di Enrico Mainardi
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Nuclear energy is used to propel ships and submarines, especially in the military industry. As for civilian applications, the use of nuclear propellers is more limited; reported cases mainly include some russian icebreakers.
The main advantage of nuclear propulsion lies in its long-term self-sufficiency, as well as in the fact air is not required as an oxidizer for combustion.
This allows submarines to remain under water for longer periods, a key feature in the Cold War, during which submarines were employed tactically to be present in strategic spots that could not otherwise be reached by conventionally propelled submersibles.
Yet some disadvantages have limited the use of nuclear propulsion for civil ships to the present day. Firstly, the fact their designing and building is highly expensive. Secondly, the issue of nuclear waste management and end-of-life dismantling of ships.
Moreover, all safety aspects linked to nuclear power plants have to be considered, alongside their management on-board and ashore, which is far more complex than in conventional ships.
Other issues include access to ports, regulations and issues arising from occurrences like the attack of pirates who are still found in some areas.
In the future, nuclear ships could be effectively used to transport goods, as the cost of nuclear fuel is more stable and more cost-effective in the long term; environmental considerations like the absence of CO2 emissions also play a role in that respect.
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L’energia nucleare è ampiamente utilizzata per la propulsione di navi e sottomarini, specialmente in ambito militare. Nel settore civile la propulsione nucleare è stata impiegata in maniera più limitata, essenzialmente per motivi economici legati alla complessità di gestione. I casi di utilizzo civile si riferiscono principalmente ad alcune navi rompighiaccio russe.
Il principale vantaggio della propulsione nucleare consiste in una prolungata autonomia e nel fatto di non avere bisogno di aria quale comburente. Ciò permette ai sottomarini di restare per lungo tempo sommersi; caratteristica particolarmente importante ai tempi della guerra fredda, perché i sottomarini nucleari potevano così garantire una presenza tattica e strategica altrimenti impossibile con i sommergibili a propulsione convenzionale.
I motori diesel, infatti, richiedono aria per la combustione e garantiscono la navigazione solo in emersione. La navigazione in immersione è assicurata da motori elettrici, con la conseguente autonomia subacquea limitata alla durata degli accumulatori ricaricati in superficie dai motori diesel.
Alcuni svantaggi hanno però limitato la propulsione nucleare nella marina civile. In primo luogo gli alti costi di progettazione e di costruzione. Vi è poi il problema della gestione dei rifiuti radioattivi e dello smantellamento dell’unità a fine vita. È inoltre necessario garantire tutti gli aspetti inerenti alla sicurezza degli impianti nucleari, e alla gestione a terra e a bordo più complessa rispetto alla nave convenzionale: durante e dopo l’esercizio non si devono verificare rischi alle persone e all’ambiente dovuti all’emissione di radioattività o ad eventuali incidenti. Altri problemi riguardano l’accesso ai porti, la regolamentazione e le problematiche in caso di attacco da parte di pirati presenti in determinate aree. La tecnologia militare non obbedisce alle leggi di mercato e di economia delle risorse, per cui i prodotti non sempre possono divenire competitivi in ambito civile. In futuro potrebbero essere convenienti navi nucleari per trasporto merci, per via dei più stabili costi del combustibile e per la convenienza sul lungo periodo, oltre che per aspetti ambientali legati all’assenza di emissioni di CO2.
Propulsione nucleare per imbarcazioni militari
Nel caso dei sottomarini, costruiti prevalentemente adottando la propulsione nucleare, il reattore consente una autonomia di diversi mesi con velocità di 30 nodi e operando a notevoli profondità. L’energia generata consente anche di produrre, dall’acqua di mare, l’ossigeno che viene immesso nel sistema di ventilazione. L’anidride carbonica prodotta dall’equipaggio è assorbita da batterie di elementi purificatori, consentendo così un rinnovo artificiale dell’aria interna. Anche l’acqua potabile è distillata dal mare, permettendo i lunghi periodi di autonomia citati.
I Paesi che hanno il maggior numero di sottomarini a propulsione nucleare in servizio sono Stati Uniti, Russia, Gran Bretagna, Francia. Il primo sottomarino nucleare fu varato nel 1954, con il nome di USS Nautilus, dalla marina degli Stati Uniti. [...]
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