Reattori raffreddati ad acqua
Anche sui reattori convenzionali raffreddati ad acqua si cerca di apportare alcune migliorie che consentano di aumentarne la sicurezza e abbassarne il costo.
La tendenza è quella di progettare reattori a potenze inferiori rispetto alle attuali in modo tale da aver moduli di dimensione più piccola. Inoltre si vuole portare all’interno del contenitore metallico in pressione anche il generatore di vapore e il sistema di attuazione delle barre di controllo. In questo modo il sistema non può subire in caso di incidente una perdita significativa del liquido refrigerante, fatto che si verificò a Three Mile Island. Inoltre le barre di controllo non possono venire espulse dal nocciolo aumentando così notevolmente la sicurezza del sistema. Il reattore IRIS, progettato dalla Westinghouse Electric con una potenza di uscita fino a 350 MW, è un esempio di impianto di IV generazione raffreddato ad acqua.
Un ulteriore sviluppo per questa tipologia di reattori è dato dalla possibilità di funzionamento a temperature e pressioni superiori a quelle del punto critico dell’acqua. In tali condizioni non può esistere la fase liquida dell’acqua che si presenta quindi esclusivamente sotto la forma di vapore. Questo fatto costituisce una notevole semplificazione dell’impianto del ricircolo del vapore che diventa monofase; inoltre l’acqua al di sopra del punto critico possiede una elevata conducibilità termica e un grande calore specifico, tutte caratteristiche che portano ad avere un rendimento termico fino al 45%.
Il maggiore svantaggio dell’utilizzo dell’acqua come refrigerante rimane l’alto livello di corrosione a cui sono sottoposte le strutture del reattore: è necessario pertanto sviluppare nuovi materiali che siano più resistenti al degrado.
