La piccola città di Abilene, nel Texas occidentale, è più conosciuta per la musica country e i rodei che per la fisica nucleare avanzata. Ma è proprio lì che gli scienziati stanno entrando nella fase finale di una corsa per avviare la prossima generazione di energia atomica americana.
Tra una miriade di startup nucleari in tutto il paese, Natura Resources, con sede ad Abilene, è una delle sole due aziende con permessi della U.S. Nuclear Regulatory Commission per costruire un cosiddetto reattore “avanzato”. Costruirà il suo piccolo reattore a sali fusi da un megawatt sotto un laboratorio appena completato presso la Abilene Christian University, in una trincea sotterranea profonda 25 piedi e lunga 80 piedi, coperta da un coperchio di cemento e servita da una gru da costruzione da 40 tonnellate.
L’altra azienda, Kairos Power, con sede in California, sta costruendo il suo reattore di prova da 35 megawatt a Oak Ridge, Tennessee, la capitale della scienza nucleare americana da 80 anni. Entrambi puntano al completamento nel 2027 e sperano di inaugurare un nuovo capitolo dell’era energetica.
“Un’azienda e una scuola di cui nessuno ha mai sentito parlare sono arrivate all’avanguardia del nucleare avanzato,” ha detto Rusty Towell, fisico nucleare presso la Abilene Christian University e sviluppatore principale del reattore di Natura. “Questo benedirà il mondo.”
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti lavora da anni per resuscitare il settore nucleare americano, avanzando lo sviluppo di nuovi reattori per soddisfare le enormi richieste elettriche in arrivo da grandi nuove strutture industriali, dai data center alle miniere di Bitcoin, agli impianti chimici e agli impianti di desalinizzazione.
I leader del Texas, il più grande produttore e consumatore di energia della nazione, hanno dichiarato l’intenzione di attrarre il crescente settore nucleare e stabilirlo nello stato. Il progetto presso la Abilene Christian University è solo uno dei diversi dispiegamenti iniziali di reattori avanzati già pianificati qui.
Dow Chemical prevede di collocare piccoli reattori prodotti da X-energy nel suo complesso di Seadrift sulla costa del Golfo. Il mese scorso, Natura ha annunciato piani per alimentare le infrastrutture petrolifere nel Permian Basin. E a febbraio, la Texas A&M University ha annunciato che quattro aziende, tra cui Natura e Kairos, costruiranno piccoli reattori commerciali da 250 megawatt in un nuovo enorme “proving grounds” vicino al suo campus a College Station.
“Abbiamo bisogno di energia in Texas, ne abbiamo bisogno di molta e ne abbiamo bisogno in fretta,” ha detto il senatore statale Charles Perry, presidente del Comitato del Senato per l’Acqua, l’Agricoltura e gli Affari Rurali. “Le aziende che stanno venendo qui avranno bisogno di un tipo diverso di energia a lungo termine.”
Durante la sessione legislativa biennale di quest’anno, i legislatori statali sperano di rendere disponibili miliardi di dollari di finanziamenti pubblici per nuovi progetti nucleari e di approvare altre leggi a sostegno del settore.
“Se facciamo ciò che ci viene chiesto di fare dai gruppi industriali qui fuori, se facciamo ciò che pensiamo di dover fare e sappiamo di dover fare, potremmo effettivamente mettere un paletto nel terreno che il Texas è il terreno di prova per queste energie,” ha detto Perry, parlando questo mese al Campidoglio statale in un forum sull’energia nucleare ospitato da PowerHouse Texas, un’organizzazione no-profit che promuove l’innovazione energetica.
Ma, ha aggiunto, “Il Texas dovrà decidere: A quale livello di rischio è prudente rischiare i soldi dei contribuenti?”
I primi nuovi reattori potrebbero essere pronti commercialmente entro cinque anni, ha detto; la maggior parte è a 10-20 anni di distanza.
Dozzine di nuovi progetti di reattori proposti promettono maggiore efficienza e sicurezza rispetto ai modelli tradizionali con meno rifiuti pericolosi. Mentre i reattori nucleari esistenti utilizzano sistemi di raffreddamento riempiti d’acqua, i cosiddetti reattori “avanzati” utilizzano alternative come sali fusi o metalli. Ciò consente loro, in teoria, di operare a una temperatura più alta e a una pressione più bassa, aumentando la produzione di energia e diminuendo i rischi di perdite o esplosioni.
Prima di poter essere costruito, ogni progetto viene esaminato estensivamente dalla Nuclear Regulatory Commission in un processo di anni per garantire che soddisfino i requisiti di sicurezza.
“Comprendiamo quanto lavoro ci aspetta e portarlo a termine significa trovare ogni efficienza appropriata nelle nostre revisioni,” ha detto Scott Burnell, responsabile delle relazioni pubbliche per la NRC.
La commissione sta anche esaminando una domanda di permesso di TerraPower, con sede a Washington e fondata da Bill Gates nel 2006, per costruire una centrale nucleare commerciale completa in Wyoming. Si aspetta di ricevere una domanda di permesso di costruzione per il reattore X-energy a Dow in Texas quest’anno, ha detto Burnell.
Dopo la costruzione, le aziende richiederanno un permesso separato per operare i loro progetti. Nessuna ha ancora richiesto una licenza operativa per un reattore nucleare avanzato, ma Natura prevede di presentare la sua domanda quest’anno.
Per Towell, nativo di Abilene e figlio di due membri del corpo docente della ACU, questo momento è stato un decennio in preparazione. Nel 2015 ha fondato il NEXT Lab alla ACU per test nucleari avanzati, ha ottenuto una donazione di 3 milioni di dollari da un ricco petrolifero del Texas occidentale nel 2017, ha stretto una partnership con il Dipartimento dell’Energia nel 2019 e ha fondato l’azienda Natura nel 2020. La costruzione è terminata nel 2023 sul nuovo scintillante impianto di NEXT. E nel 2024, la NRC ha rilasciato un permesso per costruire il primo reattore avanzato in un’università americana.
Towell, ex istruttore alla U.S. Naval Nuclear Power School, ha detto che questi nuovi progetti rappresentano il primo grande avanzamento nella tecnologia nucleare americana in 70 anni. Mentre sono stati aggiunti strati e strati di sistemi di sicurezza, il design di base del reattore è rimasto invariato.
Utilizza un sistema di raffreddamento ad acqua circolante per evitare il surriscaldamento, la fusione e il rilascio del suo contenuto radioattivo nell’atmosfera. Il sistema opera a una pressione estremamente alta per mantenere l’acqua in stato liquido ben al di sopra del suo punto di ebollizione. Se la circolazione si ferma a causa di una perdita di potenza o di un malfunzionamento, un accumulo di pressione può causare un’esplosione, come è successo alla centrale nucleare di Fukushima Daiichi in Giappone nel 2011.
Al contrario, i nuovi progetti di reattori “avanzati” utilizzano alternative all’acqua per il raffreddamento, come metallo liquido o gas speciali.
Il design di Natura, come molti altri, utilizza sali fusi. Non è sale da tavola ma sale di fluoruro, una sostanza cristallina corrosiva che si scioglie a circa 750 gradi Fahrenheit e rimane liquida fino a 2.600 gradi a pressione normale.
Di conseguenza, il reattore può operare a temperature estremamente alte senza alta pressione. Se il sistema si rompe, non emetterà una nuvola di vapore, ma piuttosto perderà una melma fusa che si solidifica sul posto.
“Non si disperde nell’aria e non si diffonde nel mondo,” ha detto Towell. “Gocciola in una vaschetta di raccolta e si solidifica.”
Piuttosto che barre di combustibile solido, il design di Natura utilizza anche un combustibile di uranio liquido che è dissolto nel refrigerante fuso. Secondo Towell, ex ricercatore presso il Los Alamos National Laboratory, ciò riduce la quantità di rifiuti radioattivi prodotti dal reattore e ne facilita il riciclaggio.
Il design del reattore Kairos utilizza un refrigerante a sali fusi con centinaia di migliaia di “ciottoli” di combustibile di uranio, mentre il design di X-energy utilizza ciottoli di combustibile con un refrigerante a gas.
Criticamente, molti nuovi progetti di reattori sono anche piccoli e modulari. Invece di progetti di costruzione massicci e personalizzati, sono pensati per essere costruiti in fabbriche con efficienza di linea di montaggio e poi spediti su rimorchi di camion e installati in loco. Ciò permetterà a grandi strutture industriali o data center di operare le proprie fonti di energia indipendenti dalle reti elettriche pubbliche.
Doug Robison, presidente di Natura e dirigente petrolifero in pensione che ha lavorato per 13 anni come landman per ExxonMobil, ha detto che piccoli reattori potrebbero alimentare le infrastrutture petrolifere nel Permian Basin, dai pumpjack alle stazioni di compressione.
“Alimentando l’industria petrolifera e del gas, che utilizza una quantità enorme di energia per le loro operazioni, stiamo aiutando ad alleviare la pressione sulla rete,” ha detto.
Vuole anche alimentare nuovi impianti di trattamento per le enormi quantità di acque reflue prodotte ogni giorno nel Permian Basin. A gennaio, Natura ha annunciato una partnership con il Texas Produced Water Consortium, finanziato dallo stato, presso la Texas Tech University, mirata a utilizzare piccoli reattori per purificare le acque reflue dei giacimenti petroliferi, la maggior parte delle quali attualmente viene pompata sottoterra per lo smaltimento.
I nuovi progetti di reattori si inseriscono nei piani dei leader statali per stabilire il Texas come leader globale nella tecnologia dei reattori nucleari avanzati.Il governatore Greg Abbott ha incaricato la Commissione per i Servizi Pubblici dello Stato di studiare la questione e produrre un rapporto. “Il Texas è ben posizionato per guidare il paese nello sviluppo degli ANR,” afferma il rapporto di 78 pagine, pubblicato alla fine dello scorso anno. “Il Texas può guidare tagliando la burocrazia e stabilendo incentivi per accelerare il dispiegamento nucleare avanzato, superare gli ostacoli regolatori e attrarre investimenti.”
Rusty Towell spiega al senatore John Cornyn la tecnologia del sale fuso che sarà impiegata nel futuro reattore di ricerca nucleare dell’Abilene Christian University. La fossa è dove sarà installato il reattore.
Il rapporto ha fatto diverse raccomandazioni, e i legislatori statali quest’anno hanno già presentato proposte di legge per attuarne diverse, tra cui la creazione di una Texas Advanced Nuclear Authority e di un ufficiale per i permessi nucleari. Più significativamente, il rapporto ha anche raccomandato due nuovi fondi pubblici per sostenere il dispiegamento dell’energia nucleare, incluso uno modellato sul Texas Energy Fund, creato nel 2023 e che ha reso disponibili 5 miliardi di dollari per il finanziamento di nuove centrali a gas.
“Quando parlo con le persone, si torna sempre al finanziamento,” ha detto Thomas Gleeson, presidente della Commissione per i Servizi Pubblici, durante il forum PowerHouse. “Tutte queste questioni sono in qualche modo ancillari a: Come finanzieremo questo?”
Gleeson ha detto che gli sviluppatori si aspetteranno che lo stato metta a disposizione almeno 100 milioni di dollari per progetto attraverso partenariati pubblico-privati per aiutare a ridurre il rischio finanziario.
“Considerando la crescita del carico in questo stato che stiamo prevedendo, se vuoi aria pulita e una rete affidabile, devi essere a favore del nucleare,” ha detto.
I critici del piano si oppongono all’uso di denaro pubblico per progetti privati e si preoccupano per la sicurezza.
“Non usiamo i soldi dei contribuenti per finanziare una serie di progetti sperimentali e utopistici che dovrebbero essere responsabilità dell’industria privata,” ha detto John Umphress, uno specialista in pensione del programma Austin Energy che sta valutando gli sforzi nucleari su contratto per il gruppo di difesa dei consumatori Public Citizen. “Nessuno ha davvero calcolato il costo perché c’è ancora molto da dimostrare prima che queste cose vengano costruite.”
Umphress ha sollevato preoccupazioni sui materiali in sviluppo per resistere alle temperature astronomiche e alle qualità estremamente corrosive dei refrigeranti a sale fuso.
Ha anche notato che gli Stati Uniti mancano ancora di un deposito permanente per i rifiuti nucleari dopo decenni di tentativi infruttuosi. La maggior parte dei rifiuti oggi è immagazzinata in loco in strutture temporanee specializzate presso le centrali nucleari, il che non sarebbe possibile se piccoli reattori fossero dispiegati in singoli progetti industriali.
“Questo è il grande problema che non abbiamo ancora risolto, ma non sta fermando alcuni di questi sviluppatori dal portare avanti i loro progetti,” ha detto. “Sperano che il governo federale si assuma la responsabilità dei rifiuti e della loro gestione e smaltimento.”
Durante il forum PowerHouse, i funzionari hanno espresso la speranza che il settore privato sviluppi una soluzione dopo che i nuovi progetti di reattori creeranno domanda per lo smaltimento dei rifiuti.
Questi progetti di reattori sono ancora a molti anni di distanza. Finora, la NRC ha autorizzato la costruzione di reattori avanzati solo per la ricerca universitaria. Successivamente emetterà permessi per reattori commerciali più grandi prima che possano essere dispiegati.
Forse il più grande dispiegamento iniziale di reattori avanzati commerciali è previsto presso la Texas A&M University. A febbraio, la scuola ha annunciato che quattro aziende si erano impegnate a installare i loro progetti di reattori commerciali in un nuovo “Energy Proving Ground” di 2.400 acri vicino al campus di College Station.
Il sito è una vecchia base aerea dell’esercito, attualmente sede di strutture per test di crash di veicoli e di un complesso di sviluppo di guerra avanzata.
L’università costruirà infrastrutture lì e aiuterà a semplificare i permessi per i progetti di reattori, ha detto Joe Elabd, vice cancelliere per la ricerca del sistema Texas A&M. L’università sta richiedendo 200 milioni di dollari in stanziamenti statali per aiutare a sviluppare il sito, ha detto.
“Stiamo fornendo un sito un po’ più plug-and-play per queste aziende, invece di andare in un vero e proprio campo verde e dover fare tutto da sole,” ha detto.
I reattori sul sito saranno collegati alla rete elettrica del Texas, ha detto Elabd.
A&M ha iniziato a cercare proposte da aziende per costruire sul sito lo scorso agosto, e un pannello di esperti universitari ha selezionato i quattro finalisti, che includono Natura e Kairos.
Un portavoce di Kairos, Christopher Ortiz, ha detto che l’azienda sta costruendo una struttura di produzione ad Albuquerque, New Mexico, che produrrà i reattori dispiegati presso Texas A&M. Ha detto che l’azienda sta attualmente lavorando per identificare siti per futuri reattori commerciali, valutando fattori come la disponibilità della forza lavoro, le infrastrutture esistenti e il supporto della comunità.
“Il sito di Texas A&M presenta un’opportunità unica per collocare più centrali elettriche commerciali in un’unica posizione, il che lo rende particolarmente attraente,” ha detto.
Il sito includerà anche Terrestrial Energy, un’azienda canadese. E includerà Aalo Atomics, una startup finanziata da investitori di due anni che sta attualmente costruendo una fabbrica di reattori di 40.000 piedi quadrati ad Austin, che prevede di inaugurare ad aprile.
Più che reattori modulari, Aalo prevede di produrre intere centrali modulari, chiamate Aalo Pods, che includono diversi reattori, una turbina e un generatore, progettati per essere installati nei data center.
“È fatto in fabbrica, spedito al sito e assemblato come i lego,” ha detto il CEO di Aalo, Matt Loszak.
Ha stimato cinque-dieci anni per il dispiegamento presso il sito di A&M, ma ha detto che dipendeva dal continuo supporto finanziario degli investitori. Aalo sta sviluppando il suo progetto di reattore presso il Laboratorio Nazionale dell’Idaho del Dipartimento dell’Energia, un centro di ricerca nucleare nazionale di 70 anni.
Ma Loszak, un ex ingegnere del software canadese, ha deciso di collocare la sua fabbrica in Texas, ha detto, per essere vicino alle enormi richieste energetiche in arrivo e per sfruttare l’approccio favorevole agli affari dello stato alla regolamentazione.
“I politici qui sono davvero pro-nucleare, vogliono vedere il nucleare costruito, e non è così in altre parti del paese,” ha detto. “Da una prospettiva regolatoria e di permessi, è un ottimo posto per costruire cose.”Ha trascorso anche due anni a indagare sui gruppi armati in America Latina per il dipartimento di sicurezza globale di Facebook prima di tornare al giornalismo in Texas. Ha conseguito lauree in giornalismo e studi latinoamericani presso l’Università del Texas ad Austin. Ha vissuto in Argentina, Kazakistan e Colombia e parla fluentemente lo spagnolo.