Sedici sfere grandi come biglie da biliardo. Dentro ciascuna di loro ci sono dodicimila particelle microscopiche di uranio racchiuse in strati di carbonio e ceramica. Adesso sono nel cuore dell’Advanced Test Reactor dell’Idaho, il reattore sperimentale più potente al mondo. Per i prossimi tredici mesi verranno bombardate da neutroni, scaldate, raffreddate, spinte al limite. L’obiettivo? Dimostrare che questo combustibile, chiamato TRISO-X (per gli amici solo “TRISO”), non può fondere. Mai. Nemmeno volendo. X-energy ha appena avviato il primo test di irradiazione su larga scala del TRISO negli Stati Uniti. Non è un esperimento da laboratorio: è la prova finale prima della commercializzazione. Se funziona, i reattori modulari avranno il loro carburante definitivo.
Tredici mesi sotto bombardamento neutronico
Il test, chiamato X-energy Pebble Reactor Test (XPeRT), è iniziato il 6 novembre 2025 presso l’Idaho National Laboratory. Le sedici sfere di TRISO-X verranno sottoposte a condizioni che simulano praticamente ogni scenario operativo immaginabile: vari livelli di potenza, temperature estreme, condizioni di burnup diverse. È il primo test di questo tipo negli USA dal 2020 e segna una svolta per il combustibile nucleare avanzato.
Dopo il ciclo di irradiazione nell’Advanced Test Reactor, le sfere passeranno attraverso esami post-irradiazione sia all’Idaho che all’Oak Ridge National Laboratory. Gli scienziati misureranno la ritenzione dei prodotti di fissione e la stabilità strutturale del materiale. I dati raccolti sono essenziali per ottenere l’approvazione della Nuclear Regulatory Commission (NRC), senza la quale nessun reattore avanzato può essere commercializzato.
Dan Wachs, direttore tecnico nazionale per la campagna sui combustibili avanzati del Dipartimento dell’Energia, ha definito questo ciclo sperimentale “enorme per i sostenitori del nucleare avanzato”.
Il test segna la prima irradiazione di combustibile TRISO per reattori avanzati dal 2020 e il primo utilizzo di una nuova capacità di test all’Advanced Test Reactor che rende possibili questi esperimenti.
Perché TRISO è diverso da tutto il resto
Il combustibile TRISO (TRi-structural ISOtropic) è composto da particelle microscopiche con un nucleo di uranio, carbonio e ossigeno. Questo nucleo è avvolto da tre strati di materiali a base di carbonio e ceramica che impediscono il rilascio di prodotti radioattivi di fissione. Le particelle sono grandi come semi di papavero e vengono assemblate in sfere delle dimensioni di una palla da biliardo.
La struttura a triplo rivestimento fa di ogni particella un sistema di contenimento autonomo. A differenza del combustibile tradizionale, il TRISO può resistere a temperature ben oltre i 1.600°C, molto al di sopra della soglia degli attuali combustibili nucleari. Secondo l’Associazione Italiana Nucleare, questa caratteristica rende fisicamente impossibile il rischio di meltdown.
La corsa americana al nucleare modulare
X-energy sta costruendo la TX-1, un impianto di fabbricazione del combustibile a Oak Ridge, Tennessee. Potrebbe diventare la prima struttura americana autorizzata dalla NRC per la produzione di combustibile nucleare avanzato in oltre cinquant’anni. Il combustibile TRISO-X è destinato allo Xe-100, il reattore modulare piccolo (SMR) progettato dall’azienda.
I primi reattori Xe-100 sono pianificati per il sito produttivo di Dow a Seadrift, Texas, per fornire energia elettrica e calore ad alta temperatura per uso industriale. Amazon ha inoltre siglato un accordo con X-energy per costruire fino a dodici SMR nello stato di Washington, con l’obiettivo di raggiungere oltre 5 GW di nuova capacità nucleare entro il 2039.
In parallelo, Standard Nuclear e il gigante francese Framatome hanno formato una joint venture per produrre combustibile TRISO su scala commerciale. La nuova entità, chiamata Standard Nuclear-Framatome (SNF), prevede di avviare la produzione nello stabilimento di Richland, Washington, nel 2027. L’obiettivo iniziale è produrre 2 tonnellate metriche di TRISO all’anno per alimentare la flotta emergente di reattori avanzati.
“Il TRISO-X incarna decenni di innovazione americana nella progettazione del combustibile”, ha dichiarato J. Clay Sell, CEO di X-energy.
“Questo programma di test ci avvicina di un passo alla ridefinizione dello standard di sicurezza e affidabilità nell’energia nucleare”.
Tra tredici mesi avremo la risposta definitiva. La Cina ha già dimostrato che i reattori con combustibile TRISO possono spegnersi in sicurezza senza intervento umano. Gli Stati Uniti vogliono certificare che anche il loro combustibile può farlo. E poi costruire la fabbrica che lo produrrà in serie.
