ASSOCIAZIONE ITALIANA NUCLEARE
Associazione tecnico-scientifica no-profit dotata di personalità giuridica
Membro per l'Italia del Forum Atomico Europeo (FORATOM) e della European Nuclear Society (ENS) 

2.6 Evoluzione della tecnologia nucleare

2.6.1 L'evoluzione storica

L'evoluzione della tecnologia nucleare ha portato al succedersi di diverse generazioni di impianti nucleari.

	Le centrali nucleari della prima generazione sono sorte tra la fine anni Cinquanta e l’inizio anni Sessanta. Si tratta in genere di prototipi caratterizzati da  una  potenza ridotta (200 MWe) e da caratteristiche di sicurezza ampiamente superate dalle concezioni successive. Per questo hanno subito nei decenni numerosi interventi di adeguamento alle norme di sicurezza più recenti. Esempi di centrali della prima generazione sono dati in Italia dalle centrali di Trino (Vercelli), Borgo Sabotino (LT) e Garigliano (Sessa Aurunca, CE), equipaggiate rispettivamente con un reattore PWR Westinghouse, un reattore GCR Magnox e un reattore BWR General Electric.
	Le centrali della seconda generazione hanno dato luogo al "boom" nucleare degli anni Settanta e Ottanta. Si tratta di impianti evoluti caratterizzati da una potenza di 600 - 1.000 MWe.  Le caratteristiche di sicurezza sono fondate sull'analisi probabilistica sviluppata all'inizio degli anni Settanta.  Anche queste centrali hanno subito nel corso degli anni interventi di adeguamento alle norme di sicurezza più recenti.  Un esempio di centrale della seconda generazione è dato dalla centrale italiana di Caorso (PC), equipaggiata con un reattore BWR General Electric.
	Le centrali nucleari della terza generazione sono state realizzate negli anni Novanta sulla base dell'esperienza di esercizio maturata con gli impianti della prima e della seconda generazione. Sono caratterizzate da una potenza di 1.000-1.400 MWe e da un ulteriore sostanziale miglioramento dei livelli di sicurezza rispetto alle generazioni precedenti. Nella progettazione sono presi in considerazione anche incidenti limite, quali la fusione del nocciolo, e provvedimenti atti a minimizzarne le conseguenze. Un esempio di impianto nucleare della terza generazione è dato dal reattore ABWR della General Electric, che equipaggia attualmente le unità n. 6 e 7 della centrale di Kashiwazaki (Giappone).

2.6.2 I reattori della terza generazione avanzata

Nella prima metà degli anni Novanta è iniziato negli USA e in Europa lo sviluppo dei reattori della terza generazione secondo linee evolutive che tendono a privilegiare caratteristiche quali

―  la semplificazione impiantistica 

―  la modularità costruttiva e la riduzione dei tempi di costruzione

―  il miglioramento dell'efficienza complessiva dell'impianto e dello sfruttamento del combustibile

―  la riduzione della produzione di rifiuti radioattivi

―  l'aumento dell'inerzia e delle caratteristiche di modulazione dell'impianto

―  l'adozione di sistemi di sicurezza di tipo passivo

―  la capacità di controllare incidenti severi, quali la fusione del nocciolo, senza conseguenze all'esterno dell'impianto

I progetti di impianti della terza generazione avanzata giunti allo stadio industriale sono attualmente due: l'EPR (Areva-Siemens) e l'AP1000 (Toshiba-Westinghouse).

L'impianto AP1000, caratterizzato da una potenza di 1.000-1.250 MWe, è basato su una drastica semplificazione impiantistica e su un esteso ricorso a sistemi di sicurezza di tipo passivo.  Ha ricevuto la certificazione finale di sicurezza negli USA ed è in corso di certificazione nel Regno Unito.  Due impianti AP1000 sono attualmente in costruzione in Cina e altri quattordici reattori sono in opzione da parte di alcune utilities statunitensi.

L'impianto EPR, caratterizzato da una potenza di 1.650 MWe, è stato sviluppato nel quadro di un’iniziativa di cooperazione franco-tedesca.   Ha ricevuto la certificazione finale di sicurezza in Francia e in Germania ed è attualmente in fase di certificazione negli USA e nel Regno Unito.  Due reattori EPR sono attualmente in costruzione in Europa a Olkiluoto (Finlandia) e Flamanville (Francia).  Altri due reattori di questo tipo sono in costruzione in Cina e altri cinque saranno realizzati in Francia entro il 2020.

2.6.3 Le attività di ricerca e sviluppo in corso

Il miglioramento della tecnologia, dell’efficienza e della sicurezza dei reattori procede tuttora a livello internazionale con obiettivi di breve, medio e lungo termine.

―   Gli obiettivi a breve termine (0-5 anni)riguardano la realizzazione di reattori di terza generazione avanzata, la cui concezione punta a valorizzare al massimo l’esperienza industriale dei reattori di III generazione attualmente in esercizio attraverso l’adozione di configurazioni impiantistiche finalizzate ad aumentare la sicurezza, a migliorare lo sfruttamento del combustibile, a migliorare l’efficienza e ad allungare la vita media degli impianti. I reattori di questo tipo comprendono impianti già offerti sul mercato internazionale, come l’EPR (Areva-Siemens) e l’AP1000 (Toshiba-Westinghouse).

―   Gli obiettivi a medio termine (5-10 anni) sono oggetto dell’iniziativa Global Nuclear Energy Partnership (GNEP) finalizzata allo sviluppo a medio termine di reattori multiscopo di piccola taglia esportabili nei paesi emergenti e con ciclo del combustibile gestito centralmente dal paese esportatore, al fine di garantire la sicurezza ed evitare ogni rischio di proliferazione nucleare. All’iniziativa GNEP hanno finora aderito una ventina  di paesi, fra i quali l’Italia. L’ONU ha offerto di sovrintendere e controllare, attraverso l’IAEA, la correttezza degli scambi al fine di prevenire impieghi distorti e proliferanti del nucleare.

―   Gli obiettivi a lungo termine (20-25 anni) sono oggetto dell’iniziativa  Generation IV International Forum (GIF) finalizzata allo sviluppo di reattori di quarta generazione in grado di migliorare lo sfruttamento del combustibile (si tratta essenzialmente di reattori veloci, in grado di utilizzare l’uranio 238), aumentare il rendimento degli impianti (reattori ad alta temperatura) e ridurre la produzione di scorie ad alta attività (separazione e trasmutazione delle scorie mediante irraggiamento negli stessi reattori). All’iniziativa GIF hanno finora aderito dodici paesi, oltre all’Euratom. L’investimento totale a preventivo per lo sviluppo dell’iniziativa GIF è attualmente stimato in 6 miliardi di euro.