Una rinascita dell’energia nucleare in Svezia e il programma SUNRISE

L’energia nucleare è un ingrediente chiave per un sistema energetico sostenibile a livello globale. Al KTH Royal Institute of Technology esiste una lunga tradizione di ricerca, innovazione e sviluppo della tecnologia dell'energia nucleare. KTH ha l'unico programma Master attualmente in corso in Ingegneria dell'Energia Nucleare in Svezia, che viene anche impartito congiuntamente come Master internazionale nel quadro InnoEnergy EMINE ed è gestito dalla divisione di Ingegneria Nucleare del Dipartimento di Fisica del KTH. Ora si prevede una crescita sia di questo programma che delle attività di formazione e ricerca sull’ingegneria nucleare in Svezia, guidate da un’accelerazione della rinascita nucleare.

La crisi energetica in Europa, ulteriormente accentuata dall’invasione russa dell’Ucraina, ha portato la sicurezza e l’indipendenza energetica ai primi posti dell’agenda politica e sociale. In Svezia, che è già quasi a zero emissioni di carbonio nella produzione di elettricità, i grandi e ambiziosi progetti infrastrutturali che sono al centro della strategia nazionale di elettrificazione per trasformare l’industria e i trasporti avranno bisogno di enormi quantità di energia elettrica, oltre che di energia priva di fossili. calore e idrogeno di processo. Il nuovo governo svedese ha recentemente annunciato 25 milioni di euro aggiuntivi per la ricerca sull'energia nucleare nei prossimi tre anni. Hanno proposto di abbandonare la vecchia legislazione motivata politicamente che limita il numero e l’ubicazione dei reattori nucleari, e stanno delineando una tabella di marcia per lo sviluppo di un sistema energetico sostenibile per il futuro. L’attenzione derivante da questo sviluppo industriale si è tradotta in una maggiore domanda di sviluppo di competenze, istruzione avanzata e sviluppo e impulso di programmi di ricerca all’avanguardia.

Negli ultimi anni, la ricerca e l'innovazione presso KTH si sono rivolte ai piccoli reattori modulari (SMR), ma in generale viene coperta un'ampia gamma di argomenti. La ricerca coperta comprende studi fondamentali sulle interazioni della materia radioattiva, fisica dei reattori, analisi di progettazione e sicurezza di reattori avanzati, sviluppo di acciai avanzati, scienza dei materiali nucleari e danni da radiazioni, sviluppo di combustibile nucleare, modellizzazione, esposizione e caratterizzazione, test e modellizzazione di materiali e componenti in metalli liquidi pesanti ad alta temperatura, sviluppo e ottimizzazione di metodi Monte-Carlo avanzati e trasferimento di calore nell'acqua fino allo stato supercritico.

La ricerca sull’energia nucleare ha una domanda particolare di infrastrutture sperimentali necessarie per progredire. In molti casi, le infrastrutture possono essere utilizzate insieme ad altri campi della scienza per una sinergia ottimale. Al KTH, i ricercatori sull'energia nucleare stanno utilizzando diversi laboratori di sintesi e caratterizzazione dei materiali, dove la microscopia elettronica, la sinterizzazione del plasma a scintilla, la diffrazione di raggi X e altri strumenti stanno portando il carico più pesante. Anche la ricerca sulla tecnologia dei reattori, lo studio della fluidodinamica, del trasferimento di calore e della meccanica possono trarre vantaggio dalle infrastrutture sperimentali centrali. Per i materiali nucleari, e soprattutto quelli contenenti attinidi o campioni che sono stati irradiati, c’è un disperato bisogno di infrastrutture specializzate in grado di gestire le particolarità di questi materiali. Per i campioni contenenti uranio, spesso è possibile utilizzare attrezzature standard dopo che i rischi di contaminazione sono stati presi in considerazione, ma per i campioni che potrebbero attivare il loro ambiente o costituire un problema radiologico, è necessario utilizzare strutture sperimentali dedicate e schermate dalle radiazioni.

KTH ospita uno dei due laboratori universitari in Svezia che lavora con la fabbricazione, l'esposizione, la caratterizzazione e l'analisi del combustibile nucleare, ma non con materiali più attivi dell'uranio non irradiato. KTH ospita anche laboratori dedicati agli incidenti gravi che vengono utilizzati sia per studi sugli effetti separati che per test integrali con, ad esempio, simulanti di corium. A Chalmers esiste un laboratorio dedicato ai combustibili in grado di gestire materiali attivi. L'Università di Uppsala ospita la struttura nazionale del fascio ionico utilizzata per l'impianto, gli studi sui danni da radiazioni e la caratterizzazione dei materiali. L'Università di Tecnologia di Luleå ospita il Tribolab, che dispone di un'ampia gamma di strutture tribologiche all'avanguardia. A livello nazionale, la Svezia è ben posizionata per far avanzare la tecnologia dell’energia nucleare, ma non esiste ancora una chiara strategia nazionale di ricerca che comprenda il sostegno alle infrastrutture critiche per il settore dell’energia nucleare.