Torio e nucleare: come funzionano i nuovi reattori

Il torio è un metallo con una debole radioattività, che si trova nelle rocce terrestri in quantità circa tre volte superiore all’uranio, e può essere utilizzato per alimentare un reattore nucleare dopo la sua trasformazione in uranio-233. Il 1° novembre 2025, l’Istituto di fisica applicata di Shanghai (SINAP, Accademia cinese delle scienze) ha comunicato che il reattore sperimentale a sali fusi TMSR-LF1 ha effettuato la prima misurazione della conversione torio-uranio in un reattore operativo. Il prototipo però produce solo 2 MW termici e la Cina colloca il dimostrativo da 100 MW termici al 2035. Il torio è una promessa concreta, con tempi lunghi.

Cos’è il torio e perché può diventare un combustibile nucleare

Il torio, che occupa il 90° posto nella tavola degli elementi chimici, è stato scoperto nel 1828 dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius e prende il nome da Thor, la divinità norrena del tuono. In natura, si trova unicamente nell’isotopo torio-232, che si rinviene in piccole porzioni pressoché in tutte le rocce e i terreni. Il suo lento processo di decadimento, insieme a quello di uranio e potassio, contribuisce al calore interno della Terra: è lo stesso calore che utilizziamo attraverso l’energia geotermica.

Secondo quanto riportato nella scheda tecnica della World Nuclear Association, aggiornata a maggio 2024, il suolo contiene mediamente circa 6 parti per milione di torio, equivalente a tre volte la quantità di uranio. Le risorse mondiali sono stimate in 6,35 milioni di tonnellate di torio, come indicato nel rapporto congiunto OCSE-NEA e IAEA Uranium 2016: Resources, Production and Demand (noto anche come “Red Book”). L’India è il paese con le maggiori riserve, detenendo 846.000 tonnellate, seguita dal Brasile con 632.000 tonnellate e da Australia e Stati Uniti, entrambi con 595.000 tonnellate. La principale fonte di torio è la monazite, un minerale fosfatico presente nelle sabbie costiere, contenente mediamente tra il 6 e il 7% di fosfato di torio.

Il torio-232 è un materiale “fertile”, non “fissile”: da solo non sostiene una reazione a catena. Deve prima catturare un neutrone e trasformarsi, attraverso il protoattinio-233, in uranio-233, che è un buon combustibile fissile. Per partire serve sempre un materiale fissile di avvio: uranio-235 arricchito, plutonio-239 o uranio-233 prodotto altrove.

Come funziona un reattore al torio

Un reattore al torio opera in modo simile a una staffetta. Una sezione di combustibile fissile, nota come “seme”, sostiene la reazione a catena e rilascia neutroni in eccesso; una sezione fertile di torio, designata come “mantello”, li cattura e genera uranio-233, che a sua volta produce energia attraverso la fissione. Nei progetti più avanzati, il sistema riesce a generare più uranio-233 di quanto ne consumi fissile: si parla in questo caso di “breeding”, ovvero autofertilizzazione del combustibile.

La World Nuclear Association (2024) elenca sette tecnologie in grado di usare il torio come combustibile: reattori ad acqua pesante come i CANDU canadesi, a gas ad alta temperatura, ad acqua leggera, veloci, sistemi pilotati da acceleratore e reattori a sali fusi. I primi cinque hanno già bruciato torio in passato; i sali fusi col torio sono tornati in laboratorio solo negli ultimi quindici anni.

I reattori a sali fusi (MSR, Molten Salt Reactor) sono ritenuti la soluzione più idonea per l’uso del torio. Invece di essere contenuto in barre solide, il combustibile è disciolto in una miscela di sali di fluoro che si fonde a temperature comprese tra 400 e 700 °C e circola a pressione atmosferica, fungendo sia da combustibile che da fluido refrigerante. Questo approccio elimina la necessità di produrre barre costose e consente di estrarre i prodotti di fissione durante il funzionamento. Per quanto riguarda la sicurezza, un tappo di sale solidificato si scioglie in caso di blackout e il combustibile liquido defluisce autonomamente in serbatoi dove la reazione si arresta per effetto della geometria.

TMSR-LF1: cosa ha dimostrato davvero l’esperimento cinese

Nel gennaio 2011, la Cina ha avviato il programma sui sali fusi al torio, assegnandolo al SINAP dell’Accademia cinese delle scienze. Il progetto ha prodotto il TMSR-LF1 a Wuwei, situato nel deserto del Gobi (provincia del Gansu): i lavori sono iniziati a settembre 2018, mentre la costruzione si è conclusa ad agosto 2021. La prima criticità si è verificata l‘11 ottobre 2023 e il reattore ha raggiunto la piena potenza a giugno 2024. Questo reattore fornisce 2 MW termici, utilizza circa 50 kg di torio e impiega uranio arricchito sotto il 20% come innesco (World Nuclear News, 4 novembre 2025).

I traguardi scientifici sono due. A ottobre 2024, il team ha completato il primo carico di torio in un reattore a sali fusi in funzione, un’impresa che non era mai riuscita nemmeno all’americano Oak Ridge negli anni Sessanta. Il 1° novembre 2025, il SINAP ha comunicato di aver convertito il torio in uranio-233, misurando i risultati all’interno del reattore attivo: si tratta dei primi dati sperimentali al mondo riguardanti questo processo in un impianto in funzione.

«Dalla prima criticità dell‘11 ottobre 2023, il reattore a sali fusi al torio ha continuato a generare calore dalla fissione nucleare», ha affermato Li Qingnuan, vicedirettrice del SINAP, commentando la notizia (World Nuclear News, 4 novembre 2025). La ricercatrice ha messo in evidenza il beneficio pratico: i reattori ad acqua pressurizzata necessitano di fermarsi e di aprire il recipiente in pressione per effettuare la sostituzione del combustibile, mentre il combustibile liquido può essere ricaricato senza spegnere il reattore, consentendo un utilizzo più efficiente del materiale e generando meno rifiuti radioattivi.

Per quanto riguarda le tempistiche, la Cina rappresenta la fonte più attendibile. Dai Zhimin, il direttore del SINAP, segnala come traguardo futuro un reattore dimostrativo da 100 MW termici entro il 2035; la rivista di settore Power (novembre 2025) prevede che gli impianti commerciali al torio possano essere realizzati attorno al 2040. Sono quindici anni, almeno, di ingegneria che separano un esperimento da 2 MW termici da una centrale operativa.

A che punto è la tecnologia: molta ricerca, nessuna centrale

Il nucleare ha già provato il torio, e poi l’ha messo da parte. Il reattore a sali fusi di Oak Ridge (USA) fu attivo dal 1965 al 1969, raggiungendo una potenza di 7,4 MW termici. Tra il 1977 e il 1982, il reattore di Shippingport (USA) dimostrò la capacità di un ciclo al torio di autofertilizzarsi: alla fine del suo ciclo operativo, il combustibile fissile era aumentato dell‘1,39%, con un rapporto di breeding pari a 1,01, secondo un documento NRC del 2007. Anche il Fort St Vrain (330 MWe, 1976-1989) negli Stati Uniti e il THTR di Hamm-Uentrop in Germania (300 MWe, 1983-1989) generarono elettricità utilizzando combustibile a base di torio. Poi l’uranio, abbondante ed economico, vinse la partita industriale.

Attualmente in tutto il mondo non è attiva alcuna centrale commerciale al torio. In aggiunta alla Cina, l’India presenta il programma più sviluppato: si tratta di un progetto articolato in tre fasi, ideato dal fisico Homi Bhabha negli anni Sessanta, volto a sfruttare le immense riserve nazionali di torio. Il 6 aprile 2026, il prototipo del reattore rapido autofertilizzante PFBR di Kalpakkam (500 MWe) ha raggiunto la prima criticità, dopo oltre vent’anni di ritardi (World Nuclear News, aprile 2026): questa fase rappresenta il secondo stadio, destinato a generare il materiale fissile per i reattori al torio del terzo stadio. Il reattore avanzato ad acqua pesante AHWR, progettato apposta per bruciare torio, resta invece sulla carta. In Europa e negli Stati Uniti, numerose startup e laboratori sono impegnati nello sviluppo di reattori a sali fusi, spesso senza l’utilizzo di torio nella fase iniziale.

Pro e contro del torio: scorie, sicurezza, proliferazione e costi

Secondo l’analisi pubblicata dall’IAEA al termine di un progetto di ricerca quadriennale sul torio, i reattori alimentati con questo elemento producono meno scorie a lunga vita rispetto agli attuali reattori a uranio: il ciclo genera quantità molto ridotte di plutonio e attinidi minori. La disponibilità della risorsa estende l’orizzonte del combustibile nucleare per secoli. L’uranio-233 prodotto nei reattori è poi contaminato da uranio-232, i cui prodotti di decadimento emettono raggi gamma intensi: un materiale pessimo per la fabbricazione di ordigni, facile da rilevare e difficilissimo da maneggiare. Per la World Nuclear Association (2024) il combustibile al torio irraggiato sarebbe una fonte inadeguata per la proliferazione militare.

I limiti sono documentati con la stessa precisione. Il torio non si attiva da solo: serve una filiera di uranio arricchito o plutonio per l’innesco. L’estrazione, oggi, non conviene. «Senza l’attuale domanda di terre rare, la monazite non verrebbe estratta per il solo contenuto di torio», afferma Mark Mihalasky, esperto di risorse uranifere dell’IAEA: il torio resta un sottoprodotto, con costi di estrazione superiori a quelli dell’uranio. La stessa radiazione gamma dell’uranio-232 che ostacola la proliferazione rincara la fabbricazione del combustibile solido, da maneggiare con pesanti schermature. Mancano poi una filiera industriale consolidata, l’esperienza di licenza e la casistica operativa: ogni combustibile nuovo richiede anni di test e qualificazione. Le scorie diminuiscono ma non scompaiono: i prodotti di fissione restano e vanno gestiti e stoccati come le altre scorie radioattive.

Il torio non cambia il nucleare di oggi, può cambiare quello di domani

Nemmeno con il torio il nucleare diventa una fonte rinnovabile: consuma una risorsa finita, per quanto abbondante, come l’uranio. Resta un’energia a basse emissioni di CO₂, e per questo utile alla transizione: il nucleare è un supporto per l’uscita dalle fonti fossili, da affiancare alle energie rinnovabili mentre crescono le reti e i sistemi di accumulo, a patto di gestirlo con la necessaria attenzione e con le tecnologie più avanzate.

Il torio non cambia le scelte energetiche dei prossimi dieci anni, che si giocano su rinnovabili, reti elettriche, sistemi di accumulo e sul nucleare a uranio esistente o in costruzione. Può pesare sullo scenario successivo. La conversione da torio a uranio ottenuta nel 2025 dal TMSR-LF1 ha dato una prova sperimentale a un concetto fermo agli anni Sessanta; il dimostrativo cinese del 2035 dirà se quella prova può diventare una centrale. Fino ad allora la parola giusta per il torio resta una sola: ricerca.