I .: energia nucleare, come il ragazzodella casa accanto, sembra cre- sca di notte: che sia ormai mag-giorenne è indiscutibile.

Negli ultimi due anni, circa la metàdi tutti i nuovi impianti di potenza com-missionati dalle società elettriche degliStati Uniti è di tipo nucleare. Più di 50grandi unità nucleari, che rappresen-tano un impegno finanziario di 7 mi-liardi di dollari, sono in costruzione oattendono che sia dato il via ai lavori.La loro potenza totale supera i 40 mi-lioni di chilowatt ed è pari a quella ditutti gli impianti elettrici in funzionenegli USA all'inizio della seconda guer-ra mondiale.

E anche indiscutibile che la maturitàsia giunta rapidamente. La prima cen-trale elettronucleare di grande potenza,un'installazione di 428 000 chilowatt aSan Onofre in California, ottenne ilpermesso di costruzione soltanto il 24febbraio 1964 e gli annunci di progettinucleari commerciali cominciarono amoltiplicarsi solo nell'autunno del 1965.Già, però, nell'estate del 1966 l'energianucleare si affiancava all'energia pro-dotta da combustibile fossile nel merca-to dell'elettricità. Strano a dirsi, nessu-no, neppure il più ottimista costruttoredi reattori, si attendeva un ingresso nelmercato cosí rapido e decisivo.

Tutto questo non significa però chel'energia nucleare non abbia avuto ado-lescenza: molto spesso i suoi progressisembrarono irregolari e penosamentelenti, molte volte gli amici e i vicini(soprattutto l'ambiente finanziario) pen-sarono che il ragazzo della casa accantonon sarebbe mai cresciuto. Questa brevestoria dello sviluppo dell'energia nu-cleare negli Stati Uniti chiarirà i motividelle incertezze e aiuterà a porre in unaprospettiva migliore ciò che è accadutorecentemente. Per maggior chiarezza,la storia è divisa in cinque periodi di-stinti, che possono essere considerati

come le parti di una commedia : unPrologo (1942-1947), un Atto I (1948-1953), un Atto 11 (1954-1962), un At-to III (1963-1967) e un Epilogo (il pre-sente).

A stretto rigore, gli anni dal 1942al 1947 sono anteriori allo sviluppo

dell'energia nucleare; in quest'epoca in-fatti l'attenzione si accentrò sulla bom-ba atomica con la quasi completa esclu-sione di tutte le altre possibili applica-zioni dell'energia nucleare. Vi sono pe-rò parecchie ragioni per includere nelnostro esame anche questo periodo.

Il 1942 fu infatti l'anno del primoreattore nucleare, o « pila », come eraallora chiamato. Il mucchio di mattonidi uranio e di grafite, messo assieme daEnrico Fermi e dai suoi collaboratorinella famosa palestra dell'Università diChicago, era uno strumento primitivorispetto ai modelli attuali ed aveva illimitato obiettivo di dimostrare che una« reazione nucleare a catena » potevaessere innescata, regolata a piacere earrestata. La pila funzionava a tempe-ratura ambiente e praticamente a po-tenza zero; i pochi watt di calore pro-dotti erano dissipati nell'aria circostantee non vi era refrigerante.

I reattori costruiti subito dopo adHanford, nello stato di Washington, perprodurre il plutonio necessario alla pro-duzione delle prime bombe atomichestatunitensi (operazione che ebbe il no-me convenzionale di progetto Manhat-tan), funzionavano a una temperaturache potremmo dire tiepida, ma eranoanche i primi reattori raffreddati ad ac-qua. L'acqua, tratta dal fiume Colum-bia, passava una sola volta nel core onocciolo del reattore e veniva scaricatain una vasca : non vi era ricircolazione.

Durante il progetto Manhattan ven-nero eseguiti alcuni esperimenti sui si-stemi di raffreddamento a ricircolazio-ne in piccoli reattori sperimentali, ma

anche in questo caso le temperatureerano molto basse. I principi della pro-gettazione di reattori capaci di funzio-nare a temperature sufficientemente alteper le applicazioni di potenza erano stu-diati solo saltuariamente e compatibil-mente con gli impegni militari; si puòinfatti affermare che la massima partedel lavoro di sviluppo di queste ideeebbe inizio solo quando il progettoManhattan fu terminato.

Quando la Commissione civile perl'Energia Atomica (AEC) assunse nel1947 la direzione del programma ato-mico nazionale, si trovò a dover stabi-lire le strade da intraprendere per losviluppo dei reattori. Dopo aver rac-colto l'eredità della tecnologia dei reat-tori a bassa temperatura, l'AEC analiz-zò il lavoro frammentario allora in attoin modo da poter fare dei piani peruno sforzo più sistematico. Nel 1948l'AEC fu pronta ad iniziare il suo pro-gramma e formò una Divisione Svilup-po Reattori per portarlo avanti: il Pro-logo era finito.

Durante il periodo dal 1948 al 1953furono posti i fondamenti della tec-

nologia dei reattori di potenza per usidiversi, furono sviluppati i reattori perla propulsione navale e, infine, emersecome obiettivo prioritario lo sviluppo direattori adatti alla produzione di ener-gia elettrica.

La strategia dell'AEC nello sviluppodei reattori fu quella di attaccare sumolti fronti. Un fronte interessava ilprogresso delle conoscenze di base : ladeterminazione delle costanti fisichefondamentali; le ricerche sulle proprietàdei vari combustibili, dei refrigeranti edegli altri materiali per reattori; glistudi sugli scambi di calore, ed altri an-cora. Come parte di questo lavoro, no-tevole sforzo fu dedicato alla progetta-zione di apparecchiature ausiliarie perla ricerca e la prova dei materiali.

Il secondo fronte, quello che ebbe imaggiori sostegni finanziari, fu lo svi-luppo di reattori per propulsione sotto-marina e aerea. Durante questo periodovennero costruiti con successo due di-versi prototipi di reattori per sottoma-rini, uno raffreddato con acqua pressu-rizzata e l'altro con sodio liquido, efu anche commissionato il Nautilus (cheimpiegava il primo sistema). Il proble-ma più difficile della propulsione aereanon fu risolto, in parte per l'impossibi-lità di cambiare le richieste e le prioritàmilitari, e il progetto fu in seguito ab-bandonato.

Il terzo fronte del programma di svi-luppo dei reattori dell'AEC fu lo studiodi reattori da impiegarsi nelle centraliproduttrici di energia elettrica. Vennestudiato un gran numero di principi diprogettazione e vennero costruite appa-recchiature sperimentali per valutare lepossibilità relative di molte fra le ideepiù promettenti. Tra queste ultime vierano i sistemi ad acqua pressurizzatae ad acqua bollente oggi comunementeusati dalle società elettroproduttrici; unsistema raffreddato a sodio e moderatoa grafite; un sistema raffreddato e mo-derato con composti organici e un si-stema che impiegava un combustibilefluido circolante.

In questo periodo, la tecnologia deireattori di potenza sia civili sia mili-tari era coperta dal segreto: l'accessoad essa era ristretto agli « addetti ailavori ». Solo le ditte industriali che la-voravano per conto dell'AEC potevanoseguire i risultati degli esperimenti suireattori, ma anche in questo caso l'ac-cesso alle informazioni era limitato esettoriale. Per la maggior parte delle in-dustrie, comprese quelle dell'elettricità,l'energia nucleare era una stanza chiusa.

Naturalmente cominciò ad aumenta-re la curiosità sul contenuto della stanzachiusa, curiosità che fu soddisfatta perla prima volta nel 1952 quando gruppidi industrie qualificate ebbero limitatoaccesso ai dati segreti per valutare leprospettive economiche dell'energia nu-cleare. Nel 1952 e nel 1953 vi furonomolti studi su questo argomento e ilresponso fu che, se si attribuiva un va-lore militare al sottoprodotto plutonio,gli impianti nucleari di potenza avreb-bero presumibilmente prodotto energiaelettrica al costo di circa sette millesimidi dollaro (miti) al chilowattora. Il co-sto dell'energia elettrica prodotta dallecentrali termiche convenzionali variavaallora da 5 a 10 mill al chilowattoracon una media di circa 7 mill : almenosulla carta, l'energia nucleare promette-va applicazioni immediate. Le leggi sul-l'energia atomica allora vigenti proibi-

vano però ai privati la proprietà di reat-tori di potenza, rendendo quindi im-possibile all'iniziativa privata lo svilup-po dell'energia nucleare.

Nella primavera del 1953 Gordon E.Dean, presidente dell'AEC, si presentòal Comitato misto per l'energia atomi-ca del Congresso (Joint Committee, co-stituito da senatori e deputati) e sotto-lineò che lo sviluppo dell'energia nu-cleare per l'impiego nelle centrali elet-triche doveva essere riconosciuto obiet-tivo d'importanza nazionale e che leleggi dovevano essere cambiate perconsentire all'iniziativa privata di inse-rirsi nel settore. Poco dopo, nello stessoanno, il presidente Eisenhower, parlan-do alle Nazioni Unite, richiese la coo-perazione internazionale per lo sviluppodell'energia nucleare e degli altri im-pieghi pacifici dell'energia atomica, eper la creazione di un sistema interna-zionale di controllo fondato sulla ga-ranzia di ispezioni in loco per evitare ilcattivo uso dei materiali e delle appa-recchiature. Un importante fattore nelprogramma « Atomi per la Pace » fu lasperanza che esso potesse favorire ilnegoziato per un efficiente controllo su-gli armamenti nucleari.

La spinta all'accelerazione dei pro-grammi nucleari non venne quindi daparticolari progressi tecnici, né dall'ac-cresciuta pressione economica dell'in-dustria americana dell'energia. Essen-ziale importanza ebbero le considera-zioni di prestigio nazionale e di politicaestera. Prima della fine del 1953 l'AECdivenne lo strumento della nuova poli-tica e il primo passo fondamentale ful'autorizzazione alla costruzione di unimpianto dimostrativo a « grande sca-

la » (60 000 chilowatt) a Shippingportin Pennsylvania.

Nel periodo dal 1954 al 1962 entra-rono in funzione una mezza dozzi-

na di reattori prototipo e parecchi im-pianti dimostrativi di medie dimensioni.Si compi il passaggio dal programmagovernativo alla libera competitivitàdelle industrie, ma lungo la strada l'ot-timismo sulle prospettive commercialia breve termine della nuova industriasubí fieri colpi.

Agli inizi del periodo molte societàelettriche e molte industrie erano note-volmente ottimistiche. Alla notizia cheil Comitato misto nella primavera del1954 aveva proposto una nuova legi-slazione più liberale, la maggior partedelle dichiarazioni dei portavoci dell'in-dustria fu del tipo « dateci la bandierache penseremo noi a portarla avanti ».All'industria fu subito data la bandiera,non nel senso che il governo l'abban-donava e si ritirava dalla competizione,ma nel senso che fu subito approvatala legge che metteva in grado e inco-raggiava l'industria privata a svilupparei progetti nucleari. La legge riservò allostato la proprietà dei combustibili nu-cleari e stabili che le forniture alle in-dustrie dovevano essere regolate dacontratti d'affitto. All'AEC fu attribuitaresponsabilità di regolamento e auto-rità fondamentale nella distribuzionedelle licenze per la costruzione e lamessa in funzione di impianti nuclearie per il possesso di combustibili nu-cleari.

L'approvazione della nuova legge co-stituí un buon affare per le attività in-dustriali secondarie, ma i piani indu-

L'energia nucleare è maggiorenne

L'energia elettrica ottenuta mediante fissione nucleare è entratanel mercato dell'energia; circa la metà degli impianti di potenzacommissionati dalle industrie americane è oggi di tipo nucleare.

di John F. Hogerton

L'articolo fa la storia dello sviluppo della produzione di energia elettrica per vianucleare negli Stati Uniti. Esso è particolarmente illuminante per i lettori italiani,i quali sono di certo già al corrente dello sforzo fatto in questo settore dall'Italia,negli anni 1957-64, cioè dall'inizio delle prime trattative per l'acquisto di centralielettronucleari in USA e in Gran Bretagna fino all'entrata in funzione delle trecentrali elettronucleari italiane (Latina, Garigliano e Trino Vercellese) tra la finedel 1962 e la primavera del 1964. E ben noto che il notevole sviluppo che l'Italiaha dato alla produzione di energia elettronucleare, fin da quegli anni, deriva dacondizioni particolari del nostro paese, giunto già da tempo quasi alla piena utiliz-zazione delle proprie risorse idriche e povero di combustibili fossili. E interessanterichiamare l'attenzione dei lettori sul fatto che una analisi preliminare di com-parazione, tra centrali nucleari e convenzionali, in sede progettuale, quale quellaillustrata nell'articolo per la centrale di Oyster Creek (1964), era stato eseguito inItalia per la progettazione della prima centrale negli anni 1957-58 per iniziativadella Banca mondiale (IBRD) e del Governo italiano.Le considerazioni economiche e tecniche sviluppate nell'articolo sono di grandeattualità per l'Italia, nel momento in cui si discute il rilancio del nostro programmaelettronucleare.

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Vista interna di una delle prime centrali elettronucleari co-struita negli Stati Uniti: il rifornimento del reattore avvieneattraverso il pavimento, da cui gli elementi di combustibilevengono inseriti nel nocciolo del reattore stesso. Il reattore è

collocato in un contenitore del diametro interno di 53 metri,ed è circondato da uno schermo di calcestruzzo per la prote-zione contro le radiazioni ionizzanti, spesso alcuni metri.L'impianto, che si trova a Indian Point nello Stato di New

striali per reali progetti di potenza sisvilupparono lentamente. Circa settemesi passarono dalla data in cui la leg-ge divenne operante (31 agosto 1954)alla data della prima richiesta di licenzaper la costruzione di un impianto nu-cleare (22 marzo 1955). D'altra partesarebbe stato poco realistico attendersiun'immediato afflusso di domande. Lostudio di un progetto nucleare richiedemolto tempo; inoltre nell'autunno del1954 la tecnologia dei reattori civili dipotenza era ancora segreta, il che fusenza dubbio un fattore ritardante. Èanche chiaro però che la prima rispostadell'industria fu deludente per il Comi-tato misto e per l'AEC, che tendevanoad accelerare lo sforzo nucleare nazio-nale.

Nell'inverno l'AEC decise che era ne-cessario avviare la macchina industrialee pertanto nel gennaio del 1955 fu an-nunciata la « prima fase » di un pro-gramma dimostrativo per i reattori dipotenza destinato a stimolare i progettisperimentali. Alle società disposte a fi-nanziare la costruzione di impianti agrande scala l'AEC offriva l'assistenzanella ricerca e sviluppo e lo sgravio dei

costi del combustibile necessario ai pri-mi cinque anni di funzionamento degliimpianti. Su questa base vennero ini-ziati tre progetti, mentre altri due fu-rono avviati su base finanziaria com-pletamente privata e al di fuori del pro-gramma dell'AEC. A questo punto èbene fermarci un momento per esami-nare un po' più da vicino la situazionein cui a quel tempo si trovava l'indu-stria dell'elettricità.

F in dagli inizi del 1955, l'industriaelettrica aveva avuto tempo e pos-

sibilità di esaminare a fondo lo statodi sviluppo dell'energia nucleare ed erarisultato ben chiaro che i primi impian-ti nucleari non sarebbero stati econo-mici. Il termine « accelerazione » vienequindi a4 assumere un nuovo signifi-cato: vuol dire portare avanti lo svilup-po dell'energia nucleare a un passo piùveloce e in una dimensione più ampiadi quella suggerita dalle prospettive eco-nomiche immediate. Poiché era chiaroche il governo confidava nella politicadell'accelerazione, l'industria elettricaprivata, che rappresentava circa 1'80 %del totale, si trovò di fronte a un grave

dilemma : costruire o non costruire. Co-struire impianti nucleari non economicia grande scala sembrava un modo co-stoso di accelerare lo sviluppo di unatecnologia per la quale solo pochi diri-genti lungimiranti vedevano una neces-sità urgente. D'altra parte non costruiresignificava correre il rischio di un mas-siccio intervento governativo. In com-plesso le società elettriche preferiro-no in quel periodo critico seguire unavia intermedia : si impegnarono nellacostruzione di un numero sufficiente diimpianti e presero altre iniziative permantenere le loro posizioni nei confron-ti del governo. In molti casi il rischio fi-nanziario fu suddiviso fra più societàmediante progetti congiunti; in un solocaso un'unica società (la ConsolidatedEdison di New York) intraprese inte-ramente in proprio un progetto pionie-ristico. Il fatto che gli interessi colletti-vi dell'industria elettrica siano stati pro-tetti è merito di poche persone che cre-devano fermamente nel futuro dell'e-nergia nucleare, alcune delle quali era-no anche spinte da considerazioni piùgenerali di politica energetica.

Nei mesi e negli anni successivi

l'AEC estese il suo programma dimo-strativo per i reattori di potenza. La« seconda fase » del programma (per lacui partecipazione gli inviti furono ema-nati verso la fine del 1955) fu studiataper incoraggiare la costruzione di pro-totipi a piccola scala di nuovi tipi direattori ed anche per facilitare la par-tecipazione di piccole società private,come le cooperative rurali e le aziendeelettriche comunali. Per queste ultimel'AEC si assunse il finanziamento dellaparte reattore del programma concer-nente il reattore nucleare, in modo dalimitare il rischio finanziario delle so-cietà elettriche partecipanti. Su questabase furono proposti cinque progetti,ma durante la fase di valutazione la li-sta fu ridotta e quindi furono effettiva-mente costruiti solo tre impianti della« seconda fase ».

La « terza fase » iniziò nel 1957 eportò alla costruzione di quattro im-pianti a piccola scala, ciascuno dei qualiintrodusse alcune novità tecniche sianei concetti di progettazione generalisia nelle caratteristiche basilari del si-stema. La successiva, e a tutt'oggi ulti-ma, « fase » del programma ebbe inizio

York, è di proprietà ed è gestito dallaConsolidated Edison di New York. Ilreattore che è installato nella centrale èstato fornito dalla Babcock & Wilcox.

cinque anni dopo, nel 1962. Prima didescrivere questa fase occorre fare ilpunto sugli eventi che la precedettero.

N el resoconto testé svolto del perio-do 1954-1962 abbiamo soprattutto

messo in rilievo le decisioni di princi-pio. Le realizzazioni effettive del perio-do meriterebbero almeno altrettantotempo, ma per brevità saranno soltantoriassunte. Durante il 1955 e il 1956 latecnologia dei reattori di potenza peruso pacifico fu gradualmente svincolatadal segreto militare dagli USA che agi-vano d'accordo con la Gran Bretagnae col Canada. Verso la fine del 1956entrò in funzione il primo sistema for-nito di reattore di potenza progettatospecificamente per la produzione di e-nergia elettrica, una unità sperimentalead acqua bollente costruita al Labora-torio Nazionale di Argonne. Un annodopo fu completato l'impianto ad ac-qua pressurizzata da 60 000 chilowattdi Shippingport. Nel 1960 due degli im-pianti pilota delle industrie elettriche,un'unità ad acqua bollente da 180 000chilowatt nell'Illinois (Dresden) e un'al-tra ad acqua pressurizzata da 140 000chilowatt nel Massachusetts (Yankee),iniziarono il servizio commerciale.

Quando fu acquistata una certa e-sperienza operativa con queste ed altreunità nucleari prototipo, cominciò a de-linearsi un quadro più favorevole. Lamaggior parte delle complicazioni ven-ne infatti dalle apparecchiature ausi-liarie mentre i reattori diedero sorpren-dentemente ben pochi problemi e, unavolta tarati per il funzionamento nor-male, funzionavano di solito con un ele-vato grado di sicurezza. Gli impiantidimostrarono di inserirsi agevolmentenelle reti elettriche sia in condizionistazionarie sia in condizioni di caricovariabile. I progetti dei reattori si di-mostrarono prudenti; in parecchi casirisultò possibile far funzionare gli im-pianti a livelli di potenza molto più ele-vati di quelli previsti nominalmente.Durante l'esperienza operativa venneroeliminate molte incertezze tecniche di-pendenti dalle diverse caratteristichedei reattori e fu stabilita definitivamen-te la validità dal punto di vista tecnicodella produzione di energia elettricamediante l'energia nucleare.

Lo stesso non accadde dal punto divista economico. Sebbene uno degli im-pianti pilota (Yankee) fosse realizzatoa un costo inferiore alle previsioni, altricostarono molto più del previsto ed al-meno in un caso il costo finale di co-struzione fu quasi il doppio di quantooriginariamente preventivato. I più bas-si costi di produzione raggiunti in que-

sti impianti nei primi anni di funziona-mento furono del 50 % più elevati del-la cifra di sette mill al chilowattora pre-vista dai primi studi. Frattanto i costidi produzione dell'energia con metodiconvenzionali andavano diminuendo. Irisparmi ottenuti con la costruzione diunità più grandi e più efficienti risul-tavano sufficienti a compensare l'au-mento dei costi della manodopera e deimateriali, mentre il costo del carbone,il principale combustibile delle industrieelettriche e il principale bersaglio com-petitivo dell'energia nucleare, invertivala tendenza precedente e cominciava adiminuire. Un costo di produzione disette mill al chilowattora non potevapiù assicurare un vasto mercato all'e-nergia nucleare. (Per non dare impres-sioni errate, occorre aggiungere che icostruttori degli impianti pilota non siaspettavano di produrre energia al co-sto di sette mill; per il reattore Yankee,ad esempio era previsto un costo da 11a 13 mill. Si deve anche notare che,grazie a successivi miglioramenti nellaprogettazione del nocciolo o core e adaumenti di potenza, parecchi impiantifurono in grado di realizzare riduzionisostanziali nel costo di produzione.Prendendo ancora il reattore Yankeecome termine di paragone, si deve ri-cordare che il costo è recentemente sce-so al di sotto di otto mill al chilowatt-ora il che, in zone ad elevato prezzo delcombustibile come il New England,non è molto al di sopra del costo attua-le dell'energia prodotta da centrali ditipo convenzionale di dimensioni ed etàanaloghe).

Naturalmente, i costi dell'energiaraggiunti dagli impianti nucleari en-trati in servizio agli inizi degli annisessanta non rappresentavano veri indi-catori dello stato della tecnologia a quel-l'epoca : progressi tecnici considerevolisi compirono dopo la loro progettazio-ne. Inoltre, l'esperienza fatta duranteil funzionamento degli impianti della« prima generazione » portò frutti soloquando furono progettati e costruiti gliimpianti successivi. A vantaggio dei co-struttori di reattori risultò chiaro cheuna « seconda generazione » di impian-ti nucleari, più grandi e meglio pro-gettati, si sarebbe dimostrata economi-camente competitiva in quelle zone delpaese dove il costo del carbone o deglialtri combustibili di origine fossile fosseal di sopra della media nazionale. Al-cuni dirigenti di società elettriche con-divisero questa opinione, ma la maggio-ranza dovette essere convinta.

Verso la fine del 1960 una societàelettrica della costa del Pacifico si mo-strò interessata alla realizzazione di un

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Il recente successo dell'energia nucleare risulta evidente da questo diagramma, chesuddivide le nuove centrali termoelettriche ordinate negli Stati Uniti durante lo scorsodecennio in unità a combustibile nucleare e in unità a combustibile fossile (car-bone, petrolio o gas). Il diagramma è basato sui rapporti semestrali che vengono pub-blicati nell'ottobre e nell'aprile di ogni anno a cura dell'Edison Electric Institute.

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DATA DELLA PREVISIONE

grande impianto ad acqua pressurizzatada costruirsi al sud della California erichiese pertanto l'assistenza dell'AECper quello che sarebbe poi diventato ilprogetto San Onofre. Agli inizi del1961 un'altra società elettrica della co-sta del Pacifico annunciò un progettoper un impianto ad acqua bollente da310 000 chilowatt da costruirsi a Bo-dega Bay sulla costa settentrionale dellaCalifornia e da realizzarsi senza alcunaassistenza finanziaria del governo. L'an-nuncio del progetto di Bodega Bay eraaccompagnato da una previsione di co-sto che sottolineava l'economicità del-l'impianto date le particolari circostanzedi cui bisognava tener conto, la prin-cipale delle quali era l'elevato prezzo,che sarebbe presumibilmente ancora sa-lito, dei combustibili fossili nella zona.

Nel 1962, su richiesta del presidenteKennedy, l'AEC fece un ampio studiosulle prospettive dell'energia nucleare.Il rapporto che ne risultò, pubblicatonel dicembre 1962, concludeva che l'e-nergia d'origine nucleare aveva rag-

giunto la soglia della competitività eco-nomica con l'energia elettrica prodottacon metodi tradizionali e che quindiaveva di fronte un brillante futuro.Prevedeva che entro il 1980 sarebberostati in funzione impianti nucleari perun totale di 40 milioni di chilowatt, eche entro la fine del secolo l'energianucleare avrebbe rappresentato metàdella produzione elettrica nazionale ein pratica la totalità di tutte le costru-zioni di impianti successive. In base aqueste previsioni di sviluppo, il rap-porto esaminava la disponibilità di ri-serve di combustibili nucleari e sottoli-neava l'importanza a lungo termine diun efficiente uso delle stesse. Definivainoltre tre obiettivi dello sforzo nu-cleare nazionale : l'immediata costru-zione di alcuni impianti su scala com-merciale basati su reattori di tecnologiagià provata; lo sviluppo di reattori conmigliori caratteristiche di utilizzazionedel combustibile (detti « convertitoriavanzati ») e, come obiettivo a lungotermine, lo sviluppo di efficienti reattori

breeder (o autofertilizzanti), in gradodi produrre più materiale fissile di quel-lo consumato.

Al tempo in cui veniva preparato ilrapporto al Presidente, i due progetticaliforniani si trovavano in difficoltà enon era certo che entrambi sarebberoandati avanti (in effetti il progetto diBodega Bay fu in seguito abbandonato),mentre nessun altro progetto delle so-cietà elettriche era in programma. Con-cludendo il rapporto nel senso che eraancora una volta necessario dare unaspinta all'industria, l'AEC annunciò unanuova fase del suo pragramma per ireattori di potenza con lo scopo di sti-molare la costruzione di impianti di tec-nologia avanzata su scala commerciale.Gli incentivi finanziari comprendevano,oltre all'assistenza per la ricerca e losviluppo, la progettazione e lo sgraviodel costo della scorta iniziale di com-bustibile. Alla fine dell'anno l'AEC at-tendeva le risposte dell'industria quan-do, come proposta completamente indi-pendente, ricevette la richiesta (in se-

guito ritirata) per un permesso di co-struzione di un impianto da un milionedi chilowatt da installarsi nella zonametropolitana di New York e da com-pletarsi entro il 1970. Si trattava di unnotevole progresso. Non solo l'impiantoproposto era tre volte maggiore di qual-siasi altro preso in considerazione finoallora ma anche l'ubicazione, previstaal centro di una zona densamente po-polata, era senza precedenti e ponevagravi problemi, sia alla politica sullaubicazione degli impianti sino ad alloraseguita dall'AEC, che all'accettazionedi una soluzione ritenuta fino allora« pericolosa » da parte dell'opinionepubblica. La proposta era in effetti inanticipo sui tempi; ma servi quale at-tesa conferma della fiducia dell'indu-stria nell'energia nucleare.

periodo dal 1963 al 1967 vede l'in-gresso dell'energia nucleare nel mer-

cato commerciale dell'energia e l'ini-zio della prima realizzazione di un im-pianto nucleare di potenza nel paese.

Gli eventi si mossero rapidamente nel1963. Agli inizi di quell'anno due pro-getti ad acqua pressurizzata da 400 000a 500 000 chilowatt furono sviluppatinel quadro del programma dell'AEC,uno nel New England (ConnecticutYankee) e uno in California (Malibu).Poco dopo l'annoso progetto San Ono-fre giunse finalmente all'inoltro dellepratiche per il permesso di costruzione.Entro la fine dell'anno '63 due altriprogetti, entrambi impianti ad acquabollente con potenze tra 500 000 e600 000 chilowatt, vennero intrapresi subasi strettamente commerciali, uno nel-lo stato di New York (Nine Mile Point)e l'altro nel New Jersey (Oyster Creek).Un rapporto dettagliato sull'economici-tà di quest'ultimo progetto, pubblicatonel febbraio 1964 dalla società elettricacostruttrice (la Jersey Central Power &Light Company), indicò per la primavolta che l'energia nucleare stava di-ventando maggiorenne.

La Jersey Central aveva eseguito unraffronto dei costi per la produzione dienergia nelle tre alternative che ad essasi aprivano : 1) costruzione dell'impian-to nucleare proposto, 2) costruzione diun impianto termoelettrico a carbonedelle stesse dimensioni e nello stessoluogo, 3) trasporto in loco dell'elet-tricità prodotta da un impianto termo-elettrico a carbone costruito in prossi-mità della miniera. Le stime del costonucleare erano basate sul prezzo fisso,offerto dalla Generai Electric Compa-ny; quelle delle alternative termicheerano basate su studi tecnici che teneva-no conto dei prezzi migliori che la so-cietà poteva ottenere dai suoi fornitori.

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Nei mesi precedenti la valutazione del-l'impianto di Oyster Creek, la JerseyCentral aveva contrattato il carbone aun prezzo di consegna da 1,19 a 1,23dollari per milione di chilocalorie dicontenuto energetico. Sotto la pressionedella concorrenza nucleare, il carboneper l'impianto di Oyster Creek venneofferto in loco al prezzo di 1,03 dol-lari: si trattava di un'offerta notevol-mente buona, che però fu subito supe-rata, come vedremo.

I risultati dell'analisi dei prezzi con-dotta dalla società elettrica erano i se-guenti: 1) se si considerava il funzio-namento dell'impianto nucleare alla suacapacità nominale (515 000 chilowatt),per essere competitivo il carbone avreb-be dovuto essere disponibile in loco aun prezzo leggermente inferiore a 1,03dollari; 2) se l'impianto nucleare aves-se raggiunto la massima potenza di cuisi riteneva capace e per la quale eranostati progettati i generatori a turbina(620 000 chilowatt), il prezzo del car-bone avrebbe dovuto essere al di sottodei 79 centesimi. Per inquadrare questecifre va segnalato che nel 1964 il prez-zo medio pagato dalle società elettricheamericane per il carbone era legger-mente inferiore ai 1,03 dollari e chesolo le società operanti nelle zone delleminiere di carbone o nelle vicinanzepotevano fruire di prezzi del carboneattorno ai 79 centesimi. Va anche ag-giunto che il rapporto su Oyster Creek

poneva il costo di produzione dell'ener-gia elettronucleare non a 7 mill al chi-lowattora, né a 6 mill, bensí a 4 o 5mill a seconda del livello di potenzaraggiunto. Il significato era chiaro siain termini di dollari per milione di chi-localorie sia in termini di mill per chi-lowattora: se i calcoli di Oyster Creekerano esatti, l'energia nucleare era or-mai diventata competitiva; ma la do-manda era : si può essere sicuri in me-rito all'attendibilità dei dati di OysterCreek?

Questo problema divenne ben prestoscottante. I portavoce della società sot-tolineavano che la loro analisi era adat-ta alle loro circostanze particolari enon si poteva applicare in altri casi. Lacompagnia finanziatrice dell'impiantodi Nine Mile Point — che faceva con-temporaneamente uno sforzo parallelointeressante lo stesso costruttore e, inpratica, lo stesso progetto di reattore,ma un'altra ubicazione dell'impianto ediverse disposizioni contrattuali — nonpubblicò un'analisi comparativa dei co-sti ma rese pubbliche alcune stime ge-nerali che indicavano una situazione piùconservatrice.

Philip Sporn, già presidente dellamaggiore compagnia elettrica america-na dotata di centrali termoelettriche acarbone (l'American Electric PowerCompany) e considerato un'autorità nelsettore dell'energia, venne interpellatodal Comitato misto del Congresso per

1958 I 1959 1960

A COMBUSTIBILE FOSSILE )< 300 MW)

A COMBUSTIBILE FOSSILE (> 300 MW)

A COMBUSTIBILE NUCLEARE

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Le stime relative alla potenza nucleare istallata negli USA nel 1980, che vengono for-mulate periodicamente dall'AEC, sono aumentate molto rapidamente negli ultimi anni

Il primo impianto nucleare di grande potenza, costruito a San Onofre in California, èstato completato l'anno scorso. Si tratta di un'istallazione ad acqua pressurizzata capacedi generare 428 000 kW di potenza elettrica, costruita dalla Westinghouse Electric e ge-stita congiuntamente dalla Southern California Edison e dalla San Diego Gas & Electric.La cupola che racchiude il reattore è caratteristica delle istallazioni ad acqua pressurizzata.

POTENZA DEL SISTEMA GENERATORE (MEGAWATT)

DA 5000 A 25001,60

DA 2500 A 1500 DA 1500 A 1000

E° 1 , 40

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O 1,20

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5

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0,401 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

PRINCIPALI SOCIETÀ ELETTRICHE PRIVATE AMERICANE (DISPOSTE IN ORDINE DI DIMENSIONI DEI SISTEMI GENERATORI)

La competizione tra l'energia nucleare e l'energia convenzionale dipende dal costo deicombustibili fossili. Nel diagramma le strisce verticali indicano l'intervallo di talecosto per le 75 maggiori società elettriche private degli USA. (I costi del gas e del pe-trolio sono stati convertiti nel costo equivalente in carbone). Le società che hannocommissionato uno o più grandi impianti nucleari sono indicate in colore. La lineaorizzontale in colore rappresenta il costo medio del carbone nel 1966. La banda coprel'intervallo dei prezzi all'interno del quale l'energia nucleare è oggi competitiva. Lelinee verticali dove mancano le strisce si riferiscono sia alle società con impianti termiciinferiori ai 300 megawatt sia alle società dotate al 100 % di impianti idroelettrici.

SENZACOMMESSENUCLEARI

l'energia atomica affinché desse il suoparere sulla competitività economicadell'energia nucleare basandosi sulle in-formazioni contenute nel rapporto suOyster Creek. Il suo giudizio fu che vierano insufficienti margini di profittonei contratti a prezzo fisso per i reat-tori e che per queste ed altre ragioni lestime dei costi dell'energia erano proba-bilmente troppo ottimistiche sulle pro-spettive economiche immediate dell'e-nergia nucleare. Considerando le diffe-renti , condizioni delle società elettriche,Sporn stimò i prezzi massimi del car-bone convenienti per i privati tra 1 e1,5 dollari per milione di chilocalorie.Queste stime significano essenzialmente

CONCOMMESSENUCLEARI

CARBONE

GAS

OLIO COMB.

che egli vedeva immediate possibilitàdi mercato per l'energia nucleare, mache pensava anche che al presente essefossero limitate alle aree nelle quali ilcosto dei combustibili fosse maggiore.

Nella primavera del 1964 vi era quin-di tra gli esperti una differenza so-

stanziale di opinioni sul livello dei costida affrontare per l'impianto di una cen-trale elettronucleare. Il quadro era ul-teriormente complicato dalla diversaimpostazione dei calcoli pubblicati edalle differenze esistenti tra le societàelettriche.

Anche se per qualche motivo magicovi fosse stata unanimità sull'argomento

dei costi nucleari, vi era ancora un am-pio campo per differenze di opinionesulle prospettive di mercato. Ciò si spie-ga tra l'altro per le notevoli variazionidei prezzi del carbone, soprattutto perl'incidenza dei costi del trasporto. Inmolte zone del paese la spesa per tra-sportare il carbone dalla miniera allacentrale elettrica rappresentava da unterzo a metà del costo del combustibileall'utente ovvero, detto in altri termini,rappresentava circa un quinto del costototale della produzione dell'energia.Gran parte del carbone destinato allecentrali elettriche era tradizionalmentetrasportato per ferrovia e durante ilpassato decennio vi erano state sensibili

riduzioni nel costo dei trasporti ferro-viari grazie a tre innovazioni. La primasi ebbe a metà degli anni cinquanta,quando le compagnie ferroviarie ebberol'autorizzazione da parte della commis-sione per il commercio interstatale adoffrire incentivi alle società elettricheLa seconda si verificò nel 1959, quandofu applicato per la prima volta un prez-zo per treno completo (prima di allorai prezzi di trasporto erano basati sulnumero di carri completi). La terza efinora più importante innovazione risa-le al 1962, anno in cui furono introdottii cosiddetti « treni navetta », cioè treniche viaggiano continuamente avanti eindietro tra la miniera e la centrale e-lettrica, consentendo cosí lo sfruttamen-to ottimale delle apparecchiature. Nel1964 l'impiego di treni navetta si dif-fuse rapidamente e si ebbero quindi no-tevoli riduzioni delle tariffe. Con tuttiquesti nuovi sviluppi era difficile pre-vedere fino a quando sarebbe continua-ta questa tendenza e in che modo essaavrebbe potuto influenzare la competi-zione tra l'energia termoelettrica e quel-la elettronucleare.

Nell'equazione decisiva del 1964 vierano altri fattori fondamentali. L'in-dustria energetica stava rapidamentemuovendosi verso l'interconnessione,che consentiva alle società elettriche dicostruire impianti più grandi e più eco-nomici di quelli consentiti sulla base diuna singola rete di distribuzione. (E ca-ratteristico dell'energia nucleare il fattoche il suo potere competitivo aumentaall'aumentare delle dimensioni dell'im-pianto). Allo stesso tempo, quanto piùè grande l'impianto, tanto più impor-tanti sono le conseguenze economichedi un'interruzione imprevista e perciònelle grandi installazioni interessa unfunzionamento sicuro del servizio. Nel1964 era evidente che le società elettri-che subivano un numero di interruzioniforzate molto più elevato del previstodurante il funzionamento dei loro piùgrandi e più perfezionati impianti con-venzionali. D'altra parte, per molte so-cietà elettriche l'energia nucleare erauna tecnologia completamente nuova eil suo intervento nel servizio commer-ciale era un fattore che si doveva valu-tare con molta accuratezza.

Infine, nell'animo di ogni dirigente disocietà elettrica vi era la sensazione, chenel 1964 cominciava a prender corpo,di un accresciuto interesse pubblico pergli aspetti ambientali dei problemi ener-getici. Vi erano allora, come vi sonoadesso, due posizioni diametralmenteopposte del pubblico nei confronti del-l'energia nucleare. Alcuni si opponeva-no all'energia nucleare a causa delle ri-

serve sulla sua sicurezza; altri, in parti-colare quelli che si occupavano delleimplicazioni sanitarie dell'inquinamentodell'aria, sostenevano l'energia nuclearea causa dell'assenza di polluzione atmo-sferica. A quel tempo nessuna delle dueposizioni aveva largo seguito : il « cit-tadino medio » non aveva ancora presoposizione, ma ciò non avrebbe tardato.

Lo stesso mese in cui fu pubblicatoil rapporto su Oyster Creek, il progettoSan Onofre ricevette dall'AEC il per-messo di costruzione; si concluse cosíun periodo settennale completamentevuoto in cui i soli permessi di costru-zione concessi negli USA erano per in-stallazioni sperimentali o per prototipicon potenza inferiore o pari a 75 000chilowatt. Per fortuna, impianti mag-giori progettati negli USA erano staticostruiti o erano in avanzata fase dicostruzione all'estero, dove le condizio-ni di competitività economiche eranopiù favorevoli all'adozione della pro-duzione elettronuc l eare, e quindi nonvi fu quel divario sperimentale che que-sta inattività avrebbe potuto provocare.Nel 1964 un altro notevole evento fula promulgazione da parte del - Congres-so della legislazione sulla proprietà pri-vata dei combustibili nucleari. Secondola nuova legge la proprietà privata del-le scorte di combustibile per le centralinucleari era permessa dagli inizi del1969 e diveniva obbligatoria nel 1973.

I principali costruttori di reattori(cioè la Generai Electric e la Westing-house Electric Corporation) avevanoavviato nel 1963 la loro organizzazionecommerciale che alla fine del 1964 fun-zionava a pieno ritmo. Nei 18 mesi che

seguirono l'annuncio di Oyster Creek,si ebbe però una sola vendita : con unasola eccezione (la Commonwealth Edi-son Company) le società elettriche sta-tunitensi non volevano ancora compra-re impianti nucleari, il che significavasenza dubbio che esse non avevano an-cora accolto il messaggio di OysterCreek. Vi era però anche un'altra spie-gazione più tangibile, e cioè il fatto chegli industriali del carbone compivanovalidi sforzi per difendere la loro pro-duzione. Infatti, allorché si veniva a sa-pere che le società elettriche stavanoconsiderando seriamente progetti nu-cleari, venivano fatti sostanziali taglinel prezzo del carbone, soprattutto me-diante la garanzia di noli favorevoli deitreni navetta per le consegne. In parec-chi casi le concessioni sul prezzo siestendevano ad altri impianti a carbonedello stesso sistema, e in tal modo tuttal'economia della produzione energeticadella società elettrica ne traeva un van-taggio. Si può sospettare che questaprassi abbia raggiunto un punto taleche molte società elettriche, che aveva-no un interesse solo marginale per l'e-nergia nucleare, abbiano richiesto of-ferte ai costruttori di reattori soltantoper aumentare la propria forza di con-trattazione di fronte ai venditori di car-bone.

ru ra la fine dell'estate e l'inizio del-l'autunno del 1965 la situazione co-

minciò a cambiare e nell'estate del 1966era mutata completamente. Non solo lecompagnie elettriche cominciarono aordinare unità nucleari ma addiritturacominciarono ad ordinarne a due per

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Veduta aerea della Millstone Point 1, una centrale nucleare dellaNortheast Utilities costruita a Waterford nel Connecticut; lafotografia è stata scattata nel settembre 1967, quando l'impiantoera costruito al 35 %. Il reattore sarà collocato nel grande con-

tenitore d'acciaio visibile a destra che sarà a sua volta contenutoin un edificio rettangolare. La grande struttura a sinistra ospi-terà invece le turbine. Questa unità ad acqua bollente da 600 000kW sarà completata, secondo le previsioni, nell'estate del 1969.

I simboli indicano gli impianti nucleari di potenza degli USA.I diversi fondini della carta mostrano i principali combustibiliusati nei singoli stati per gli impianti termici convenzionali.(L'Idaho, fondo bianco, dipende essenzialmente da fonti idro-

elettriche). Gli impianti rappresentano una potenza nucleare tota-le di 59 778 300 kW, cosi suddivisa : in funzione, 2 810 000 kW ;in costruzione, 14 657 400 kW; in progetto (reattori ordinati)32 210 800 kW; in progetto (reattore non ordinato) 10 100 000 kW.

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• IN FUNZIONE

• IN COSTRUZIONE

• IN PROGETTO(REATTORIORDINATI)

O IN PROGETTO(REATTORINON ORDINATI)

CARBONE

GAS

OLIO COMB.

volta. Come si è detto agli inizi del-l'articolo, l'energia nucleare costruí unproprio mercato rapidamente tanto chenel 1966 e nel 1967 circa la metà ditutte le nuove centrali di potenza or-dinate dalle società elettriche americaneerano di tipo nucleare. Durante questoprocesso le dimensioni della unità sali-rono da 500 000 a 800 000 kW e finoa 1,1 milioni di chilowatt, mentre si eb-bero importanti miglioramenti di tuttii progetti precedenti al completamentodell'impianto campione della classe da500 000 kW (San Onofre). A parte unacommessa per un impianto dimostrativoda 300 000 chilowatt del tipo ad altatemperatura e raffreddato a gas, il mer-cato era tutto coperto dai tipi ad acquapressurizzata e ad acqua bollente. Agliinizi le vendite erano divise, in misuraapprossimativamente uguale, tra la Ge-neral Electric e la Westinghouse, cheda tempo dominavano il settore dellacostruzione dei generatori a turbina edelle apparecchiature ausiliarie per l'in-dustria elettrica e che vedevano nellacostruzione dei reattori un'opportunitàper entrare anche nel settore delle ap-parecchiature a vapore- dell'industria e,il che è forse più importante, per prepa-rarsi alla costruzione degli elementi di

combustibile nucleare (affare, quest'ul-timo, molto lucrativo). In seguito duealtre società si affermarono nel mercatodegli impianti raffreddati ad acqua, laBabcock & Wilcox e la Combustion En-gineering, le due principali fornitrici digeneratori di vapore di tipo convenzio-nale.

Il mercato nucleare è un fenomenoancora troppo recente per permet-

tere una diagnosi definitiva, ma sembraabbastanza chiaro che attualmente essoè influenzato da due fattori principali.Uno è la divergenza nelle tattiche dimercato. Non può essere documentato,ma vi sono ben pochi dubbi, che gliindustriali carboniferi abbiano irrigiditola loro politica dei prezzi tra l'autunnoe l'inverno del 1965. Con un volumerecord di affari in mano e con un nu-mero di impianti a carbone in costru-zione decisero di lasciare che l'energianucleare entrasse in un vicolo cieco,con la speranza che col tempo essanon avrebbe vissuto oltre le sue puntepiù avanzate. Inoltre, l'energia nuclea-re era allora minacciosa solo nelle zonead elevato costo dei combustibili e, conun mercato nazionale che raddoppiavaogni 10 anni, l'industria del carbone po-

teva disinteressarsi di tali aree e guar-dare a eccellenti prospettive di svilup-po. Gli industriali nucleari, d'altra par-te, mantennero il loro impegno di mer-cato al massimo dell'intensità anchemolto tempo dopo aver avuto successo,in parte per realizzare una penetrazionepiù profonda nel settore del carbone ein parte a causa dello stimolo competi-tivo tra i fabbricanti di reattori. Soloverso la fine del 1966 i prezzi delleapparecchiature nucleari cominciaronoa salire e solo nel 1967 aumentaronosostanzialmente, ma ormai era troppotardi perché il carbone fermasse la ma-rea delle vendite nucleari.

Il secondo fattore che influenza ilmercato è meno concreto e può esseredescritto solo come una convinzionesempre più affermantesi, tra le societàelettriche, che l'energia nucleare fossela strada del futuro; ciò accadde in par-ticolare per le società elettriche pro-prietarie di centrali termiche a carboneo a combustibile liquido operanti in zo-ne urbane o altarhente industrializzate.Esse potevano vedere segni quasi quo-tidiani delle preoccupazioni del pubbli-co per l'inquinamento atmosferico e inparecchi casi si trovavano di frontenuove regolamentazioni locali che pone-

vano stretti limiti all'emissione dell'ani-dride solforosa e di altri gas di combu-stione nell'atmosfera. I combustibili abasso tenore di zolfo raggiunsero prestoprezzi elevati, e se le prospettive a brevetermine erano cattive, quelle a lungotermine erano peggiori. Le riserve na-zionali di carbone, enormi in quantità,cominciarono ad apparire meno vastequando le società elettriche cercaronodi localizzare depositi di estrazione piùfacile, situati in posizioni più favorevolie abbastanza grandi da assicurare il ri-fornimento a lungo termine per grandicentrali. Altrettanto ovvio il fatto cheessi apparissero ancora più esigui se laricerca veniva limitata ai depositi conbasso contenuto di zolfo. L'alternativadi eliminare lo zólfo dal carbone sianella miniera stessa sia durante il fun-zionamento delle centrali, sembravapresentare un grave problema di costi.L'unica altra alternativa (a parte la co-struzione di impianti nucleari) era quel-la di prendere in considerazione la tra-smissione dell'elettricità a distanza, cioècentrali collocate in prossimità delleminiere, e quindi normalmente lontanedai centri abitati. Questa soluzione fuadottata su scala limitata ma, richie-dendo maggiori progressi nella tecnolo-gia delle trasmissioni, sarebbe risultatacostosa come pratica generale; inoltre,i problemi che si potevano prevedere aproposito dei diritti di passaggio di ungran numero di linee di trasmissioneerano colossali. Oltre a tutto questo,l'estrazione del carbone incontrava sem-pre maggiori critiche nell'opinione pub-blica per motivi ambientali quali l'in-quinamento delle acque e la rovina del

paesaggio, mentre d'altra parte questosettore cominciava già a risentire del-l'aumento dei costi.

In breve, le società elettriche comin-ciavano ad avere chiare indicazioni

contro il carbone. Allo stesso tempo (esenza dubbio per gli stessi motivi) co-minciarono a vedere segni positivi di uncrescente favore dell'opinione pubblicanei confronti dell'energia nucleare.

Se queste erano davvero le idee piùdiffuse fra i dirigenti delle società elet-triche, essi avrebbero potuto subito de-cidere, almeno limitatamente, in favoredell'energia nucleare, in particolare neicasi in cui la società non si era ancoraimpegnata nel settore. Essi avrebberopotuto scaricare l'onere degli esperi-menti non sulla nuova tecnologia, co-me ci si sarebbe aspettati, bensí sullavecchia. Ed anche se un presidente disocietà elettrica avesse preso le stimedei costi fornite dai suoi consulenti nu-cleari con una certa circospezione, a-vrebbe ancora potuto giustificare lo stu-dio di un progetto nucleare con l'argo-mento di voler fornire alla sua organiz-zazione l'addestramento essenziale e l'e-sperienza che sembrava necessaria peracquisire la nuova tecnologia.

Via via che le vendite di impianti nu-cleari guadagnavano terreno, le previ-sioni sul futuro sviluppo dell'energianucleare divenivano più ottimistiche. Ametà del 1967 molti prevedevano chenel 1980 negli USA si sarebbe statimolto prossimi alla cifra di 150 milionidi chilowatt di potenza nucleare in fun-zione, una quantità quasi quattro voltemaggiore di quella prevista dall'AEC

quattro anni prima. Questo si traducevanella previsione che, per quanto riguar-dava le centrali, l'energia nucleare a-vrebbe rappresentato almeno il 50 %del mercato dei nuovi impianti duranteil decennio successivo e anche una piùampia aliquota sui carichi di base. Nel1980 gli impianti nucleari avrebberorappresentato circa il 30 % della poten-za totale installata nel paese e almenoil 35 o il 40 % della produzione elet-trica lorda.

Questa previsione è senza dubbio no-

STATI UNITI MWe installati 49 440

GRAN BRETAGNA 6 410

FRANCIA 3 010

URSS 1 580

CANADA 1 210

GIAPPONE 1 190

SPAGNA 1 090

GERMANIA OCC. 760

SVIZZERA 660

ITALIA 610

INDIA 580

Per dare un raffronto tra i dati esposti pergli Stati Uniti con lo sviluppo dell'energianucleare nel mondo, si riporta una tabellaconcernente le potenze elettronucleari chesaranno installate entro il 1972 in 11 paesi.Sono conteggiate assieme le centrali infunzione, quelle in costruzione e quelleordinate entro il gennaio 1968 (le potenzeindicate saranno però già raggiunte entroil '68 in Germania, il '69 in URSS e in Indiae il '70 in Giappone). I dati sono ricavatidal Bollettino IAEA del gennaio '68 e, pergli USA, dai comunicati ufficiali dell'AEC.

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Questa fotografia mostra parte della struttura di supporto del nocciolo di un grandereattore ad acqua pressurizzata: in essa sono visibili i tubi guida delle barre di con-trollo e la griglia superiore. Questo componente è costruito dalla Westinghouse & Co.

Contenitori dei reattori per due istallazioni commerciali ad acqua bollente di grandepotenza durante le prove finali nella fabbrica costruttrice, la Combustion Engineering;ogni contenitore pesa più di 650 tonnellate. Quello a sinistra è per l'impianto di NineMile Point della Niagara Mohawk Power; quello a destra è per l'impianto di OysterCreek della Jersey Central. Nei sistemi ad acqua bollente, le barre di controllo entranonel core del reattore attraverso fori praticati nella parte superiore del contenitore.

tevole, quando si pensi che solo nell'e-state del 1967 l'energia nucleare rap-presentava meno dello 0,5 % dellaproduzione di elettricità. La potenza nu-cleare allora in servizio superava appe-na il milione di chilowatt, e le piùgrandi unità operavano a livelli di po-tenza prossimi ai 200 000 chilowatt.(Queste cifre non prendono in conside-razione il grande reattore per la produ-zione di plutonio di Hanford che generaelettricità solo come sottoprodotto).San Onofre, la prima vera unità digrandi dimensioni, non iniziò le opera-zioni preliminari che il 14 giugno e nonraggiunse la piena potenza fino a di-cembre. La seconda unità di grandi di-mensioni (Connecticut Yankee) seguirapidamente e raggiunse anch'essa lapiena potenza in dicembre. Le due suc-cessive (Oyster Creek e Nine Mile Point)

entreranno in funzione, secondo le pre-visioni, entro il 1968, mentre si prevedeanche il completamento di altre treentro il 1970. Si dovrà però attendereil 1970 perché un vero apporto di po-tenza nucleare si immetta nella rete dipotenza nazionale. Da allora e in brevetempo si accumulerà abbastanza espe-rienza operativa da rendere possibileuna valutazione significativa delle pre-stazioni delle prime unità della classeda 500 000 chilowatt. Nel frattempo, ledimensioni delle commesse americaneper energia nucleare continueranno acrescere, e non sarà una sorpresa l'im-matricolazione del primo membro dellaclasse da 1,5 milioni di chilowatt.

A1 centro di questa storia della matu-razione dell'energia nucleare sono

stati i reattori ad acqua pressurizzata

o ad acqua bollente che hanno sorpas-sato tutti gli altri concorrenti nella corsaai reattori di potenza e che oggi domi-nano il mercato commerciale. Ci si po-trebbe attendere che la situazione at-tuale duri indefinitamente se non vi fos-sero due limitazioni relative all'uso del-l'acqua ordinaria come refrigerante.Una è il fatto che risulta poco praticoraggiungere temperature operative ele-vate per produrre vapore surriscaldatoad alta pressione all'interno di un siste-ma raffreddato ad acqua. Gli impiantidi potenza che impiegano questi sistemisono obbligati ad operare con vapore dicattiva qualità e non sono quindi altret-tanto efficienti nel convertire il calorein elettricità quanto i più moderni im-pianti di potenza convenzionali. Que-sto significa che una quantità propor-zionalmente maggiore di calore inutileviene scaricata nei dintorni dell'impian-to, in altre parole nel fiume, nel lago onell'oceano che fornisce l'acqua impie-gata per raffreddare il condensatore del-le turbine. Attualmente i normali im-pianti nucleari di potenza per ogni chi-lowattora di elettricità prodotta scari-cano il 30 % di calore in più degli im-pianti convenzionali, e ciò potrebbe evi-dentemente divenire un serio ostacolo.Con l'incremento della produzione dienergia, le società elettriche incontre-ranno sempre maggiori difficoltà a tro-vare località adatte a nuovi impianti, enella maggior parte dei casi il fattorelimitatore sarà la grande quantità d'ac-qua necessaria. Da qualche tempo, lepreoccupazioni sui possibili effetti eco-logici negativi dello scarico di acquacalda dalle grandi centrali (la cosiddetta« polluzione termica ») ha aggiunto unanuova dimensione al problema di tro-vare località opportune per l'installa-zione di centrali termiche. L'uso di torridi raffreddamento offre un modo di ag-girare il problema ma aumenta il costodell'energia e ha altri svantaggi.

L'altra limitazione dei reattori ad ac-qua pressurizzata e ad acqua bollenteè il fatto che essi non sfruttano effica-cemente il combustibile nucleare. L'ura-nio-235, che è il solo materiale fissileutile che si trova in natura, rappresentauna frazione molto piccola della grandeenergia potenziale delle risorse mon-diali di combustibili nucleari. Il resto èassociato ai materiali « fertili » che nonsono di per sé fissili ma che possonoessere convertiti nella forma fissile me-diante irradiazione con neutroni. Adesempio, l'isotopo fertile uranio-238,che rappresenta più del 99 % dell'ura-nio naturale, viene convertito (mediantecattura di un neutrone) nell'isotopo fis-sile plutonio-239. I reattori raffreddati

ad acqua, che sono alimentati con ura-nio « leggermente arricchito » (dal 2 al3 % di uranio-235), ottengono partedella potenza di uscita dal plutonio chesi forma durante il funzionamento, mala maggior parte proviene dall'uranio-235 contenuto nel combustibile.

Non è possibile sfruttare meglio ilcomponente fertile del combustibilepoiché l'acqua ha una notevole tenden-za ad assorbire neutroni e nel passaggioattraverso il nocciolo del reattore portacon sé tante di queste preziose parti-celle da impedire al sistema di raggiun-gere un elevato rapporto di conversionefra materiale fertile e materiale fissile.Gli impianti ad acqua pressurizzata obollente risultano, nonostante questosvantaggio, efficienti per costi del com-bustibile molto bassi e continueranno adesserlo finché saranno disponibili ri-serve di uranio a prezzo ragionevole, ilche accadrà probabilmente per almenoun altro decennio. A lungo andare però,e nell'interesse del mantenimento delleriserve energetiche, l'industria dell'ener-gia nucleare avrà bisogno di reattoriche siano più efficienti nell'utilizzazionedel combustibile. Ciò si traduce nellanecessità di realizzare una migliore eco-nomia di neutroni e, poiché anche ilrendimento della trasformazione di ca-lore in elettricità influenza lo sfrutta-mento del combustibile, nel tentativo diraggiungere temperature più elevate dioperazione.

Durante questo periodo parecchi «con-vertitori avanzati» hanno compiu-

to notevoli passi avanti, ma a tutt'oggine esiste uno solo in grado di compe-tere sul mercato dell'elettricità con i si-stemi raffreddati ad acqua. Si tratta delreattore ad alta temperatura raffreddatoa gas realizzato dalla Gulf General A-tomic, consociata della Gulf Oil Cor-poration. Un reattore prototipo di que-sto tipo, da 40 000 chilowatt (PeachBottom) è stato costruito durante la« seconda fase » del programma del-l'AEC ed è in progetto un impiantodimostrativo da 300 000 chilowatt (ForiSt. Vrain). Questo sistema unisce unabuona economia di neutroni a un'ele-vata temperatura; tuttavia finché nonsaranno esaminate proposte basate suquesto sistema e relative a progetti dicentrali nucleari di grande potenza, nonè possibile valutare la sua posizionecompetitiva.

Se la perdita di neutroni è mante-nuta a un livello molto basso, è possi-bile che un reattore operi a un rappor-to di conversione abbastanza elevato daraggiungere un guadagno di materialefissile, e in tal caso il reattore viene det-

to autofertilizzante. L'impiego degli au-tofertilizzanti nella produzione di ener-gia assicurerebbe il massimo sfrutta-mento sia delle risorse di combustibilifertili sia di quelle di combustibili fis-sili. La possibilità tecnica della costru-zione di un reattore con un'economiadi neutroni abbastanza perfezionata daraggiungere l'autofertilizzazione è statadimostrata più di un decennio fa. De-ve però essere fatto molto lavoro primache sia possibile realizzare questi reat-tori su scala commerciale. L'AEC fi-nanzia il maggior sforzo di sviluppo deireattori autofertilizzanti con l'obiettivodi avere impianti prototipi in funzioneverso la metà degli anni settanta e diraggiungere l'applicazione commercialesu vasta scala agli inizi o a metà deglianni ottanta. I costruttori di reattorisperano di ridurre questo programmadi parecchi anni.

Vi sono due tecniche fondamentaliper ottenere l'autofertilizzazione : unsistema a neutroni veloci operante con

il ciclo uranio-238/plutonio-239 e unsistema a neutroni lenti operante col ci-clo torio/uranio-233. Maggiori guada-gni di autofertilizzazione sono possibilicol primo ciclo e molti degli attualisforzi di sviluppo seguono questo indi-rizzo. Tutti e cinque i costruttori direattori che sono stati finora menzionatinell'articolo, più un sesto (l'Atomics In-ternational, un settore della North A-merican Rockwell Corporation) sonoattivi nel settore degli autofertilizzanti.Alcune società elettriche (in particola-re la Detroit Edison) hanno una lungastoria di attivo sostegno allo sviluppodegli autofertilizzanti, e da tempo sisono avuti segni di un accresciuto inte-resse delle società elettriche proprio inquesto settore della tecno l ogia dei reat-tori.

A questo punto è ormai evidente chequesto epilogo è in realtà un secondoprologo e che la più importante storiadell'energia nucleare deve essere ancorascritta.

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