#07Cosa indica la suddivisione in generazioni dei reattori?
È una suddivisione in base alle caratteristiche salienti dei vari reattori al momento della sua costruzione. La “generazione” (abbreviata “gen”) indica una categorizzazione per quanto riguarda l’efficienza dei reattori, i sistemi di sicurezza e struttura della centrale. Reattori di una stessa generazione sono similari sotto questi aspetti, anche se due reattori della stessa generazione e tipologia possono avere differenze interne molto significative.
Ad esempio, i primi 3 reattori italiani erano tutti prototipi della I gen, ma successivamente con varie modifiche ai sistemi di controllo, efficienza energetiche del combustibile e dei sistemi di sicurezza, non erano più propriamente dei reattori di I gen ma nemmeno considerabili reattori di II gen. Da ciò un esempio per dire che la suddivisione è solo concettuale ma non effettiva, e nemmeno la tecnologia di un singolo reattore è statica nel corso del tempo.
Gli odierni reattori di II generazione che sono in costruzione in Brasile ed Argentina, ad esempio, sono notevolmente differenti rispetto a reattori di II generazione degli anni ’70 loro omologhi ma non possiedono le più sofisticate misure di sicurezza tipiche delle centrali definite di III gen.
I reattori KONVOI tedeschi e gli N4 francesi che sono i “genitori” degli EPR, sono stati costruiti solo pochi anni fa ma sono stati categorizzata di II gen, il frutto di quei prodotti invece è di III+, molti dei sistemi sono similari (essendone evoluzioni), altri sono nuovi o differenti, ed è il connubio fra novità ed evoluzione che permette ai moderni reattori di essere classificati III+.
I reattori di Ia generazione sono i primi frutti degli studi di Fermi sulle reazioni nucleari autosostenute per la produzione di elettricità, prodotti nel dopoguerra (anni ’50-’60) e, dato il carattere sperimentale, con drastiche differenze fra un impianto e l’altro. I reattori di tipo Magnox sono fra i più conosciuti, sviluppati dagli inglesi utilizzano uranio non arricchito e un ciclo di calore che sfrutta anidride carbonica a discrete pressioni. Due di questi reattori sono ancora in funzione in questo momento (previsto lo spegnimento a Giugno 2011 e 2012).

I reattori di IIa generazione mettono a frutto l’esperienza di progettazione maturata con le infinite variazioni apportate ai progetti originali dei reattori di Ia generazione. La comunità sceglie prevalentemente reattori che utilizzano acqua “leggera” (non con deuterio) per il ciclo di raffreddamento (BWR e PWR), onde evitare complicazioni e incrementare la sicurezza, anche se non mancano tentativi in altre direzioni (CANDU, ad acqua pesante, e AGR, ad anidride carbonica). Sempre per ottimizzare il rendimento e minimizzare i rischi viene utilizzato quasi sempre uranio arricchito. Sistemi di controllo attivi (che intervengono in seguito ad attivazione) ausiliari, automatici e ridondanti (cicli di raffreddamento, inserimento di veleni neutronici…etc…) migliorano la sicurezza anche se in circostanze eccezionali potrebbero non riuscire a intervenire. Ad oggi la maggior parte dei reattori funzionante sono di IIa generazione, e vengono costruiti anche tutt’ora nei paesi in via di sviluppo come Cina e Brasile. A volte vengono definiti reattori generazione II+ queste tipologie di reattori costruiti odiernamente, e quindi che includono sistemi di sicurezza e gestione più sofisticati.

I reattori di IIIa generazione sono caratterizzati dalla presenza di sistemi di controllo passivi (presenti in scarse quantità in precedenza, e presenti ad esempio in modo massiccio negli AP1000, il nome infatti significa Advanced Passive da 1000MWe) come ad esempio il core catcher (una “vasca” in cui si va a raffreddare il nocciolo dopo un eventuale fusione totale del nocciolo). Inoltre particolare attenzione si è posta su misure anti-terrorismo rendendo gli ultimi modelli di terza generazione (la cosiddetta generazione III+) resistenti anche ad attacchi aerei e bombardamenti. Questo rende i progetti di III generazione molto differenti rispetto ai precedenti sul piano della sicurezza, anche se non vengono introdotte particolari rivoluzioni per quanto riguarda l’elettrogenerazione se non generali modifiche volte al perfezionamento del ciclo energetico e al miglioramento dell’efficienza e della durata dell’impianto, diminuendo la quantità delle scorie di rifiuto. I primi sono stati costruiti in Giappone nel ’96 ed è la tipologia di impianti che vengono attualmente presi in considerazione dalle potenze mondiali.

I reattori di IVa generazione invece sono ad uno stadio ancora sperimentale ed attualmente puntano a rivoluzionare completamente il sistema di elettrogenerazione proponendo nuovi tipi di cicli di raffreddamento (ad esempio con Sodio liquido) o carburanti (come il Torio) o concetti completamente nuovi (come la costruzione di “mini” impianti da pochi MW installabili e riciclabili in blocco). Purtroppo ognuna di queste innovative soluzioni presenta ancora problemi che con la tecnologia odierna non possono essere risolti, almeno non in modo economicamente efficace, quindi difficile stabilire una previsione sulla disponibilità di questi impianti ma difficilmente sarà, per i primi esemplari, prima di una decina di anni.

[Cf. World Nuclear Association per un approfondimento sulla III Gen]
[Cf. Powermag per un approfondimento sulla IV Gen]