|
Aerospaziale
Biomedica Geotecnica Idraulica Materiali Meccanica Navale
Sismica Strutturale Trasporti Vento |
||||||
|
Home Articoli Ricerca
Rubriche
Collaborazione Business
Info
Contatti ·
·
Controllo e Sicurezza negli Impianti Nucleari ·
· ASPETTI DI SICUREZZA DEL REATTORE EPR · Vincenzo Romanello - Guglielmo Lomonaco - Eleonora Bomboni - Nicola Cerullo ·
·
BIBLIOGRAFIA ·
·
·
·
·
·
·
· ·
Il
reattore EPR è stato progettato per un uso ottimizzato del combustibile
nucleare e la minimizzazione della produzione di attinidi[1]. In
particolare il reattore consente di risparmiare il 17 % del consumo di
uranio, riducendo del 15 % la produzione di attinidi e guadagnando il 14 %
nel rapporto fra energia elettrica prodotta contro rilascio termico
nell’ambiente. Un
insieme di 4 sottosistemi, o “treni”, (la Figura 1 mostra i sistemi di
“treni” indipendenti del reattore EPR[2]) ridondanti che provvedono al
raffreddamento di emergenza del core(*), ognuno in grado di svolgere l’intera
funzione di sicurezza autonomamente, sono localizzati in zone diverse
dell’impianto e separati gli uni dagli altri: in tal modo il pericolo di
malfunzionamento contemporaneo in seguito ad incidente (ad esempio incendio o
impatto aereo) viene evitato. (*)
Il core, o nocciolo, del reattore
nucleare è l’ alloggiamento del combustibile nucleare dove avvengono le
reazioni nucleari e quindi la produzione di energia; necessita quindi di refrigerazione
anche dopo lo ‘spegnimento’ del reattore
Figura 1 Il
contenimento di sicurezza (la Figura 2a e la Figura 2b mostrano i dettagli
dell’edificio di contenimento del reattore EPR[2]), è realizzato a doppia
parete con un sistema di ventilazione e filtraggio. Nonostante i sistemi di
sicurezza riducano la probabilità di un incidente quasi a zero, tale
struttura impedisce un rilascio radioattivo all’esterno. Può sopportare
pressioni e temperature molto alte, anche nell’ipotesi (di fatto altamente
irrealistica) di fusione del nocciolo (meltdown).
Figura 2a
Figura 2b Anche
in tale remotissima ipotesi, l’impianto prevede un sistema di raccolta (core catcher) del combustibile
nucleare fuso (corium) per il suo
confinamento e raffreddamento(**), realizzato in metallo e
ricoperto da calcestruzzo ‘sacrificale’ (la Figura 3 mostra il deposito di
acqua e area di ritenzione del corium
all’interno del contenimento[2]). L’obiettivo della vasta area di spargimento
(170 m2) è quello di promuovere il raffreddamento del corium. Il
trasferimento di quest’ultimo dal reattore all’area di spargimento avrebbe
inizio con un dispositivo passivo: la fusione di un ‘tappo’ di acciaio. Dopo
lo spargimento si avrebbe l’affogamento con acqua con dispositivi passivi
(per gravità): tale sistema porterebbe alla stabilizzazione del corium entro
poche ore ed alla sua completa solidificazione entro pochi giorni. (**) Bisogna sfatare alcuni miti in merito alle conseguenze del meltdown.
In un film del 1979 di James Bridges dal titolo ‘Sindrome cinese’ (The China Syndrome), con Jane Fonda,
Jack Lemmon e Michael Douglas, si sostiene che se l’uranio rimane ‘scoperto’
“…fonde attraverso la base della
centrale, in teoria arrivando fino alla Cina (!), ma naturalmente, appena
incontra una falda d’acqua sotterranea esplode nell’atmosfera creando nuvole
radioattive…rendendo un’area come la Pennsilvania permanentemente
inabitabile, per non parlare dei casi di cancro che si avrebbero in seguito”. Naturalmente tali affermazioni sono completamente assurde e del tutto
prive di qualsiasi fondamento scientifico: · se anche un corpo attraversasse tutto il
pianeta per fuoriuscire dalla parte opposta, partendo dagli USA – che si
trovano nell’emisfero nord - , giungerebbe nell’Oceano Indiano, vicino alle coste
australiane – che si trovano nell’emisfero sud, e non certo in Cina · giunto al centro della Terra qualunque
oggetto si fermerebbe, perché banalmente li la forza di gravità sarebbe pari
a zero · ci si dimentica che il sottosuolo
terrestre è una grande fornace nucleare: infatti solo 100 km (mediamente) su
6000 – ossia una ‘pellicola’ – è costituita dalla crosta terrestre. Il
sottosuolo è costituito in gran parte da roccia fusa per le altissime
temperature, legate per l’80 % al decadimento radioattivo dei minerali (a
base di uranio, torio, ecc.) presenti. E’ ovvio quindi che anche se il
nocciolo fuso giungesse in tale zona vi si ‘diluirebbe’ · in realtà il corium potrebbe al massimo scavare qualche decina di metri nel
terreno, poi incontrerebbe una falda d’acqua. L’acqua tenderebbe a
raffreddare la massa fusa (nella quale intanto la reazione a catena si
sarebbe completamente spenta, a causa dell’accumulo dei veleni, della
geometria non ottimale, ecc.). Difficile credere ad un’esplosione improvvisa
e catastrofica: il nocciolo del reattore infatti, in condizioni ottimizzate
per la produzione di energia, si trova immerso in acqua nel normale
funzionamento!
Figura 3 Tutto
l’impianto è poggiato su un basamento di calcestruzzo di 6 metri di spessore
(in grado di far fronte anche ai peggiori scenari sismici), mentre la parte
superiore (che protegge l’edificio del reattore, del combustibile irraggiato(***), la sala controllo, e due degli edifici di
sicurezza) è costituita da due pareti, una (interna) di cemento precompresso,
ed una (esterna) di cemento armato, entrambe dello spessore di 1,3 metri, per
un totale di 2,6 metri di schermo di
cemento (la Figura 4 mostra il contenitore di sicurezza del reattore[2]). (***)
Ossia quel combustibile che, dopo
aver soggiornato all’interno del reattore ed aver erogato energia (in misura
pari al burnup), viene estratto e posto nelle piscine di decadimento a
raffreddarsi fino allo smaltimento definitivo (riprocessamento o smaltimento
in siti geologicamente stabili). E’ costituito in massima parte da uranio
(circa il 95 %), ma anche da prodotti di fissione (3-4 %), plutonio (1 %
circa), ed attinidi minori (circa 0,1 %)
Figura 4 Ulteriori
aspetti di sicurezza del reattore EPR riguardano: · Le azioni di protezione e salvaguardia
dell’impianto in caso di incidente sono automatizzate. Non viene richiesta
alcuna azione dell’operatore prima di 30 minuti; · Nell’eventualità di incidente severo, per
prevenire la perdita di integrità del contenimento nel lungo periodo, è
necessario prevedere opportuni mezzi che limitino l’aumento di pressione a
causa del calore di decadimento. A tale fine sono dedicati una sistema duale
di spray con relativo scambiatore e pozzo di calore (la Figura 5 mostra i
sistemi di sicurezza del reattore EPR); · Il guscio interno è progettato per
resistere alla pressione che potrebbe generarsi in seguito alla combustione
dell’idrogeno generato, in caso di incidente, dalla reazione fra la lega di
zirconio e l’acqua. Inoltre i dispositivi ricombinatori (che ‘bruciano’
l’idrogeno gradualmente) ne mantengono la concentrazione sempre al di sotto
del 10 %, scongiurando in questo modo ogni pericolo di detonazione (tale gas
è esplosivo in un range di concentrazioni[3] comprese fra il 15 ed il 59 %); · In caso (vale la pena di ripeterlo:
remotissimo) di meltdown, rimane come ulteriore barriera il contenimento. Vengono
quindi prese opportune misure per mantenerlo integro e a tenuta: 1-
un liner metallico interno da 6 mm che ricopre il guscio interno di
calcestruzzo armato; 2
- le penetrazioni nel contenimento sono equipaggiate con valvole di isolamento
ridondanti e dispositivi di ricupero delle perdite; 3
- l’intercapedine fra i due gusci è mantenuta in leggera depressione per
consentire il recupero di eventuali perdite; 4
- sono previsti opportuni sistemi di ventilazione e filtraggio.
Figura 5 A
scopo informativo vale la pena di ricordare che si prevede che l’impianto EPR
di Olkiluoto cominci ad essere commercialmente operativo nel 2010 (la Figura
6 mostra la rappresentazione del sito di Olkiluoto a completamento dei lavori
di realizzazione dell’impianto EPR).
Figura 6 Bibliografia
|
||||||
|
ingegnerianucleare.net -
Tutti i Diritti Riservati |
