Reattore nucleare a sali fusi

Schema del reattore ai Sali fusi.

Un reattore nucleare ai sali fusi (MSR) è un tipo di reattore nucleare a fissione dove il refrigerante primario, o persino il combustibile stesso è un miscuglio di sale fuso. I reattori nucleari ai sali fusi operano ad una temperatura superiore a quelli refrigerati ad acqua per un rendimento termodinamico superiore, mentre restano ad una pressione di vapore bassa.

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

Il combustibile nucleare può essere solido o dissolto nel refrigerante stesso. In molti progetti il combustibile nucleare è dissolto in un refrigerante di sali di fluoruro sciolti, come tetrafluoruro di uranio (UF4). Il fluido diventa critico in un nucleo di grafite che serve da moderatore. I design solidi fanno affidamento su combustibili ceramici disperse in una matrice di grafite, con i sali sciolti che forniscono raffreddamento a bassa pressione e calore elevato. I sali sono molto più efficienti dell'acqua a rimuovere il calore dal nucleo, riducendo necessità di pompaggio, tubazioni e riducendo le dimensioni del nucleo.

Il primo Aircraft Reactor Experiment era motivato soprattutto dal design compatto che poteva fornire quest'ultimo, mentre il Salt reactor experiment (1965-1969) era un prototipo per una centrale elettronucleare autofertilizzante alimentata a torio. Un rinnovato interesse verso questa tecnologia si è avuta fin dai primi anni 2000 con lo sviluppo del Reattore nucleare di IV generazione che comprende una versione refrigerata a sali fusi; il riferimento iniziale era di 1000 MWe [2] con dislocazione nella data obiettivo del 2040. [3]

Un altro vantaggio di un piccolo nucleo è che ha meno 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 al torio.