Analisi tecnica ed economica del torio come risorsa energetica, dalle proprietà chimico-fisiche al confronto con l’uranio e altre fonti nucleari

di Marco Arezio

Il torio è un elemento chimico con simbolo Th e numero atomico 90, appartenente alla famiglia degli attinidi. In natura si presenta quasi esclusivamente come torio-232, isotopo fertile che, pur non essendo direttamente fissile, può trasformarsi in uranio-233, un isotopo fissile, attraverso l’assorbimento di neutroni e successivi decadimenti.

Dal punto di vista fisico e chimico, il torio possiede caratteristiche interessanti per l’impiego nucleare. Il suo ossido ha un punto di fusione più elevato rispetto all’uranio, una migliore conducibilità termica e una maggiore stabilità chimica. Queste proprietà rendono il combustibile a base di torio più resistente alle sollecitazioni interne di un reattore e meno vulnerabile a fenomeni di degrado.

Dove si trova il torio e quali sono le principali riserve mondiali

Il torio è circa tre volte più abbondante dell’uranio nella crosta terrestre e si trova principalmente in minerali come la monazite, la thorianite e la thorite. Le riserve più consistenti si trovano in India, Brasile, Australia, Stati Uniti, Canada, Sudafrica, Cina e Turchia.

La sua distribuzione è più equilibrata rispetto a quella dell’uranio, il che ne riduce la vulnerabilità geopolitica. L’India in particolare dispone di una quota significativa delle risorse mondiali e da decenni sviluppa programmi dedicati alla valorizzazione del torio come combustibile, nella prospettiva di ridurre la dipendenza da altre fonti energetiche.

Estrazione e lavorazione del torio dai minerali naturali

Il torio viene estratto come sottoprodotto dall’attività mineraria legata ai fosfati e alle terre rare. La monazite è il minerale più sfruttato, dal quale si ricava il torio attraverso processi chimici che prevedono la separazione dei fosfati e delle terre rare e l’isolamento del torio sotto forma di ossidi o fluoruri.

Questi composti sono successivamente trasformati in combustibile idoneo all’irraggiamento nei reattori nucleari. Il ciclo di lavorazione richiede impianti specifici, poiché durante l’irraggiamento si genera uranio-232, isotopo che emette radiazioni gamma molto intense, con la conseguenza che le fasi di manipolazione e ritrattamento devono avvenire con sistemi remoti e altamente protetti.

Impieghi storici e moderni del torio

Per lungo tempo il torio è stato utilizzato in applicazioni civili non nucleari: nella fabbricazione di mantelli a incandescenza per lampade a gas, in alcune leghe metalliche ad alta resistenza, in rivestimenti ceramici, in componenti ottici e persino in elettrodi per saldatura.

Oggi, tuttavia, l’interesse maggiore è concentrato sul suo ruolo come combustibile nucleare. I programmi di ricerca più avanzati prevedono l’uso del torio in reattori a sali fusi e in reattori ad acqua pesante, con l’obiettivo di sfruttarne le qualità superiori rispetto all’uranio in termini di sicurezza e riduzione delle scorie radioattive.

Il torio come combustibile nucleare: vantaggi e limiti

Il torio presenta numerosi vantaggi. È più abbondante e distribuito in modo più uniforme rispetto all’uranio, il che riduce la dipendenza energetica da pochi fornitori. La conversione in uranio-233 avviene con un rendimento neutronico elevato, permettendo un uso efficiente del combustibile. Inoltre, il ciclo del torio produce meno plutonio e meno attinidi minori, riducendo così la quantità e la pericolosità delle scorie a lungo termine.

Un altro vantaggio strategico è legato alla non proliferazione: l’uranio-233 prodotto è spesso contaminato da isotopi che emettono radiazioni ad alta energia, rendendo difficile il suo utilizzo in armamenti.

D’altro canto, il torio non è fissile e richiede un isotopo fissile di avvio, come uranio-235 o plutonio-239.

Confronto tra torio e uranio nel ciclo del combustibile

Il confronto tra torio e uranio mette in evidenza differenze sostanziali. L’uranio ha il vantaggio di un ciclo industriale consolidato e ampiamente diffuso. È direttamente fissile nella sua componente U-235 e le tecnologie di arricchimento sono mature. Per contro, le riserve di uranio non sono distribuite in modo uniforme e potrebbero ridursi sensibilmente nei prossimi decenni.

Il torio, pur richiedendo un avvio più complesso, offre una disponibilità molto superiore, tempi di esaurimento più lunghi e scorie meno problematiche da gestire. Sul piano strategico, l’adozione del torio ridurrebbe la concentrazione geopolitica delle riserve di combustibile nucleare e aprirebbe la strada a sistemi energetici più sicuri.

Alternative tecnologiche e contesti emergenti

Accanto al torio, altre tecnologie nucleari innovative stanno emergendo. I reattori a sali fusi, che possono funzionare bene con il torio, promettono maggiore sicurezza intrinseca e la possibilità di ritrattare il combustibile in ciclo continuo. I reattori veloci e gli impianti di nuova generazione, inclusi i reattori modulari di piccola scala, rappresentano soluzioni complementari.

La fusione nucleare rimane il traguardo ultimo, ma la sua realizzazione industriale è ancora lontana. In questo contesto, il torio si pone come un’alternativa intermedia, in grado di offrire vantaggi concreti in termini di sicurezza e sostenibilità in tempi più rapidi rispetto alla fusione.

Impatti economici e strategici dell’uso del torio

Le implicazioni economiche del torio sono rilevanti. Sebbene oggi l’avvio di un ciclo thorium sia più costoso rispetto a quello dell’uranio, la maggiore abbondanza del minerale e la riduzione dei costi legati alla gestione delle scorie potrebbero renderlo competitivo sul lungo periodo.

Dal punto di vista strategico, paesi con abbondanti riserve di torio potrebbero acquisire un ruolo centrale nello scenario energetico globale. L’India, ad esempio, ha sviluppato un programma a tre fasi che mira a sfruttare progressivamente il torio nazionale, puntando all’indipendenza energetica.

L’adozione del torio potrebbe inoltre attenuare i rischi geopolitici legati alle forniture di uranio, oggi concentrate in poche nazioni. La prospettiva di una produzione energetica più sicura, abbondante e meno impattante dal punto di vista ambientale fa del torio un candidato di primaria importanza per il futuro energetico mondiale.

Conclusione

Il torio non rappresenta una soluzione immediata ai problemi energetici, ma si configura come una risorsa strategica per il medio e lungo termine. La sua abbondanza, la maggiore sicurezza intrinseca e la riduzione delle scorie lo rendono un combustibile con un potenziale unico. Ciò che oggi frena la sua adozione non sono i limiti intrinseci, bensì la mancanza di infrastrutture dedicate e il predominio del ciclo dell’uranio.

Se la ricerca e lo sviluppo tecnologico procederanno con decisione, il torio potrebbe divenire una delle colonne portanti del futuro nucleare, contribuendo a un sistema energetico più stabile, sicuro e sostenibile.

© Riproduzione Vietata