Nel corso degli anni, il settore nucleare ha incontrato diverse difficoltà, come costi esorbitanti e la sfiducia del pubblico a seguito di catastrofi come Chernobyl e Fukushima. Tuttavia, ad aprile 2025, i reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) si sono dimostrati promettenti come soluzione. Questi piccoli dispositivi nucleari mirano a risolvere numerosi problemi dei reattori convenzionali. Con 440 reattori operativi e una capacità nucleare globale di circa 390 GWe , la spinta alla decarbonizzazione sta riaccendendo l'interesse per l'energia nucleare. Inoltre, l' AIEA riporta che 19 paesi stanno sviluppando oltre 80 progetti di SMR . Questo articolo esamina il potenziale, i vantaggi, gli svantaggi e le future applicazioni degli SMR nel settore energetico.

Cosa sono i piccoli reattori modulari?

I reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) sono reattori a fissione nucleare progettati per essere significativamente più piccoli dei reattori tradizionali, con potenze che in genere vanno da 5 a 300 megawatt elettrici (MWe) per unità, circa un terzo o meno della capacità delle centrali nucleari convenzionali , che spesso superano i 1,000 MWe. A differenza delle loro controparti più grandi, gli SMR sono costruiti con la modularità in mente, il che significa che i loro componenti possono essere fabbricati in fabbrica e spediti in loco per l'assemblaggio. Questo approccio si contrappone alla costruzione su misura e in loco dei reattori tradizionali, che spesso comporta ritardi e sforamenti dei costi.

I progetti dei reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) variano ampiamente, dai reattori ad acqua pressurizzata (PWR), il tipo più comune attualmente in uso, ai concetti avanzati di quarta generazione come i reattori a sali fusi e i reattori raffreddati a gas. Alcuni SMR sono addirittura progettati per scopi diversi dalla produzione di energia elettrica, come la desalinizzazione o il riscaldamento industriale, misurato in megawatt termici (MWt) . Le loro dimensioni ridotte e la loro flessibilità li rendono un'opzione promettente per una vasta gamma di applicazioni, suscitando un rinnovato interesse per l'energia nucleare come fonte energetica a basse emissioni di carbonio.

La promessa dei piccoli reattori modulari

Gli ostacoli finanziari che le tipiche centrali nucleari, che spesso costano oltre 10 miliardi di dollari e richiedono più di dieci anni per essere completate, potrebbero essere attenuati con l'utilizzo di piccoli reattori modulari. Ad esempio, l'espansione dell'impianto di Vogtle in Georgia è passata da un costo iniziale di 14 miliardi di dollari a oltre 35 miliardi di dollari entro il 2024. Grazie alla produzione di massa e alle economie di scala, gli SMR possono potenzialmente ridurre i costi a 3,000-5,000 dollari per kilowatt, rispetto ai 10,000 dollari dei reattori più grandi. L'architettura modulare di questi sistemi consente di aumentare gradualmente la produzione di energia, a vantaggio delle aziende di servizi pubblici che non sono in grado di mantenere grandi centrali elettriche o di quelle che devono gestire un aumento della domanda di elettricità.

La sicurezza è uno dei principali vantaggi offerti dai reattori modulari compatti. La loro caratteristica distintiva è che, in caso di emergenza, il loro funzionamento si basa sulla forza di gravità anziché su sistemi automatizzati o sull'intervento umano. Diverse configurazioni sfruttano misure di sicurezza passive. Nel 2022, ad esempio, la NRC ha approvato il sistema di autoraffreddamento di NuScale Power, che può funzionare in sicurezza senza alimentazione esterna per un massimo di 30 giorni durante un arresto . I reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) hanno dimensioni del nocciolo ridotte, il che diminuisce la quantità di sostanze radioattive, minimizzando così l'entità del disastro e ripristinando la fiducia del pubblico nell'energia nucleare.

I piccoli reattori modulari (SMR) consentono la produzione di energia elettrica in insediamenti rurali e siti industriali, nonché in luoghi con reti elettriche più piccole, poiché in tali contesti risultano più efficienti dei reattori di grandi dimensioni. In Canada, Ontario Power Generation intende sostituire le obsolete centrali a combustibili fossili con SMR entro il 2029, al fine di fornire energia pulita alle regioni settentrionali del Paese. Google e Microsoft stanno studiando l'utilizzo di piccoli reattori modulari (SMR) per alimentare i data center ad alto consumo energetico.

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Progressi attuali ed esempi concreti

Russia e Cina possiedono di gran lunga i due SMR (Small Modular Reactor) più attivi. Nel remoto villaggio di Pevek, la centrale nucleare galleggiante russa Akademik Lomonosov, dotata di due SMR da 35 MWe , fornisce energia elettrica e termica dal 2020. Per dimostrare la fattibilità di progetti all'avanguardia, la Cina ha collegato alla rete nel 2021 il suo HTR-PM, un SMR raffreddato a gas ad alta temperatura da 210 MW . Questi progetti innovativi dimostrano che gli SMR possono avere successo, ma permangono problemi legati alla loro diffusione su scala internazionale.

Un forte sostegno federale è stato dimostrato nel marzo 2025, quando il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha ripubblicato un bando da 900 milioni di dollari per supportare lo sviluppo di un massimo di due reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) ad acqua leggera di ultima generazione. Holtec International intende realizzare due SMR da 300 MWe ciascuno presso l'impianto di Palisades, in Michigan, entro il 2030 , mentre NuScale Power sta cercando di costruire il primo SMR di dimensioni commerciali in Idaho, con 77 MWe per modulo. Come risultato di tutti questi sviluppi, è probabile che i piccoli reattori modulari diventeranno una componente sempre più importante del mix energetico degli Stati Uniti, molto presto.

Le sfide affrontate

Sebbene potenzialmente fattibili, non è ancora chiaro se i piccoli reattori modulari (SMR) siano effettivamente realizzabili. A causa di infrastrutture di approvvigionamento inadeguate o del costo elevato di alcune materie prime, l'ottimismo che inizialmente accompagnava le previsioni non può più essere utilizzato per giustificare le spese elevate. Secondo un rapporto IDTechEx del 2023 , gli SMR potrebbero fornire solo il 2% dell'elettricità globale entro il 2043, il che suggerisce un tasso di adozione più lento di quanto previsto dai sostenitori. Affinché gli SMR possano competere con le fonti di energia rinnovabile come il solare e l'eolico, i cui prezzi sono scesi a 30-50 dollari per megawattora, sono necessari investimenti significativi e una maggiore standardizzazione.

La regolamentazione continua a complicare le cose per i piccoli reattori modulari, poiché occorrono diversi anni prima che un nuovo progetto superi le esaustive ispezioni di sicurezza e le procedure di autorizzazione. Sebbene il progetto di NuScale abbia ricevuto l'approvazione della NRC, altri sviluppatori dovranno comunque affrontare sfide simili. Nel 2022, l'AIEA ha avviato l'Iniziativa di armonizzazione e standardizzazione nucleare per promuovere iniziative di standardizzazione a livello globale che dovrebbero facilitare e accelerare la realizzazione di progetti nucleari.

La popolazione non ha ancora accettato pienamente questa soluzione. Le caratteristiche di maggiore sicurezza degli SMR non possono eliminare gli effetti persistenti causati da incidenti nucleari storici. Inoltre, la gestione dei rifiuti radioattivi è ancora problematica, sebbene gli SMR generino meno rifiuti per unità di energia elettrica rispetto ai grandi reattori. È complicato raccontare la storia degli SMR come eroi dell'energia pulita, poiché i depositi geologici profondi e altre soluzioni sono ancora oggetto di dibattito in molte nazioni.

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Conclusione

Nel settore nucleare, i piccoli reattori modulari rappresentano un traguardo significativo grazie alla loro sicurezza, flessibilità e ai possibili risparmi sui costi rispetto ai reattori tradizionali. Gli esempi operativi in ​​Cina e Russia, insieme ai progetti negli Stati Uniti e in altri paesi, dimostrano la crescente popolarità degli SMR. Tuttavia, per il loro successo, è necessario risolvere questioni economiche, legali e sociali. Gli SMR potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nell'iniziativa globale di decarbonizzazione.

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