Reattore nucleare a sali fusi

Un reattore nucleare a sali fusi (MSR, acronimo di Molten Salt Reactor) è un tipo di reattore nucleare a fissione dove il refrigerante primario, o persino il combustibile stesso è un miscuglio di sali fusi. I reattori nucleari a sali fusi operano a una temperatura superiore a quelli refrigerati ad acqua così da avere un rendimento termodinamico superiore, restando però a una pressione di vapore bassa.

Operare vicino alla pressione atmosferica riduce le sollecitazioni meccaniche, semplifica gli aspetti progettuali e migliora la sicurezza. Dovrebbe essere possibile costruire e far operare reattori a sali fusi in modo più economico rispetto alle centrali a carbone.^[1]

Il combustibile nucleare può essere solido o disciolto nel refrigerante stesso. In molti progetti il combustibile nucleare è disciolto come tetrafluoruro di uranio (UF₄) in un refrigerante fatto di sali di fluoruro. Il fluido diventa critico in un nucleo di grafite che fa da moderatore. I reattori con combustibile allo stato solido utilizzano elementi ceramici dispersi in una matrice di grafite, il sale fuso rimuove il calore operando a bassa pressione e temperatura elevata. I sali sono molto più efficienti dell'acqua nel rimuovere il calore dal nucleo, riducendo la necessità di pompare il liquido, il diametro delle tubazioni e le dimensioni del nucleo.

Il primo reattore a sali fusi, l'Aircraft Reactor Experiment, era motivato soprattutto dalle dimensioni compatte che poteva fornire quest'ultimo, mentre il Molten-Salt Reactor Experiment (1965-1969) era un prototipo per una centrale nucleare autofertilizzante alimentata a torio. Un rinnovato interesse verso questa tecnologia si è avuto fin dai primi anni 2000 con lo sviluppo del concetto di Reattore nucleare di IV generazione che comprende una versione refrigerata a sali fusi; il progetto di riferimento iniziale prevedeva una potenza di 1000 MWe.^[2] Si stima che i primi reattori di IV generazioni cominceranno a operare entro il 2030.^[3]

Un altro vantaggio di avere un nucleo piccolo è che ha una quantità minore di materiali che possono assorbire i neutroni. In un reattore che impiega torio come combustibile, un'eccellente economia neutronica favorisce una migliore fertilizzazione del torio-232 in uranio-233. Per tale motivo, il reattore a sali fusi risulta essere particolarmente adatto per il ciclo del combustibile nucleare del torio.