I reattori a sali fusi (Molten Salt Reactors, MSR) sono una tipologia di reattore avanzato (cosiddetto di IV generazione). Sebbene il concetto non sia nuovo, gli MSR hanno attirato rinnovata attenzione dall’industria nucleare in concomitanza con l’affacciarsi sulla scena dei reattori modulari di piccola taglia (SMR).

Questi reattori infatti, pur annoverando alcune caratteristiche più che desiderabili, non hanno mai sfondato sulla scena della produzione di energia elettrica, in particolare per l’incertezza regolatoria e per difficoltà nell’instaurare la filiera di alcune componenti specifiche.

L’incertezza regolatoria è anche dovuta ad alcune criticità dell’utilizzo di combustibile liquido anche dal punto di vista della proliferazione, ovvero dl possibile uso del combustibile nucleare per scopi bellici.

I principali punti forti di un MSR sarebbero l’efficienza e la sicurezza: il reattore opererebbe a temperature molto più elevate dei reattori tradizionali, consentendo la produzione, oltre che di maggiore energia elettrica per unità di potenza termica, anche di calore industriale utilizzabile per svariati processi. Di contro, la pressione di operatività del reattore sarebbe più bassa, riducendo di molto il rischio di esplosioni chimiche in caso di incidente e quindi limitando le possibilità di dispersione di radionuclidi in atmosfera in situazioni incidentali. Inoltre, molti concetti di MSR presenterebbero la caratteristica per cui il combustibile si espande all’aumentare della temperatura, divenendo meno reattivo e quindi stabile in caso di situazioni incidentali: questa automodulazione della potenza è una caratteristica molto appetibile anche per inserire il reattore in reti con presenza di energia rinnovabile intermittente che quindi richiedono capacità di bilanciamento del carico (Ioad following). Un’altra caratteristica di sicurezza sarebbe la presenza di un “tappo” termosensibile che in caso di temperature troppo elevate si apre automaticamente facendo drenare tutto il combustibile in dei serbatoi sub-critici dove la reazione di fissione si estingue.

Ancora, i reattori a sali fusi possono in principio usare combustibile di provenienza diversa, non solo uranio ma anche torio fertile (ovvero capace di produrre U-233) e prodotti transuranici quali quelli presenti nel combustibile esausto (spent nuclear fuel) dei reattori tradizionali, caratteristica questa che li renderebbe potenzialmente più economici e anche in grado di contribuire al riciclaggio dei rifiuti nucleari prodotti da altre tipologie di reattore, riducendone quindi la radioattività a lungo termine e le difficoltà di stoccaggio ad essi connessi.

L’economicità di questi reattori è pero l’aspetto più controverso: se da un lato le caratteristiche sopra menzionate, unitamente alla caratteristica del combustibile fuso (che dunque non richiede assemblaggio) sono un potenziale vantaggio economico, d’altro canto alcune complessità intrinseche e ancora irrisolte, come l’elevata corrosione che si sviluppa nei materiali e le costose operazioni di manutenzione della parte chimica dell’impianto, che tuttavia è radioattiva costituiscono l’altra faccia della medaglia capace di vanificare ogni vantaggio e zavorrare questa tecnologia.

Il primo MSR commerciale potrebbe vedere la luce in Cina: la tigre asiatica lavoro ad un reattore a sali fusi alimentato a torio dal 2011 ed il reattore dimostrativo (100 MW) dovrebbe entrare in funzione nel 2024. Sul fronte invece dei reattori modulari a sali fusi, è invece la canadese Terrestrial Energy ad essere allo stadio più avanzato, ovvero quello di pre-licensing presso l’autorità nucleare canadese per il suo IMSR. La costruzione del primo reattore potrebbe avvenire entro il 2025.

Diagramma di funzionamento dell’IMSR (foto Terrestrial Energy)

Per approfondire:

https://www.iaea.org/topics/molten-salt-reactors

https://whatisnuclear.com/msr.html

https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/molten-salt-reactors.aspx