni casi, è destinato a scendere sempre più col migliorare delle tecnologie);
l'impianto raramente funziona a pieno regime, secondo l'autore solitamente è sfruttato soltanto per un 58% (ipotesi falsa poiché al giorno d'oggi il fattore di utilizzo mondiale è, in media, dell'81% ^[60] ) dal momento che alcuni impianti periodicamente devono essere fermati per controlli di sicurezza. Aumentare questa percentuale ci esporrebbe inevitabilmente a un rischio;
a conti fatti, l'energia nucleare sarebbe un investimento proficuo solo negli scenari più ottimisti (durata della vita massima, miglioramento della tecnologia, costi d'esercizio e dell'energia).

Paine non discute dei problemi ambientali e delle esternalità economiche, come lo smaltimento delle scorie. Lamenta anche il fatto che i dati precisi sulla convenienza in termini economici dell'energia atomica non sono disponibili al pubblico.

Tesi simili sono sostenute dall'associazione ambientalista Greenpeace secondo cui: considerando 75 impianti statunitensi completati, si è constatato che i costi di costruzione totali effettivi sono stati di 145 miliardi di dollari contro i 45 previsti; in India gli stanziamenti previsti inizialmente per gli ultimi dieci impianti sono aumentati del 300%. I costi dipendono strettamente dai tempi necessari, che da uno studio del Consiglio Mondiale dell'Energia (WEC) sugli impianti in costruzione nel mondo tra il 1995 e il 2000 sono risultati essere aumentati da 66 a 116 mesi. Questo si dovrebbe all'aumentata complessità degli impianti. ^[61] Tuttavia Greenpeace ha attirato su di sé molte critiche per il modo di condurre le proprie analisi. ^[62]

Secondo invece le relazioni dell' Agenzia Internazionale dell'Energia e dell' Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico emergono dati diversi: il prezzo di un kWh nucleare ammonterebbe in definitiva, secondo le stime dell'OCSE, a circa 5 centesimi di dollaro se il tasso di sconto praticato è del 5%. Si tratta di un prezzo medio inferiore a quello dovuto alla produzione di un kWh con le altre fonti energetiche, mentre se si assume un tasso di sconto del 10% i costi salgono e le differenze fra fonti energetiche si riducono. ^[63]

Secondo altri studi, la dimostrazione della non economicità dell'elettricità da fissione nucleare è che, negli ultimi anni, alcune aziende private hanno cambiato i loro progetti riguardanti la costruzione di nuove centrali in area OCSE. Nel 2009 infatti ci sono stati dei casi di rinunce da parte di compagnie elettriche: ad esempio, la MidAmerican Nuclear Energy Co , operante in Idaho, ha rinunciato alla realizzazione dei suoi progetti di espansione del numero di reattori; ^[64] la AmerenUE , operante in Missouri e Illinois, ha anch'essa rinunciato alla costruzione di un reattore EPR statunitense. ^[65] Entrambe le compagnie hanno evidenziato che l'alto costo di realizzazione nel sito in esame non si tradurrebbe per il momento in una riduzione del costo dell'energia elettrica a causa della maggior convenienza del gas dei nuovi giacimenti di scisti rispetto all'uranio. Tuttavia va anche evidenziato come nel corso degli ultimi decenni la tendenza è stata quella di potenziare con l'aggiunta di nuovi reattori nello stesso sito centrali già esistenti (vedasi caso Olkiluoto e gli impianti statunitensi ), senza contare che ci sono delle centrali in costruzione nei paesi più industrializzati e altre sono in fase di progetto. ^[66]

Questioni ambientali

Considerazioni generali

Le preoccupazioni principali dovute all'uso di energia nucleare per la produzione di elettricità riguardano l'impatto sull'ambiente e la sicurezza delle persone. Alcuni incidenti nucleari hanno provocato una contaminazione radioattiva . Il più grave incidente, il disastro di Černobyl' , ha ucciso delle persone, provocato feriti e danneggiato e reso inutilizzabili per decenni grandi porzioni di territorio. Recentemente, in Giappone è avvenuto il disastro di Fukushima Dai-ichi . ^[67]

Inoltre, esistono rischi di contaminazione radioattiva nelle fasi di estrazione e arricchimento del combustibile nucleare e lo smaltimento e deposito a lungo termine del combustibile esaurito sotto forma di scorie nucleari . Ad esempio, nel caso della centrale di Tricastin , circa 18 000 litri di acqua contaminata da uranio sono stati dispersi accidentalmente nell'ambiente. ^[68] ^[69]

Un altro problema è l'elevata quantità di acqua necessaria per il raffreddamento della centrale e l'immissione delle acque calde nei sistemi idrici: ciò in alcuni ecosistemi può causare pericoli per la salute delle forme di vita acquatica, come per talune specie di pesci già a rischio di estinzione. ^{[ senza fonte ]} Tali difficoltà possono essere notevolmente ridotte usando torri di raffreddamento, che di solito sono collocate in quei luoghi dove si ritiene inaccettabile un riscaldamento eccessivo delle acque o vi è scarsità di acqua per refrigerare il condensatore della centrale, oppure costruendo le centrali vicino al mare dove la disponibilità di acqua è quasi sempre assicurata. ^{[ senza fonte ]}

Tale problema accomuna solo parzialmente gli impianti nucleari a quelli termoelettrici. ^{[ senza fonte ]} Da un lato il rendimento termodinamico di una centrale nucleare è nettamente più basso di quello di un moderno impianto termoelettrico (30-38% contro il 60% per gli impianti termici migliori) ^{[ senza fonte ]} , e pertanto a parità di elettricità prodotta gli scarichi termici sono molto superiori. Dall'altra una centrale termoelettrica può, per tipologia e collocazione geografica, essere allacciata più facilmente a reti di teleriscaldamento ( cogenerazione ), recuperando così un'ulteriore quota di calore anziché disperderlo in ambiente, soluzione poco usata tramite fonte nucleare. ^[70]

Emissioni atmosferiche e gas serra

Le centrali nucleari, malgrado non abbiano emissioni di fumi di combustione come le comuni centrali termoelettriche, rilasciano in atmosfera dosi di radioattività sotto forma di scarichi sia liquidi sia gassosi: in particolare trizio , isotopi del cesio , del cobalto , del ferro , del radio e dello stronzio ; tali emissioni perdurano anche a distanza di decenni dalla chiusura degli impianti in quantità (dalle migliaia alle centinaia di milioni di becquerel di attività sparsa sul territorio) ^[71] che però sono pari a un millesimo della radioattività naturale (un uomo medio ha una radioattività di 8 000 becquerel). ^[72] Vi sono inoltre emissioni di grandi quantità di vapore acqueo proveniente dalle torri di raffreddamento (presenti solo in alcuni impianti).

Nei primi anni del 2000, alcuni settori industriali hanno caldeggiato un ritorno del nucleare in Italia, anche con la motivazione di ridurre le emissioni di gas serra. ^[73] Questa affermazione è contestata da molte organizzazioni ambientaliste. ^[74]

I reattori nucleari non emettono direttamente gas serra durante le operazioni normali; tuttavia, l'estrazione mineraria e il trattamento dell'uranio ne generano comunque una piccola quantità. ^[75] Secondo l'associazione delle industrie del settore nucleare (WNA), le emissioni prodotte nell'intero ciclo di vita sono minori di qualunque altra fonte energetica. ^[76] Comunque, un tema controverso è che le emissioni di gas serra dovute all'estrazione mineraria, alla lavorazione e all'arricchimento potrebbero essere di alcune volte maggiori in futuro mentre le riserve mondiali di uranio di prima qualità andranno via via esaurendosi e si userà sempre più uranio di bassa qualità, sebbene in valore assoluto le emissioni rimarrebbero comunque modeste. ^{[ senza fonte ]}

In un documento del 2000 commissionato dal gruppo verde al Parlamento Europeo intitolato Is Nuclear Power Sustainable? («L'energia nucleare è sostenibile?») e nel documento successivo del maggio 2002 intitolato Can Nuclear Power Provide Energy for the Future; would it solve the CO ₂ -emission problem? («L'energia nucleare può fornire energia per il futuro? Risolverebbe il problema delle emissioni di CO ₂ ?»), Jan Willem Storm van Leeuwen e Philip Smith hanno sostenuto che il costo dell'energia nucleare alla fine supererà quello dei combustibili fossili nelle emissioni di gas serra man mano che scarseggerà il minerale uranifero di alta qualità. I due hanno messo in dubbio la sua sostenibilità all'interno di un piano di tutela ambientale. Questo documento è stato liquidato come falso dalle industrie del settore nucleare poiché i risultati pubblicati sull'estrazione del minerale mostrano un vantaggio del 99% della generazione di energia nucleare nei confronti dei combustibili fossili sul versante delle emissioni di CO ₂ . Gli autori hanno attenuato molto le affermazioni contenute nel loro documento e l'hanno ripubblicato nel 2005, omettendo la maggior parte dei valori numerici usati, ma le affermazioni rimanenti sono ancora contraddette da alcuni studi sul ciclo di vita (ad esempio Vattenfall). Tutto ciò mette fortemente in dubbio l'articolo le cui previsioni si pensa siano sbagliate perché si basano su elementi smentiti dai dati attuali, talvolta di 3:1 ma anche 60:1. ^[52]

La Germania ha affiancato all'abbandono dell'energia nucleare lo sviluppo dell' energia rinnovabile e intende aumentare l'efficienza delle centrali elettriche fossili per ridurre la dipendenza dal carbone. Secondo il ministro tedesco Jürgen Trittin nel 2020 questo diminuirà le emissioni di anidride carbonica del 40% rispetto ai livelli del 1990. La Germania è diventata un paese modello per gli sforzi compiuti per rispettare il protocollo di Kyōto . Inoltre la Germania ha conseguito ottimi risultati in materia di risparmio energetico , grazie agli sforzi compiuti a partire dalla crisi energetica degli anni settanta . I critici della politica tedesca ritengono una contraddizione l'abbandono dell'energia nucleare a favore dell'energia rinnovabile, dato che entrambe hanno emissioni molto basse di CO ₂ .

Tutti gli altri prodotti di scarto delle centrali nucleari vengono raccolti e depositati in isolamento, a differenza delle altre fonti energetiche come il petrolio e il carbone i cui residui inquinanti sono immessi direttamente nell'ambiente circostante. Senza centrali nucleari, se fossero costretti a sostituirle con centrali a combustibile fossile, ogni anno gli Stati Uniti produrrebbero quasi 700 milioni di tonnellate metriche di anidride carbonica in più, una cifra all'incirca pari alla quantità di anidride carbonica prodotta annualmente dalle automobili statunitensi.

Lo smaltimento delle scorie radioattive

Lo stesso argomento in dettaglio: Scoria radioattiva .

Non sono ancora stati completamente risolti i problemi relativi al confinamento di scorie nucleari a lungo termine. In effetti, una volta esaurito il fissile presente nel combustibile, restano i sottoprodotti della reazione a catena, che in massima parte non sono fissili ma continuano a essere radioattivi. Questi sottoprodotti sono una gamma di isotopi con tempo di dimezzamento molto vario, ma che può arrivare anche ad alcune migliaia di anni: le scorie prodotte dai reattori si mantengono radioattive a lungo nel tempo, fino al caso estremo del Cesio 135 ( ¹³⁵ Cs) che impiega 2,3 milioni di anni per dimezzare la propria radioattività.

Le scorie nucleari hanno altresì un volume minimo (un tipico reattore nucleare di potenza produce circa 25 tonnellate all'anno di combustibile irraggiato pari a circa 3 m³ , corrispondente a 28 m³ una volta depositato all'interno di un fusto ^[77] ) e in termini di volume costituiscono meno dell'1% dei rifiuti altamente tossici nel tempo nei paesi industrializzati, sebbene la loro tossicità non sia per nulla paragonabile.

La quantità di scorie potrebbe essere ridotta in diversi modi, sia tramite ritrattamento nucleare sia con reattori autofertilizzanti veloci ; i reattori subcritici (o fissione assistita, amplificatori di energia, accelerator driven system o TraSco-EuroTrans che dir si voglia) ei reattori autofertilizzanti veloci (FBR) possono ridurre di molto il tempo di confinamento sia delle scorie neoprodotte, sia di quelle già esistenti.

Il 96% delle scorie altamente radioattive potrebbe essere riciclato e riutilizzato se i rischi aggiuntivi di proliferazione fossero ritenuti accettabili. Questi progetti vengono approfonditi fin dai primi anni novanta , e prevedono due alternative:

l'incenerimento ( incineration ), cioè il bombardamento dei radioisotopi con neutroni prodotti per "spallazione" da un bersaglio colpito con protoni accelerati con un apposito acceleratore di particelle ( accelerator driven system );
colpire i radioisotopi con i raggi gamma prodotti da un apposito laser.

Nonostante i notevoli investimenti in tempo e denaro, non si è ancora giunti a risultati definitivi su queste procedure, che comunque richiedono investimento nell'ordine del miliardo e mezzo di euro per ogni impianto, ^[78] gettando così un'ulteriore, pesante incognita sui costi dell'elettricità nucleare. Il plutonio , che è contenuto nelle barre di combustibile esaurito, è estratto in impianti simili a quello Areva a La Hague ( Francia ) oa quello BNFL a Sellafield ( Regno Unito ).

È necessario prevedere sia delle aree di stoccaggio in cui gli isotopi più radioattivi (scorie di terza categoria) abbiano il tempo di decadere, sia dei siti di immagazzinamento definitivo in cui riporre il restante materiale radioattivo (scorie di prima e seconda categoria, ossia con un' emivita inferiore ai 300 anni). Nel caso di riprocessamento del combustibile irraggiato, queste ultime vengono conservate in depositi superficiali di cemento che dopo circa tre secoli, quando la radioattività delle scorie diventa paragonabile a quella del fondo naturale, vengono definitivamente ricoperti di terra. Nonostante sia un punto molto controverso, i sostenitori del nucleare affermano che la soluzione dello smaltimento sotterraneo (geologico) permanente (reversibile o irreversibile che sia) delle scorie "a secco" (ossia senza preventivo riprocessamento ) o di quelle di terza categoria nel caso di riprocessamento - un'idea che diversi paesi hanno già preso in considerazione - sia ben testata e provata; al riguardo fanno infatti notare l'esempio naturale di Oklo, il deposito naturale di scorie radioattive, dove le scorie sono confinate da circa 2 miliardi di anni con una contaminazione minima dell'ecosistema circostante.

Dalla parte opposta c'è chi cita l'esempio poco virtuoso del deposito geologico di Asse in Germania, ricavato in una miniera di potassa aperta dagli inizi del Novecento e che venne inizialmente studiato negli anni sessanta. In seguito allo scavo di ulteriore camere per lo stoccaggio di rifiuti a bassa e media attività, ^[79] venne raggiunta la parte più esterna della miniera. ^[80] Data la conformazione delle rocce e dell'uso abbastanza intensivo della miniera, oltre che l'uso di materiale di riempimento, negli anni si ha avuto un deciso aumento delle infiltrazioni d'acqua, andando a intaccare la tenuta di alcuni contenitori che contenevano i rifiuti radioattivi, evidenziando perdite di cesio . Nonostante si ritenga generalmente che le miniere di sale siano immuni alle infiltrazioni d'acqua e geologicamente stabili, e pertanto adatte a ospitare per migliaia di anni le scorie nucleari, nel caso di Asse le infiltrazioni ci sono e le perdite di sostanze radioattive sono state rilevate per la prima volta nel 1988 . Gli studi preliminari effettuati negli anni sessanta viceversa consideravano Asse una locazione adatta per lo stoccaggio dei LAW e dei MAW; per eliminare le infiltrazioni, si stanno studiando vari metodi per la stabilizzazione delle rocce che formano il deposito. ^[80] Seppur al livello di bozza, vi è anche la possibilità che i rifiuti vengano recuperati, nel caso che questo non comporti rischi maggiori per la popolazione e il personale che dovrà maneggiare i rifiuti. ^[81] ^[82] Sono inoltre stati rilevati rischi di crollo dei tunnel, con enormi rischi di una forte dispersione di sostanze radioattive.

Scorie nucleari, se pure molto poco durevoli in termini di radiotossicità, sono anche grandi parti delle strutture delle centrali nucleari. La radioattività indotta da neutroni e gli elementi, ad alta attività ma breve vita, rilasciati dall'operazione quotidiana del ciclo di raffreddamento sulle parti a contatto con il fluido primario, determinano la necessità tecnica, per evitare alti costi e rischi per il personale, di attendere lunghi periodi, dopo la fine delle operazioni produttive e lo spegnimento del reattore, prima di incominciare lo smantellamento vero e proprio. In Inghilterra, dove per centrali come quella di Calder Hall sono previsti cento anni di chiusura dopo lo spegnimento, il costo dello smantellamento si prospetta molto più basso (molte decine di volte minore) di quello che scontano ad esempio reattori come quelli Italiani, il cui smantellamento "accelerato" è stato deciso per ragioni politiche nella tredicesima legislatura, con un decreto dell'allora ministro Bersani, per i quali il costo di smantellamento potrà essere alla fine anche due o tre volte superiore a quello di costruzione.

In molti paesi non è ancora stato stabilito chi debba coprire i costi di gestione delle aree di confinamento delle scorie nucleari. Al momento sembra che probabilmente, almeno in Germania , lo Stato pagherà i costi per le scorie dirette (barre esaurite) ei materiali contaminati delle centrali o prodotti nell'estrazione del plutonio e dell' uranio , così come le altre scorie nucleari, perché l'industria non dispone di mezzi sufficienti. Negli Stati Uniti , le società di servizi pagano una tassa fissa per chilowattora in un fondo monetario per lo smaltimento amministrato dal Dipartimento per l'energia.

In Gran Bretagna, nell'aprile 2005 questo problema ha portato alla creazione dell'Autorità Nazionale per lo smantellamento.

La sicurezza

Considerazioni generali

Elemento di combustibile: assemblaggio di barre in reticolo quadrato 17x17

La sicurezza delle centrali nucleari è stata spesso messa in questione, dal momento che le strutture più visibili, come le torri di raffreddamento, appaiono fragili e potrebbero quindi essere facili obiettivi di attacchi terroristici , ad esempio da parte di kamikaze che impiegassero aerei di linea per colpirle (questo dibattito è stato molto acceso in Germania) ^{[ senza fonte ]} . Secondo i sostenitori del nucleare, questi attacchi potrebbero rendere le centrali inattive ma non potrebbero produrre contaminazioni radioattive dato che il nucleo delle centrali è protetto da mura di cemento armato spesse diversi metri: eventuali aerei kamikaze non sarebbero in grado di rompere i muri esterni a meno di utilizzare cariche esplosive estremamente potenti. D'altronde non è detto che gli attacchi debbano essere attuati attraverso esplosioni esterne all'edificio. Le centrali nucleari, secondo i loro sostenitori, vengono sorvegliate con estrema attenzione, anche se molti lo mettono in dubbio. Uno studio condotto dalla commissione statunitense che controlla il settore nucleare (Nuclear Regulatory Commission) ha evidenziato che più di metà delle centrali nucleari statunitensi non sono state in grado di prevenire una simulazione di attacco. ^[83]

La sicurezza della tecnologia nucleare viene garantita, anche se in maniera meno vistosa, non solo nel bruciamento in centrale, ma su tutto il ciclo di produzione, che comprende anche trattamento e deposito. Tuttavia maggior attenzione dovrà comunque essere rivolta agli aspetti riguardanti il trasporto e lo stoccaggio delle scorie.

I sostenitori del nucleare sottolineano altresì l'alto livello di sicurezza vigente per gli addetti impiegati nel settore, che del resto sono inevitabilmente meno, essendo il nucleare un attribuito ad altre fonti: 342 all'energia prodotta dal carbone, 85 al metano e 883 all'energia idroelettrica ^{[ senza fonte ]} .

Fughe radioattive

Secondo i contrari al nucleare, dato che le fuoriuscite incontrollate di materiale radioattivo mettono a rischio la sicurezza delle centrali nucleari , il rischio delle fughe radioattive sarebbe intollerabile. Per far fronte a questi timori, tutti gli operatori nucleari sono obbligati a misurare le radiazioni all'interno dei siti e attorno a essi ea render note tutte le particelle e le radiazioni emesse. Ciò deve essere certificato da un organo di valutazione indipendente. Questa pratica è sostanzialmente identica in tutti i paesi membri dell' AIEA . Nel caso le sostanze fuoriescano in quantitativi considerevoli, cioè al di sopra dei limiti fissati dal NCRP ( National Council on Radiation Protection and Measurements , Consiglio Nazionale sulla Misurazione e la Protezione dalle radiazioni) degli Stati Uniti e obbligatorio per tutti i membri AIEA, bisogna mettere al corrente l'AIEA ed è necessario che venga assegnato almeno un livello 5 della scala INES, un evento molto raro. Tutte le attrezzature vengono controllate regolarmente. Inoltre, tutti gli operatori sono obbligati a divulgare pubblicamente gli elenchi completi delle misurazioni. Un individuo che viva vicino a una centrale in media ne riceverà circa l'1% dei livelli di radiazione naturali, molto al di sotto dei limiti di sicurezza. In Gran Bretagna studi approfonditi condotti dal Comitato sugli Aspetti Medici delle Radiazioni nell'Ambiente (COMARE) nel 2003 non hanno riscontrato prove di una maggior incidenza del cancro tra i bambini che vivono vicino alle centrali nucleari. Hanno invece rilevato un numero abnorme di leucemie e di linfoma non-Hodgkin (LnH) vicino ad altre installazioni nucleari, come quelle di AWE a Burghfield, di UKAEA a Dounreay e di BNFL a Sellafield sebbene COMARE abbia giudicato improbabile un legame tra questo e il materiale nucleare. Secondo COMARE, «è improbabile che le incidenze abnormi attorno a Sellafield e Dounreay siano un fatto casuale, anche se attualmente non esiste una spiegazione convincente del fenomeno». ^{[ senza fonte ]} ^[84]

L' incidente di Černobyl' , accaduto a causa della combinazione di svariate violazioni delle misure di sicurezza da parte del personale e un progetto carente riguardo ad alcuni aspetti di sicurezza, non è fisicamente ripetibile in un reattore moderato ad acqua, che si caratterizza per altri tipi di incidente. L'impianto di Černobyl' inoltre aveva un tipo di sistema di contenimento secondario solo parziale: una struttura completa avrebbe forse limitato la dispersione all'esterno dei rilasci radioattivi.

Un involucro di contenimento completo era invece presente nella centrale di Three Mile Island (Pennsylvania, USA), che subì un incidente nel 1979 con la fuoriuscita di quantità significative di radionuclidi e la parziale fusione del nocciolo. Tale fuga radioattiva fu mitigata (ma non annullata) dalla presenza di appropriate strutture di contenimento del reattore americano rispetto a quello sovietico.

Questi sono fra i più noti e gravi episodi di incidenti a centrali civili, anche se un discreto numero di episodi anche seri si è verificato nel corso degli anni passati (ad esempio a Sellafield in Gran Bretagna oa Browns Ferry negli USA ^[85] ) e continua a verificarsi, ad esempio con vari scandali in Giappone. ^[86]

Un altro problema di sicurezza riguarda il pericolo di fughe radioattive non derivanti da guasti interni alla centrale, ma da eventi esterni che possono compromettere la tenuta delle strutture. Un evento climatico catastrofico, quale un tornado o un terremoto di particolare intensità, potrebbero distruggere l'edificio di contenimento, se non adeguatamente dimensionato. In Giappone gli impianti della centrale nucleare di Kashiwazaki-Kariwa , furono danneggiati nel 2007 a seguito di un terremoto di intensità superiore a quello considerato nel progetto e si ebbero rilasci di radioattività nell'ambiente non completamente e univocamente quantificati (si veda la voce relativa per dettagli).

Sempre in Giappone , a seguito del terremoto di Sendai , nel marzo 2011 , una serie di quattro distinti gravi incidenti occorsi presso la centrale nucleare Fukushima I hanno causato il disastro di Fukushima Dai-ichi .

Mortalità

Morti per TWh per fonte di energia:
-carbone (blu);
-lignite (rosso);
-torba (giallo);
-olio combustibile (verde scuro);
-gas (marrone);
- nucleare (azzurro) ;
-bioenergie (nero);
-idroelettrico (verde chiaro);
-eolico (viola).

Externe, ^[87] il progetto di ricerca europeo sulle esternalità, ha stimato le morti causate dalle fonti energetiche considerando tutto il ciclo di vita dell'impianto: dall'estrazione del combustibile allo smantellamento o riconversione dei siti di produzione, ovvero lo studio tiene conto dei morti in miniera tanto quanto dei morti per inquinamento ambientale.
Questi sono i risultati ottenuti (grafico sulla destra): ^[88] ^[89]

Questioni di proliferazione

Lo stesso argomento in dettaglio: Trattato di non proliferazione nucleare .

Un'argomentazione contro l'elettro-generazione da fonte nucleare consiste nel rischio derivante dall'incremento delle scorie radioattive complessivamente prodotte. Anche scorie di bassa qualità possono essere adoperate infatti per costruire le cosiddette "bombe sporche" (dette più precisamente " armi radiologiche " e nelle quali la totalità del potere deflagrante è fornito da esplosivi tradizionali circondati da un qualsiasi tipo di materiale radioattivo che, con l'esplosione, si diffonde poi nell'ambiente) che vengono generalmente considerate (a torto oa ragione) un buon strumento a fini terroristici grazie alla loro relativa facilità di preparazione.

Un'eventualità ancora più rischiosa è il potenziale collegamento fra usi civile e militare (che nella maggior parte dei paesi sono mantenuti rigorosamente separati), che potrebbe portare a un aumento dei paesi possessori di bombe atomiche. Il know-how maturato per la costruzione di centrali nucleari potrebbe essere utilizzato per l'avvio di programmi di riarmo atomico. La produzione di energia nucleare si basa su un meccanismo di reazione a catena , controllato, che è tecnicamente più difficile da gestire di un utilizzo dell'uranio per scopi bellici.

Nelle barre di combustibile nucleare industriali, la frazione di isotopo di uranio fissile 235 deve essere incrementata dalla percentuale naturale dello 0,7% fino al 5% per potere generare una reazione a catena; fanno eccezione quegli impianti che usano acqua pesante o grafite come moderatori, come i reattori CANDU oi reattori RBMK . Un impianto per l'arricchimento dell' uranio (per esempio quello tedesco di Gronau ) potrebbe – con grande difficoltà – aumentare la quantità dell'U 235 fino all'80% o più in modo da poter realizzare delle armi nucleari. Di conseguenza, alcune delle tecniche per l'arricchimento dell'uranio sono mantenute segrete (per esempio la diffusione gassosa, la centrifuga del gas, l' AVLIS e il ritrattamento nucleare ).

Gli oppositori del nucleare sostengono che non è possibile distinguere fra uso civile e uso militare e quindi l'energia nucleare contribuisce alla proliferazione delle armi nucleari . Mentre è possibile far funzionare una centrale nucleare con materiali non affini alle armi, il possesso di un reattore comporta l'accesso a materiali e tecnologie che possono essere usati in speciali reattori militari a bassa combustione e ritrattati per produrre plutonio, l'elemento essenziale per la costruzione di armi nucleari ad alta resa. Questo è ciò che è accaduto in Israele , India , Sudafrica (che in seguito ha consegnato le proprie armi nucleari) e Corea del Nord : tutti hanno dato il via a programmi "pacifici" per l'energia nucleare con reattori che poi sono stati usati per produrre plutonio adatto per le armi. Israele e Corea del Nord attualmente non dispongono di centrali nucleari, mentre il Sudafrica ne ha aperta una molto dopo essersi dotato di armi nucleari. A molti pare una stridente contraddizione che George Bush nel 2006 abbia fortemente sostenuto l'opzione del nucleare come fonte energetica sicura, economica e pulita opponendosi contemporaneamente con tutte le proprie forze al programma nucleare iraniano, fino al punto di minacciare un intervento militare: se nonostante tutte le assicurazioni dell'Iran che lo scopo del progetto è puramente civile la sola possibilità che non sia così è sufficiente perché il rischio che si producano armi atomiche sia considerato tanto grave da imporre interventi tanto pesanti, allora è insostenibile la posizione di chi sostiene che le centrali nucleari non costituiscano un rischio di proliferazione nucleare.

Gran parte del timore popolare per la possibile proliferazione delle armi deriva dalla considerazione dei materiali fissili. Ad esempio, a proposito del plutonio contenuto nel combustibile esaurito che ogni anno viene generato dai reattori nucleari commerciali di tutto il mondo, è corretta ma fuorviante l'affermazione secondo cui servono solo pochi chili di plutonio per fare una bomba: tutti i paesi infatti dispongono di uranio in quantità tali da poter costruire alcune armi (l'uranio andrebbe però arricchito).

Il plutonio è una sostanza con proprietà variabili a seconda della fonte. È composta da diversi isotopi, come Pu-238, Pu-239, Pu-240 e Pu-241. Si tratta sempre di plutonio ma non tutti questi tipi sono fissili: solo Pu-239 e Pu-241 possono essere sottoposti alla normale fissione in un reattore. Il plutonio 239 è un combustibile nucleare eccellente; è stato anche molto usato nelle armi nucleari perché ha un tasso di fissione relativamente basso e una bassa massa critica: di conseguenza, il plutonio 239, con soltanto una piccola percentuale degli altri isotopi presenti (fino a un massimo del 7%), è spesso definito plutonio "weapons-grade" in inglese ("per le armi"). È stato usato nella bomba di Nagasaki nel 1945 e in molte altre armi nucleari.

D'altro canto, questo plutonio è totalmente diverso da quello che viene normalmente prodotto in tutti i reattori delle centrali nucleari commerciali ad acqua leggera (detto "reactor-grade") e che può essere separato ritrattando il combustibile esaurito. Il plutonio dei reattori contiene un'alta percentuale (fino al 40%) di isotopi di plutonio più pesanti, soprattutto il Pu-240, perché è dovuto rimanere nei reattori per un periodo di tempo relativamente lungo. Questo non costituisce un problema particolare per il riutilizzo del plutonio in combustibile ossido misto (MOX) per i reattori, ma influisce pesantemente sull'idoneità dell'impiego del materiale nelle armi nucleari. A causa della fissione spontanea del Pu-240, nel materiale per la produzione di armi ne è tollerabile solo un quantitativo molto limitato. La progettazione e la costruzione di esplosivi nucleari con il plutonio "reactor-grade" sarebbero difficili e inaffidabili e finora nessuno le ha mai perseguite; tuttavia è stato creato un ordigno nucleare con plutonio a bassa combustione proveniente da un reattore nucleare Magnox. Testato nel 1962, la sua composizione non è mai stata ufficialmente resa nota, ma chiaramente si aggirava attorno al 90% di Pu-239 fissile. Tale metodo di produzione era molto costoso, inaffidabile e facilmente individuabile (il combustibile deve restare nel reattore per un periodo di tempo relativamente breve, ossia poche settimane, rispetto al normale uso, pari ad alcuni anni, e con una resa relativamente limitata). Tutti questi fattori hanno contribuito al fatto che non si ripetessero altre esperienze analoghe a quella dell'ordigno del 1962.

Il plutonio ad alta concentrazione può essere usato per la costruzione di armi nucleari, ma in pratica è usato ancora nelle centrali nucleari in barre di combustibile di MOX . I fautori nel nucleare rispondono affermando che esistono diverse tipologie di centrali nucleari che utilizzano tecnologie che non possono aver applicazioni militari ei paesi del primo mondo potrebbero vendere queste tecnologie agli altri paesi per evitare la proliferazione nucleare. Difatti, molti studi sulle centrali nucleari al torio partono proprio da questo genere di considerazioni.

Diffusione nel mondo delle centrali elettriche a fissione

Lo stesso argomento in dettaglio: Energia nucleare nel mondo .

La medicina nucleare

Lo stesso argomento in dettaglio: Medicina nucleare .

Le armi nucleari

Lo stesso argomento in dettaglio: Arma nucleare .

Note

^ Energia Nucleare in Italia , su geocities.com . URL consultato il 2 gennaio 2008 (archiviato dall' url originale il 17 ottobre 2007) .
^ Commissione UE: 'il nucleare non è una fonte rinnovabile'
^ World Nuclear News, 05 May 2010 , su world-nuclear-news.org . URL consultato il 31 luglio 2012 (archiviato dall' url originale il 1º novembre 2012) .
^ ( EN ) Nuclear Power in the World Today Archiviato il 12 ottobre 2007 in Internet Archive .
^ Energy in Sweden 2010, Facts and figures Archiviato il 16 ottobre 2013 in Internet Archive . Table 46 Total world energy supply, 1990–2009, Table 53 Global supply of renewable energy, 1990–2008 (TWh)
^ Sito ufficiale del progetto ITER , su iter.org .
^ Conferenza di Steven Cowley sull'argomento al TED
^ ( EN ) Waste Management and Disposal
^ In arrivo la nuova mini-batteria atomica
^ OECD e International Atomic Energy Agency (IAEA). Uranium 2009. Resources, Production and Demand. Paperback + Free PDF . (in inglese) OECD Publishing, 2010. ISBN 978-92-64-04789-1 (presentazione) .
^ Cameco Invests a Further US$5M in the PhosEnergy Process for Uranium Recovery Archiviato il 20 ottobre 2012 in Internet Archive ..
^ Ricavare uranio dalle centrali a carbone Archiviato il 20 agosto 2011 in Internet Archive ..
^ Modeling of an adsorption unit packed with amidoxime fiber balls for the recovery of uranium from seawater , DOI : 10.1021/ie00049a028 .
^ Nuclear Energy Agency - Press Communiqué, 3 June 2008 Uranium resources sufficient to meet projected nuclear energy requirements long into the future Archiviato il 12 settembre 2011 in Internet Archive ..
^ ( EN ) Essentials of Nuclear Chemistry , pag. 281.
^ http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Pu.html
^ Plutonium
^ NRC: Fact Sheet on Plutonium
^ Parte seconda del filmato , su cise2007.eu .
^ ( EN ) approfondimento sulle centrali al torio Archiviato il 25 ottobre 2010 in Internet Archive . da American Scientist .
^ Il bruciamento delle scorie nucleari: le sfide tecnologiche ei programmi in corso .
^ Circa 3-4 anni per il carbone, 2 per il metano e 2-3 per quelle ad olio combustibile. Cfr. OECD, Projected costs of generating electricity 2010 .
^ Jeremy Rifkin, Cinque no al nucleare , L'Espresso n. 34 anno LII, 31 agosto 2006.
^ Sulle attività estrattive in Francia di uranio .
^ È noto che negli ultimi anni le materie prime fossili come il petrolio hanno avuto un incremento notevole che ha portato per esempio nel 2005 il costo medio dell'energia elettrica negli Stati Uniti d'America a 5 centesimi di euro al kWh.
^ Parte seconda del filmato. Così è stato in Italia .
^ Uranio#Ascesa, stagnazione e nuovo boom dell'estrazione dell'uranio - Costi
^ Sicurezza nucleare
^ ( EN ) Economia dell'Energia Nucleare Url controllato il 26-01-2010
^ ( EN ) The Economics of Nuclear Power , World Nuclear Association , aprile 2010.
^ ^a ^b Serie storica dei prezzi dell'Uranio a cura della Ux Consulting Company , in dollari correnti e normalizzata rispetto al valore del dollaro nel 2007.
^ Si noti a tal proposito la somiglianza del grafico precedente con quello relativo al prezzo del petrolio nello stesso periodo, elaborato dal WTRG e normalizzato rispetto al valore del dollaro nel 2006.
^ Si noti la rapida variazione dei prezzi durante il 2007 nel grafico degli ultimi due anni Archiviato il 20 aprile 2010 in Internet Archive . dal sito citato.
^ Su tutti i dati e le considerazioni di questo paragrafo, vedi Susan Moran e Anne Raup, La nuova corsa all'uranio spinge i prezzi alle stelle , per The New York Times , ne la Repubblica , 10 aprile 2007, p. VI.
^ Il prezzo dell'uranio supera i 110 dollari per libbra , su archivionucleare.com , Archivio Nucleare. URL consultato il 27 giugno 2007 .
^ Parere del comitato consultivo dell'Agenzia di approvvigionamento Euratom sul Libro verde della Commissione "Verso una strategia europea di sicurezza dell'approvvigionamento energetico" , GU n. C 330 del 24/11/2001 pag. 0015 - 0020
^ Yucca Mountain, le scorie nucleari sotto al tappeto, Marco Cedolin
^ IBL, I veri costi del nucleare ( PDF ), su brunoleonimedia.servingfreedom.net . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 5 novembre 2011) .
^ Malcolm Grimston (December 2005) (PDF). The Importance of Politics to Nuclear New Build. Royal Institute of International Affairs. pp. 34. Retrieved 2006-11-17. Link Archiviato il 5 ottobre 2006 in Internet Archive .
^ ( EN ) Yangbo Du e John E. Parsons, Update on the Cost of Nuclear Power ( PDF ), su web.mit.edu , Center for Energy and Environmental Policy Research, maggio 2009, 66. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall' url originale il 12 gennaio 2012) .
^ ( EN ) telegraph.co.uk: Power price rises turn up the heat on consumers Archiviato il 16 maggio 2008 in Internet Archive .
^ ( EN ) BBC: Germany split over green energy (2005)
^ Cesi Ricerca, Valutazione dei costi di produzione dell'energia elettrica da fonte nucleare, 2006 [1] ^{[ collegamento interrotto ]}
^ Link a un Pdf ( PDF ), su brunoleonimedia.servingfreedom.net . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 5 novembre 2011) .
^ Massachusetts Institute of Technology - The future of nuclear power - 2009 upd.
^ Home ^{[ collegamento interrotto ]}
^ ( EN ) Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last? , su www.scientificamerican.com , Scientific American , 20 novembre 2009. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 2 febbraio 2017) .
«the US fleet of nuclear power plants will likely run for another 50 or even 70 years before it is retired -- long past the 40-year life span planned decades ago» .
^ Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last? , su scientificamerican.com .
«Already, more than half of the nation's more than 100 reactors have seen their initial licenses extended for an additional two decades. Nearly all the country's plants are expected to eventually win such extensions.» .
^ ( EN ) Peter Behr, How Long Can Nuclear Reactors Last? , su www.scientificamerican.com , Scientific American , 20 settembre 2010. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 20 settembre 2016) .
«We have not identified any technical issue which we would consider to be a showstopper» .
^ ( EN ) Subsequent License Renewal , su www.nrc.gov , Nuclear Regulatory Commission. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 21 gennaio 2018) .
«The Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff has defined subsequent license renewal (SLR) to be the period of extended operation from 60 years to 80 years.» .
^ ( EN ) EPR™ reactor: the very high power reactor (1,650 MWe) , su www.new.areva.com , AREVA , 2013. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall' url originale il 18 gennaio 2018) .
«Service life: 60 years» .
^ ^a ^b ( EN ) Energy Analysis of Power Systems
^ ( EN ) world-nuclear.org: The Economics of Nuclear Power (2006) Archiviato il 2 gennaio 2010 in Internet Archive .
^ ( EN ) externe.info: External costs for electricity production in the EU Archiviato il 20 luglio 2006 in Internet Archive .. Lo studio non considera i costi di smaltimento degli impianti e delle scorie, perché già integrati nel costo dell'energia.
^ Si veda per esempio la legge statunitense Price-Anderson sui risarcimenti dell'industria nucleare: Price-Anderson Nuclear Industries Indemnity Act .
^ Ritornare al nucleare: come e perché
^ CHICAGO BLOG » Senza nucleare il futuro non è “Zero Emission” , su chicago-blog.it . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 4 marzo 2011) .
^ Marcegaglia: "Abbiamo bisogno del nucleare, auspichiamo STOP sia temporaneo" | Il Sito di Firenze
^ ( EN ) Jeffrey R. Paine, "Will Nuclear Power Pay for Itself?", The Social Science Journal, vol. 33, n. 4, pp. 459-473, 1996.
^ Unit Capability Factor , su iaea.org .
^ Greenpeace, I costi economici del nucleare , maggio 2007.
^ Bjørn Lomborg, L'ambientalista scettico
^ "Projected Costs of Generating Electricity" - 2010 Edition .
^ MidAmerican drops Idaho nuclear project due to cost , su reuters.com .
^ Ameren nuclear bill likely dead , su bizjournals.com .
^ CHICAGO BLOG » Zapatero, il nucleare e il nimbysmo de' noantri
^ William Domenichini, Černobyl'– Fukushima, solo andata , in Informazionesostenibile.info . URL consultato il 30 luglio 2011 (archiviato dall' url originale il 3 novembre 2011) .
^ River use banned after French uranium leak , su guardian.co.uk . URL consultato il 10 luglio 2008 .
^ Warning over French uranium leak , su news.bbc.co.uk .
^ Nuclear Power Reactors in the World (RDS-2)
^ Annuario dei dati ambientali Edizione 2007 ^{[ collegamento interrotto ]} - cap. 11 "radiazioni ionizzanti" - Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i Servizi Tecnici del Ministero dell'ambiente e del territorio .
^ La Radioattività - Introduzione
^ http://www.ilfattoquotidiano.it/2011/03/25/leggende-nucleari-tutta-la-verita-sulfabbisogno-energetico-nazionale/100027/
^ ccnr.org: Campaign for Nuclear Phaseout, Nuclear power is not a solution to climate change
^ Studio del 2002 , su inderscience.com .
^ Greenhouse gas emissions from power generation
^ Waste Management in the Nuclear Fuel Cycle , su world-nuclear.org .
^ La Nuova Ecologia n. 4 anno XXVI, aprile 2006.
^ Link ^{[ collegamento interrotto ]}
^ ^a ^b Link ^{[ collegamento interrotto ]}
^ Link ^{[ collegamento interrotto ]}
^ Link ^{[ collegamento interrotto ]}
^ Jeremy Rifkin. Cinque no al nucleare , L'Espresso , n. 34, anno LII, 31 agosto 2006.
^ ( EN ) Claudia Spix, Sven Schmiedel e Peter Kaatsch, Case–control study on childhood cancer in the vicinity of nuclear power plants in Germany 1980–2003 , in European Journal of Cancer , vol. 44, n. 2, 2008-01, pp. 275–284, DOI : 10.1016/j.ejca.2007.10.024 . URL consultato il 5 giugno 2018 .
^ ( EN ) http://www.ccnr.org/browns_ferry.html
^ Per una lista sintetica degli incidenti meglio noti si veda qui Archiviato il 20 ottobre 2008 in Internet Archive ..
^ http://www.externe.info
^ Health risks associated with electricity production Archiviato il 27 settembre 2007 in Internet Archive .
^ Blog statunitense "next big future" , su nextbigfuture.com . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 24 luglio 2015) .

Bibliografia

Piero Angela e Lorenzo Pinna. La sfida del secolo . 1 ª ed. Milano, Arnoldo Mondadori Editore (collezione "Ingrandimenti"), 2006. ISBN 88-04-56071-1 .
Ugo Bardi. La fine del petrolio . 1ª ed. Roma, Editori Riuniti (collana "Saggi/scienze"), 2003. ISBN 88-359-5425-8 .
Gwyneth Cravens. Il nucleare salverà il mondo . Mondadori (collana "Strade blu"), 2008. ISBN 978-88-04-58010-2 .
G. Choppin; JO Liljenzin; J. Rydberg. Radiochemistry and Nuclear Chemistry . 3ª ed. (in inglese) Oxford, Butterworth-Heinemann, 2002.
RG Cochran e N. Tsoulfanidis. The Nuclear Fuel Cycle: Analysis and Management . 3ª ed. (in inglese) La Grange Park, ANS, 1999.
IAEA-OECD. Uranium 2003: Resources, Production and Demand (the Red Book) . (in inglese) Bedforshire, Extensa-Turpin, 2003.
International Energy Agency e Nuclear Energy Agency. Projected Costs of Generating Electricity. 2010 Edition . (in inglese) 2010. ISBN 978-92-64-08430-8 . (presentazìone in inglese)
International Nuclear Societies Council. Current Issues in Nuclear Energy, Radioactive Waste . (in inglese) La Grange Park, ANS, 2002.
Cesi Ricerca, Valutazione dei costi di produzione dell'energia elettrica da fonte nucleare, 2006 .
University of Chicago, The Economic Future of Nuclear Power Plants, 2004 .
Massachusetts Institute of Technology, The Future of Nuclear Power plants - An Interdisciplinary MIT Study, 2003 .
World Nuclear Association. The Economics of Nuclear Power, 2006 .
Royal Academy of Engineering, The Costs of Generating Electricity, 2004 .

Voci correlate

Altri progetti

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Wikinotizie contiene notizie di attualità su energia nucleare
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sull' energia nucleare

Collegamenti esterni

( EN ) Energia nucleare / Energia nucleare (altra versione) , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
( EN ) Energia nucleare , su The Encyclopedia of Science Fiction .
( EN ) Opere riguardanti Energia nucleare , su Open Library , Internet Archive .
( EN ) IAEA - Nuclear Power Reactors in the World, 2012 edition ( PDF ), su www-pub.iaea.org .
( EN ) The Nuclear Energy Option , su phyast.pitt.edu .
( EN ) The Economics of Nuclear Power: analysis of recent studies (PDF) ( PDF ), su psiru.org . URL consultato il 31 maggio 2007 (archiviato dall' url originale il 15 aprile 2007) .
( EN ) Web Site del International Nuclear Societies Council , su insc.anl.gov . URL consultato l'11 gennaio 2008 (archiviato dall' url originale il 15 gennaio 2008) .

Controllo di autorità	Thesaurus BNCF 7567 · LCCN ( EN ) sh85092958 · GND ( DE ) 4030318-4 · BNF ( FR ) cb119319753 (data) · NDL ( EN , JA ) 00562391

Portale Chimica

Portale Energia nucleare

Portale Fisica

[1] Energia Nucleare in Italia , su geocities.com . URL consultato il 2 gennaio 2008 (archiviato dall' url originale il 17 ottobre 2007) .

[2] Commissione UE: 'il nucleare non è una fonte rinnovabile'

[3] World Nuclear News, 05 May 2010 , su world-nuclear-news.org . URL consultato il 31 luglio 2012 (archiviato dall' url originale il 1º novembre 2012) .

[4] ( EN ) Nuclear Power in the World Today Archiviato il 12 ottobre 2007 in Internet Archive .

[energisve2010x8-5] Energy in Sweden 2010, Facts and figures Archiviato il 16 ottobre 2013 in Internet Archive . Table 46 Total world energy supply, 1990–2009, Table 53 Global supply of renewable energy, 1990–2008 (TWh)

[6] Sito ufficiale del progetto ITER , su iter.org .

[7] Conferenza di Steven Cowley sull'argomento al TED

[8] ( EN ) Waste Management and Disposal

[9] In arrivo la nuova mini-batteria atomica

[10] OECD e International Atomic Energy Agency (IAEA). Uranium 2009. Resources, Production and Demand. Paperback + Free PDF . (in inglese) OECD Publishing, 2010. ISBN 978-92-64-04789-1 (presentazione) .

[11] Cameco Invests a Further US$5M in the PhosEnergy Process for Uranium Recovery Archiviato il 20 ottobre 2012 in Internet Archive ..

[12] Ricavare uranio dalle centrali a carbone Archiviato il 20 agosto 2011 in Internet Archive ..

[13] Modeling of an adsorption unit packed with amidoxime fiber balls for the recovery of uranium from seawater , DOI : 10.1021/ie00049a028 .

[14] Nuclear Energy Agency - Press Communiqué, 3 June 2008 Uranium resources sufficient to meet projected nuclear energy requirements long into the future Archiviato il 12 settembre 2011 in Internet Archive ..

[15] ( EN ) Essentials of Nuclear Chemistry , pag. 281.

[16] ttp://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Pu.html

[17] Plutonium

[18] NRC: Fact Sheet on Plutonium

[19] Parte seconda del filmato , su cise2007.eu .

[20] ( EN ) approfondimento sulle centrali al torio Archiviato il 25 ottobre 2010 in Internet Archive . da American Scientist .

[21] Il bruciamento delle scorie nucleari: le sfide tecnologiche ei programmi in corso .

[22] Circa 3-4 anni per il carbone, 2 per il metano e 2-3 per quelle ad olio combustibile. Cfr. OECD, Projected costs of generating electricity 2010 .

[23] Jeremy Rifkin, Cinque no al nucleare , L'Espresso n. 34 anno LII, 31 agosto 2006.

[24] Sulle attività estrattive in Francia di uranio .

[25] È noto che negli ultimi anni le materie prime fossili come il petrolio hanno avuto un incremento notevole che ha portato per esempio nel 2005 il costo medio dell'energia elettrica negli Stati Uniti d'America a 5 centesimi di euro al kWh.

[26] Parte seconda del filmato. Così è stato in Italia .

[27] Uranio#Ascesa, stagnazione e nuovo boom dell'estrazione dell'uranio - Costi

[28] Sicurezza nucleare

[29] ( EN ) Economia dell'Energia Nucleare Url controllato il 26-01-2010

[WNA-eco-30] ( EN ) The Economics of Nuclear Power , World Nuclear Association , aprile 2010.

[Uxc-31] Serie storica dei prezzi dell'Uranio a cura della Ux Consulting Company , in dollari correnti e normalizzata rispetto al valore del dollaro nel 2007.

[32] Si noti a tal proposito la somiglianza del grafico precedente con quello relativo al prezzo del petrolio nello stesso periodo, elaborato dal WTRG e normalizzato rispetto al valore del dollaro nel 2006.

[33] Si noti la rapida variazione dei prezzi durante il 2007 nel grafico degli ultimi due anni Archiviato il 20 aprile 2010 in Internet Archive . dal sito citato.

[34] Su tutti i dati e le considerazioni di questo paragrafo, vedi Susan Moran e Anne Raup, La nuova corsa all'uranio spinge i prezzi alle stelle , per The New York Times , ne la Repubblica , 10 aprile 2007, p. VI.

[35] Il prezzo dell'uranio supera i 110 dollari per libbra , su archivionucleare.com , Archivio Nucleare. URL consultato il 27 giugno 2007 .

[EUR-36] Parere del comitato consultivo dell'Agenzia di approvvigionamento Euratom sul Libro verde della Commissione "Verso una strategia europea di sicurezza dell'approvvigionamento energetico" , GU n. C 330 del 24/11/2001 pag. 0015 - 0020

[37] Yucca Mountain, le scorie nucleari sotto al tappeto, Marco Cedolin

[38] IBL, I veri costi del nucleare ( PDF ), su brunoleonimedia.servingfreedom.net . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 5 novembre 2011) .

[39] Malcolm Grimston (December 2005) (PDF). The Importance of Politics to Nuclear New Build. Royal Institute of International Affairs. pp. 34. Retrieved 2006-11-17. Link Archiviato il 5 ottobre 2006 in Internet Archive .

[40] ( EN ) Yangbo Du e John E. Parsons, Update on the Cost of Nuclear Power ( PDF ), su web.mit.edu , Center for Energy and Environmental Policy Research, maggio 2009, 66. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall' url originale il 12 gennaio 2012) .

[41] ( EN ) telegraph.co.uk: Power price rises turn up the heat on consumers Archiviato il 16 maggio 2008 in Internet Archive .

[42] ( EN ) BBC: Germany split over green energy (2005)

[43] Cesi Ricerca, Valutazione dei costi di produzione dell'energia elettrica da fonte nucleare, 2006 [1] ^{[ collegamento interrotto ]}

[44] Link a un Pdf ( PDF ), su brunoleonimedia.servingfreedom.net . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 5 novembre 2011) .

[45] Massachusetts Institute of Technology - The future of nuclear power - 2009 upd.

[46] Home ^{[ collegamento interrotto ]}

[47] ( EN ) Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last? , su www.scientificamerican.com , Scientific American , 20 novembre 2009. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 2 febbraio 2017) .
«the US fleet of nuclear power plants will likely run for another 50 or even 70 years before it is retired -- long past the 40-year life span planned decades ago» .

[48] Paul Voosen, How Long Can a Nuclear Reactor Last? , su scientificamerican.com .
«Already, more than half of the nation's more than 100 reactors have seen their initial licenses extended for an additional two decades. Nearly all the country's plants are expected to eventually win such extensions.» .

[49] ( EN ) Peter Behr, How Long Can Nuclear Reactors Last? , su www.scientificamerican.com , Scientific American , 20 settembre 2010. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 20 settembre 2016) .
«We have not identified any technical issue which we would consider to be a showstopper» .

[50] ( EN ) Subsequent License Renewal , su www.nrc.gov , Nuclear Regulatory Commission. URL consultato il 26 gennaio 2018 ( archiviato il 21 gennaio 2018) .
«The Nuclear Regulatory Commission (NRC) staff has defined subsequent license renewal (SLR) to be the period of extended operation from 60 years to 80 years.» .

[51] ( EN ) EPR™ reactor: the very high power reactor (1,650 MWe) , su www.new.areva.com , AREVA , 2013. URL consultato il 26 gennaio 2018 (archiviato dall' url originale il 18 gennaio 2018) .
«Service life: 60 years» .

[energy-52] ( EN ) Energy Analysis of Power Systems

[53] ( EN ) world-nuclear.org: The Economics of Nuclear Power (2006) Archiviato il 2 gennaio 2010 in Internet Archive .

[54] ( EN ) externe.info: External costs for electricity production in the EU Archiviato il 20 luglio 2006 in Internet Archive .. Lo studio non considera i costi di smaltimento degli impianti e delle scorie, perché già integrati nel costo dell'energia.

[55] Si veda per esempio la legge statunitense Price-Anderson sui risarcimenti dell'industria nucleare: Price-Anderson Nuclear Industries Indemnity Act .

[56] Ritornare al nucleare: come e perché

[57] CHICAGO BLOG » Senza nucleare il futuro non è “Zero Emission” , su chicago-blog.it . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 4 marzo 2011) .

[58] Marcegaglia: "Abbiamo bisogno del nucleare, auspichiamo STOP sia temporaneo" | Il Sito di Firenze

[59] ( EN ) Jeffrey R. Paine, "Will Nuclear Power Pay for Itself?", The Social Science Journal, vol. 33, n. 4, pp. 459-473, 1996.

[60] Unit Capability Factor , su iaea.org .

[gp07mag-61] Greenpeace, I costi economici del nucleare , maggio 2007.

[62] Bjørn Lomborg, L'ambientalista scettico

[63] "Projected Costs of Generating Electricity" - 2010 Edition .

[64] MidAmerican drops Idaho nuclear project due to cost , su reuters.com .

[65] Ameren nuclear bill likely dead , su bizjournals.com .

[66] CHICAGO BLOG » Zapatero, il nucleare e il nimbysmo de' noantri

[67] William Domenichini, Černobyl'– Fukushima, solo andata , in Informazionesostenibile.info . URL consultato il 30 luglio 2011 (archiviato dall' url originale il 3 novembre 2011) .

[68] River use banned after French uranium leak , su guardian.co.uk . URL consultato il 10 luglio 2008 .

[69] Warning over French uranium leak , su news.bbc.co.uk .

[70] Nuclear Power Reactors in the World (RDS-2)

[71] Annuario dei dati ambientali Edizione 2007 ^{[ collegamento interrotto ]} - cap. 11 "radiazioni ionizzanti" - Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i Servizi Tecnici del Ministero dell'ambiente e del territorio .

[72] La Radioattività - Introduzione

[73] ttp://www.ilfattoquotidiano.it/2011/03/25/leggende-nucleari-tutta-la-verita-sulfabbisogno-energetico-nazionale/100027/

[74] r.org: Campaign for Nuclear Phaseout, Nuclear power is not a solution to climate change

[75] Studio del 2002 , su inderscience.com .

[76] Greenhouse gas emissions from power generation

[77] Waste Management in the Nuclear Fuel Cycle , su world-nuclear.org .

[78] La Nuova Ecologia n. 4 anno XXVI, aprile 2006.

[79] Link ^{[ collegamento interrotto ]}

[autogenerato1-80] Link ^{[ collegamento interrotto ]}

[81] Link ^{[ collegamento interrotto ]}

[82] Link ^{[ collegamento interrotto ]}

[83] Jeremy Rifkin. Cinque no al nucleare , L'Espresso , n. 34, anno LII, 31 agosto 2006.

[84] ( EN ) Claudia Spix, Sven Schmiedel e Peter Kaatsch, Case–control study on childhood cancer in the vicinity of nuclear power plants in Germany 1980–2003 , in European Journal of Cancer , vol. 44, n. 2, 2008-01, pp. 275–284, DOI : 10.1016/j.ejca.2007.10.024 . URL consultato il 5 giugno 2018 .

[85] ( EN ) http://www.ccnr.org/browns_ferry.html

[86] Per una lista sintetica degli incidenti meglio noti si veda qui Archiviato il 20 ottobre 2008 in Internet Archive ..

[87] ttp://www.externe.info

[88] Health risks associated with electricity production Archiviato il 27 settembre 2007 in Internet Archive .

[89] Blog statunitense "next big future" , su nextbigfuture.com . URL consultato il 3 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 24 luglio 2015) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]

[74]

[75]

[76]

[77]

[78]

[79]

[80]

[81]

[82]

[83]

[84]

[85]

[86]

[87]

[88]

[89]