Problemi nell uso energia nucleare. Ing. Matano Arturo CRF Enea Portici (Na)

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1 Problemi nell uso energia nucleare Ing. Matano Arturo CRF Enea Portici (Na)

2 Radioattività Gestione dei rifiuti nucleari Nucleare in Italia Emergenza nucleare Decommissionig impianti nucleare

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4 Radioattivita

5 Che cos è qualsiasi flusso particelle α, β, p, n flusso fotoni, raggi γ o X (onde elettromagnetiche) La causa?

6 DECADIMENTO RADIOATTIVO DI UN NUCLEO Fenomeno in cui avviene una trasformazione di un nucleo In un altro con emissione di particelle e/o di fotoni (γ)

7 Potere penetrante delle radiazioni

8 Caratteristiche principali della radioattività 1) Legge di Decadimento (tempo di dimezzamento) 2) Attivita (misura della radioattività )

9 legge di decadimento di tipo exponenziale Tempo di dimezzamento = T 1/2

10 Radio ,7 giorni Radio 224 3,64 giorni Radio ,8 giorni Radio anni Radio 227 6,7 anni Potassio40 1, anni Cobalto 60 5,3 anni Carbonio anni Cesio134 2,5 anni Cesio anni Iodio131 8 giorni Carbonio 15 2,4 secondi Torio 13, anni Uranio 235 7, anni Uranio234 2, anni Uranio 238 4, anni Plutonio anni Tempi di dimezzamento

11 ATTIVITA (misura il livello della radiazione)

12 Si contano i decadimenti Becquerel (Bq) secondo numero di disintegrazione al Curie 1 Cu = 3, Bq ( 1 Cu = numero di disintegrazioni cui dà luogo 1 grammo di radio nell'intervallo di tempo di un secondo. )

13 Energia depositata = DOSE RAD (poco usata) GRAY (SI)

14 Dose Equivalente o Efficace ( tiene conto del tipo di radiazione e la parte organica irraggiata) Rem ( mrem ) Sievert (msv ) (SI)

15 Indice di radiazione Q = 1 per raggiγ, X, elettroni; Q = 3 per neutroni termici; Q = 10 per neutroni veloci; Q = per particelle, e ioni di altri atomi Fattori di qualita Fq Gonadi 0,20 Midollo, mammella, torace,polmoni Tiroide, fegatro colon 0,12 Cute, ossa...0,01 Cervello, intestino, rene, milza Utero, muscoli.0,05

16 Esami diagn. Dose eff (msv) Raggi x torace 0,02 Raggi x addome 1,0 Tac testa 2,3 Tac torace 8 Tac addome 10 Radiografia dentaria 0,02 Esame bev. al bario 3 Esame tecnezio Sorgenti artificiali Equivalente di dose (msv/anno) raggi x 0,2 vicinanza centrale nucleare 0,01 televisore a colori 0,05-0,1 accertamenti medici 0,43 Esposiz. Popolazione 1 msv/anno Esposizione lavoratori prof. Esposti 20 msv/anno

17 Da ricordare Radioattività Bq, mbq Bq/gr, Bq/m 3 Bq/m 2 Cu mcu µcu µcu/kg µcu/m 3 Dose assorbita Rem mrem mrem/h mrem/anno Sv msv msv/h msv/anno

18 Tipi di radioattivita Radioattività naturale Radioattività artificiale Extraterrestre raggi cosmici Vento solare mesoni, p,α,γ,β Terrestre U238 U235 Th232 K40 (elementi radioattivi primordiali) Fissione Laboratorio

19 Dose (Radioattività naturale) SORGENTE DI ESPOSIZIONE EQUIVALENTE DI DOSE ANNUA (msv/anno) Raggi cosmici 0,38 Radionuclidi cosmogenici 0,01 Radiazione terrestre (espos.esterna) 0,46 Radiazione terrestre (esp.interna escluso radon) 0,23 Radiazione terrestre (esp.interna dal Rn e progenie) - Inalazione ed ingestione di 222 Rn 1,205 - Inalazione di 220 Rn 0,07 TOTALE 2,355

20 UE da ICPR ha emanato raccomandazione (recepite dal DL 230/95) in cui si fissano livelli limiti: Bq/mc per le nuove costruzioni, (di progetto) Bq/mc per quelle esistenti (oltre bonifica) Un livello di 200 Bq/m3 implica una dose efficace pari a 3 msv/anno

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23 Materiali da costruzione Concentrazione di Radio-226 (Bq/Kg) Concentrazione di Torio-232 (Bq/Kg) Lava del Vesuvio Pozzolana del Lazio Tufo del Lazio Pozzolana della Campania Peperino del Lazio Tufo della Campania Lava dell Etna Laterizi Cemento Argilla Pietra 25 <10 Sabbia Gesso naturale 10 <10

24 Fissione nucleare Dal Torio in poi uranio, plutonio Disintegrazione dell atomo per assorbimento neutronico Avviene anche naturalmente

25 235 U n Ba Kr n 1 0 U + n Xe + Sr n

26 Principali prodotti di fissione Nuclide Attiv. Spec ( Bq/kg) Cesio 134 4, Cesio 137 3, Cobalto 60 4, Iodio 131 4, Iridio 192 3, Radio 226 3, Sodio 22 2, Manganese 54 2, Uranio , Uranio 235 5,7 10 5

27 GESTIONE RIFIUTI RADIOATTIVI

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29 Logica della gestione dei rifiuti radioattivi è quella di CONCENTRARE per quanto possibile le sostanze e i materiali pericolosi e di confinarli per un tempo sufficiente a far si che la radioattività residua in essi contenuta SCENDA a livelli tali da consentire lo smaltimento come rifiuti ordinari.

30 Definizioni (DL 230/95 Guida Tecnica n 26 Enea-ApaT) Rifiuto radioattivo: Qualsiasi materia radioattiva, ancorchè contenuta in apparecchiature o dispositivo in genere, di cui non è previsto il riutilizzo Gestione dei rifiuti: L insieme delle attivita concernenti i rifiuti: raccolta, cernita trattamento e condizionamento, ovvero segregato dalla biosfera con limitazioni di rilascio al di sotto di quantità ritenute accettabili, fino a quando la sua radioattività non diminuisca fino a raggiungere valori equiparabili al fondo naturale. Condizionamento: Processo effettuato con l impiego di un agente solidificante all interno di un contenitore allo scopo di produrre un manufatto (condizionato+contenitore) nel quale i radionuclidi sono inglobati in una matrice solida al fine di limitarne la mobilità. (Rifiuto condizionato)

31 Origine Da tutte le attività che comportano l uso e la manipolazione di sorgenti e sostanze radioattive Ciclo del combustibile (estrazione, lavorazione, arricchimento, fabbricazione del combustibile, ritrattamento, riprocessamento). Funzionamento degli impianti (scorie, resine, materiale di attivazione, contaminazione ecc) Applicazioni sanitarie e biomediche (traccianti, sorgenti radiative analisi ecc) Attività industriali (saldature, lenti, protesi dentarie ecc) Applicazioni nella ricerca scientifica e tecnologica.

32 Classificazione Tempi di decadimento t 1/2 Attività (concentrazione) del radionuclide Bq/g Categoria Definizione Tipologia Smaltimento definitivo 1 a Rifiuti di bassa attività la cui radioattività decade in tempi dell ordine di mesi o al massimo di qualche anno Rifiuti da impieghi medicodiagnostiche, industriali e di ricerca Come rifiuti convenzionali, a decadimento avvenuto (DPR 915/82) 2 a Rifiuti a media attività, la cui radioattività decade nel corso di alcuni secoli Provengono dall attivtà delle centrali nucleari e degli impianti del cicli del combustibile, dai reattori di ricerca, dal decommissioning, dalle attività di ricerca, sanitarie, industriali Entro strutture ingegneristiche in superficie o a bassa profondità (depositi) 3 a Rifiuti ad alta attività, la cui radioattività decade nel corso di migliaia di anni Rifiuti vetrificati e cementati prodotti dal riprocessamento, combustibile irraggiato, rifiuti con plutonio da ricerca In formazioni geologighe a grandi profondità (depositi finali) Classificazione dei rifiuti radioattivi secondo la normativa tecnica italiana (Guida Tecnica n 26 Enea-Apat)

33 Gestione per lo smaltimento I rifiuti di 1 a categoria: dopo un periodo di immagazzinamento in appositi depositi temporanei sufficiente a consentire il decadimento e la conseguente riduzione della radioattività a livelli analoghi a quelli ambientali, sono gestiti e smaltiti come i rifiuti convenzionali. I rifiuti di 2 a categoria: sono sottoposti a trattamenti di riduzione del volume (compattazione solidi concentrazione liquidi) e poi inglobati in matrici inerti (cemento) ed al successivo incapsulamento in fusti di acciaio a tenuta. Per lo smaltimento definitivo le soluzioni sinora adottate sono rappresentate da depositi superficiali o a bassa profondità, ( in caverne a bassa-media profondità ricavate da vecchie miniere abbandonate) che garantiscano un isolamento dalla biosfera per tempi dell ordine di 300 anni. I rifiuti di 3 a categoria: sono rifiuti che a causa della radioattività emettono grandi quantità di calore. Quelli che emettono più calore vengono inglobati in matrici vetrose, sigillati in fusti di acciaio e stoccati temporaneamente (circa 50 anni) in depositi ingegneristici provvisti di sistemi di rimozione del calore. I rifiuti che emettono quantitativi minori di calore sono inglobati in matrici di cemento o bitume, sigillati in fusti di acciaio e stoccati anch essi in depositi temporanei. (cask) Per entrambi i tipi di rifiuti di 3 a categoria è previsto il successivo deposito definitivo in formazioni geologiche profonde e stabili.

34 Contenitori Devono costituire una valida barriera Costituire, se del caso, uno schermo contro le radiazioni Garantire il trasposto, tenuta ecc (normativa ONU) Caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche idonei per lo smaltimento sulla terraferma. Il livello di irraggiamento esterno del manufatto (senza schermature) non deve superare all atto della produzione un equivalente di dose a contato di 10 msv/h (1rem/h) Sono diversi a secondo dell attività (alta e bassa) (cask per combustibile irraggiato) Schedatura ed etichettatura : (previsto un sistema di registrazione) di informazioni: a) ente produttore b) descrizione manufatto.. c) caratteristiche fisiche del rifiuto ( es. resina a scambio ionico, vetreria ecc.), sua composizione chimica d) agente solidificante e) attività totale αβe γ (Bq) g) concentrazioni di radioattivià h) massimo livello di concentrazione (Bq/g) e di irraggiamento alla superficie trasferibile (Bq/m 2 ) i) livello di contaminazione superficiale trasferibile (Bq/m 2 ) l) data di conezionamneto

35 Contenitori 'speciali di grandi dimensioni per rifiuti radioattivi di bassa attività Rifiuti radioattivi di bassa attività Sessa Aurunca Rifiuti 31/10/2003 radioattivo bassa-media attività (cementati)

36 Contenitore metallico (acciaio o ghisa) adatto per il trasporto e lo stoccaggio di combustibile irraggiato e di rifiuti radioattivi ad alta attività (III categoria)

37 Cask Garigliano Peso trasporto 57,8 ton (3,2 tonn di UO 2 ) Materi strutt acciaio Matt scherma piombo Altezza senza ass. urto 3,79 m Diametro 1,75 m Num elementi trasp 10

38 Cask Garigliano diretti all'impianto nucleare di Sellafield, in Inghilterra (13 carichi previsti in 2 anni, 1 ogni 6 settimane)

39 Caratteristiche generali deposito sulla terraferma II categoria Minimizzare la lisciviazione dei rifiuti da parte di acque sotterranee. Da escludere zone soggette a dissesti ( frane) inondazioni, fenomeni tettonici, sisimici vulcanici Rispetto degli obiettivi di protezione sanitaria e della tutela dell ambiente, devono essere previsti sul sito di smaltimento e o sul relativo deposito. Opere ingegneristiche che evitino il contato diretto tra rifiuti e ambiente ospitante con conseguente rilascio ambientale. Monitoraggio ambientale che va mantenuto anche quando la capacità di accogliere i rifiuti radioattivi si sia esaurita. (dopo sigillatura)

40 Deposito superficiale Il -caricamento_dei_moduli nelle-celle-è-effettuato-con-un carroponte_ coperto_da_una struttura-mobile,. posizionata al-di-sopra-di-ciascuna_ cella in-fase_di_riempimento. _La cella-riempita-è.chiusa-da-un solaio.in.cemento.e.ricoperta con strati_-_impermeabili, materiale argilloso-e-terra.

41 Deposito sub superficiale I _moduli_-sono trasportati all'interno della_-galleria_e disposti - all'interno_di un ambiente-racchiuso-da---due pareti_continue_in cementoche.sostengono.il.carroponte La_copertura_e_l'isolamento sono_assicuratedalle_pareti interne--della-galleria--e-_dal materiale_-geologico_--della collina.

42 Deposito Temporaneo I rifiuti radioattivi condizionati di II categoria possono sostare in depositi temporanei in attesa di essere trasportati al sito di smaltimento. Le caratteristiche dei depositi temporanei debbono garantire: a) Ispezionabilità diretta e indiretta dei manufatti e dei rifiuti confezionati b) Protezione dei manufatti e dei rifiuti condizionati da agenti meteorici c) Protezione manufatti contro eventi esterni d) Sistemi di drenaggio sul pavimento con possibilità dei liquidi drenati e) Sistemi anti incendio f) Sistemi di movimentazione g) Non accessibilità da parte dei non addetti.

43 Situazione in altri Paesi Francia Ha predisposto lo smaltimento di rifiuti radioattivi a vita breve in depositi ingegneristici superficiali da molti anni. La Manche, vicino all impianto di ritrattamento di La Hague. Tale deposito è stato completato con m 3 e ne è in corso di sigillatura.il Centre dell Aube è in funzione dal 1992 ed ha una capacità di m 3 di rifiuti. Il deposito geologico profondo è ancora in fase di studio. Germania Il deposito di Morsleben (Sassonia) per rifiuti a bassa e media attività è stato usato fino al 1998, chiuso per un indagine di sicurezza. Da molti anni è allo studio lo smaltimento di ogni tipo di rifiuti di radioattività in un unico deposito geologico profondo in quanto è stata scartata l ipotesi di deposito superficiale. Giappone E in esercizio a Rokkasho-mura dal 1992 un deposito superficiale per rifiuti radioattivi di bassa attività. E stato costruito da celle in calcestruzzo che una volta riempite verranno sigillate e ricoperte con strati impermeabili. USA Vi sono diversi depositi per rifiuti radioattivi di basso livello. Essi sono depositi superficiali con o senza barriere ingengeristiche. Per il deposito geologico dei materiali ad alta attività, nel sito dellutah Montain (con grossissime polemiche).

44 Soluzioni alternative per le scorie nucleari Affondamento in mare Sotterramento

45 Proposta Rubbia (Accelerator Driven System), ADS Idea: Trasmutazione nucleare Rifiuti nucleari II categoria SCORIE Sessa Aurunca Tempo 31/10/2003 dimezz anni

46 In Siberia c è spazio... Nel frattempo, però, si sta facendo strada un altra ipotesi: in una recente riunione dei G8 la Russia si è detta disponibile a ospitare in Siberia un deposito nucleare internazionale in cambio di aiuti per la messa in sicurezza delle centrali nucleari russe. Ma, secondo indiscrezioni, la Russia vorrebbe anche l autorizzazione a riprocessare il materiale nucleare, un processo che determinerebbe ulteriore produzione di uranio e di plutonio, metalli utili in campo militare.

47 Normativa sui rifiuti radioattivi DL 230/1995 e 241/2000 e 257/2001( dirett. 89/618, 90/641 92/3 ecc) insieme alla normativa tecnica Apat si detta la disciplina concernente la costruzione e l'esercizio delle installazioni per il deposito, smaltimento e trattamento dei rifiuti radioattivi e del combustibile irraggiato, insieme alla procedura autorizzativa per la disattivazione degli impianti nucleari. Guida Tecnica n 26 Enea-Apat Gestione Dei Rifiuti Radioattivi DPCM 14 febbraio 2003 è stata emanata una dichiarazione di stato di emergenza in relazione all'attivita' di smaltimento dei rifiuti radioattivi dislocati nelle regioni Lazio, Campania, Emilia-Romagna, Basilicata e Piemonte, in condizioni di massima sicurezza. Ordinanza n 3267 del PCM 7/marzo/2003 Disposizioni urgenti in relazione all attività di smaltimento, dei materiali radioattivi pericolosi dislocati nelle centrali nucleari e nei siti di stoccaggio situati (nomina Commissario Carlo Jean) Decreto MICA 4/8/2000 contenete in allegato il Doc Anpa/Caorso(00) 2/6/2000 prescrizioni per l allontanamento dei materiali solidi; (autorizzazione di alcune attività decommissionig della centrale di Caorso)

48 Nucleare in Italia

49 Centrali elettronucleari Centr Tipo reat Pot (Mwe) Iniz Costr Entrata eser. Anno fermata Caorso BWR Trino PWR Latina GCR Garigl. BWR I rifiuti radioattivi prodotto in Italia sono tutti stoccati negli stessi siti (centrali nucleari o impianti sperimentali in cui furono prodotti. Per tutti questi rifiuti sono attualmente in corso le operazioni di condizionamento (altri 5 10 anni). Fino a che non si trova un deposito di smaltimento questi dovranno continuare ad essere stoccati presso gli stessi siti. (mancanza di un deposito finale) Lo smaltimento delle centrali stesse produrrà un significativo quantitativo di materiale attivato e contaminato il cui volume finale è stimato intorno a m 3 (98% di II categoria, in termini volumetrici ).

50 INVENTARIO rifiuti radioattivi presenti in Italia

51 Documenti elaborati da ANPA, ENEA ed ENEL-SOGIN. Al 1998 risultavano presenti sul nostro territorio circa m 3 di rifiuti radioattivi, di cui circa m 3 di rifiuti di 1 a categoria, m 3 di 2 a categoria m 3 di 3 a categoria Ai suddetti rifiuti si aggiungono i seguenti: il combustibile irraggiato non inviato al ritrattamento (330 tonnellate circa) immagazzinato provvisoriamente presso le centrali nucleari dell ENEL; il combustibile irraggiato presente presso gli impianti ENEA; i rifiuti condizionati che dovranno rientrare in Italia come prodotto del ritrattamento dei combustibili inviati dall ENEL all estero (3.150 m 3 di rifiuti di 2 a categoria e 17 m 3 di 3 a categoria) (Sellafield Inghilterra) ; il plutonio e l uranio depleto derivanti dal ritrattamento del combustibile, qualora non si riuscisse ad alienare questi materiali; la quota ENEL del combustibile irraggiato esistente presso la centrale Superphenix, ( Francia ); i rifiuti radioattivi che saranno generati dalle operazioni di smantellamento degli impianti ENEA del ciclo del combustibile nucleare; i rifiuti radioattivi che saranno generati in futuro dalle operazioni di smantellamento delle centrali nucleari ENEL; i rifiuti radioattivi che continueranno ad essere prodotti in futuro dalle pratiche medico-diagnostiche, dalle attività industriali e dalle attività di ricerca scientifica e tecnologica ( 3000 m 3 /anno)

52 Classificazione dei rifiuti radioattivi italiani Descrizione Categoria Quantità Attività Note Rifiuti accumulati nei siti di produzione 1 a e 2 a m TBq In massima parte da trattare e condizionare Rifiuti a bassa attività di ritorno dall estero 2 a m TBq Già condizionati (cementati) Rifiuti accumulati nei siti di produzione 3 a m Tbq Da trattare e condizionare Rifiuti a media e alta attività dall estero 3 a m TBq Già condizionati (vetrificati e cementati) Combustibile irraggiato non ritrattato 3 a 330 t Da sistemare Sono esclusi i rifiuti prodotti dallo smantellamento degli impianti nucleari dismessi e i combustibili di ritorno dalla centrale nucleare Superphenix. (Fonte: Apat)

53 Dove stanno i rifiuti radioattivi Sito di immagazzinamento temporaneo Vol. rifiuti(m 3 ) Radioattività TBq Centrale nucleare ENEL di Caorso Centrale nucleare ENEL di Trino Vercellese Centrale nucleare ENEL del Garigliano Centrale nucleare ENEL di Latina Stabilimento Nucleco SpA Centro comune di ricerca di Ispra Stabilimento SORIN SpA di Saluggia Centro di ricerca ENEA di Saluggia - Impianto EUREX Centro di ricerca ENEA della Trisaia - Impianto ITREC Centro di ricerca ENEA della Casaccia - Impianto IPU 42 4 Stabilimento CRESAM di S.Piero a Grado Stabilimento FN SpA di Bosco Marengo Presso operatori biomedicali privati Altri 55 2

54 Combustibile nucleare irraggiato presente in Italia per luogo di stoccaggio. (Fonte Apat) Sito di immagazzinamento temporaneo Quantità di combustibile (t) Centrale nucleare ENEL di Caorso 220 Centrale nucleare ENEL di Trino Vercellese 25 Stabilimento SORIN SpA di Saluggia - Reattore Avogadro Centro di ricerca ENEA di Saluggia - Impianto EUREX Centro di ricerca ENEA della Trisaia - Impianto ITREC Totale approssimato 330

55 Combustibile irraggiato ( ENEL) per luogo di stoccaggio (Fonte: ENEL) Tipo elementi Ubicazi one Garigliano Trino Vercellese Caorso Totale N. elem. t (U+Pu) N. elem. t (U+Pu) N. elem. t (U+Pu) N. elem. t (U+Pu) UO 2 irraggiati MOX irraggiati Non irraggiati Reattore , ,8 Piscina , ,8 In , ,5 centrale Reattore , ,3 Piscina , ,1 Totale in centrale , , ,3 UO 2 Salu. (*) , , ,6 irraggiati MOX Salu. (*) 63 12, ,9 irraggiati Totale presso , , ,5 Saluggia Totale Italia , , , ,8 (*) Presso la piscina dell impianto AVOGADRO

56 Dati più recente Impianti Vol. Rifiuti (m3) Combustibile (ton) Attitvita (TBq) Caorso , Trino , Latina Garigliano Eurex (Sal) ,05 30,577 Itrec (Tris.) , Plutonio (Rm) Nucleco (Rm) Avogadro S , Boscomarengo 247-0,7 Ccr Ispra Altri operatori Totale , ,7 Gli elementi di comb. di Garigliano presso Avogadro ( 259 elementi) sono tuttora in fase di trasferimento a Sellafield in Gran Bretagna ( Settembre 2003)

57 In sintesi il nucleare in Italia Rifiuti radioattivi m TBq Combustibile irraggiato 285 tonn 4, TBq Materiale dall Ingh. 30 m 3 2, TBq R.r. da decommis. centrali m TBq att. 100 TBq cont.

58 Emergenza nucleare

59 DM 7/5/2001 SOGIN (Società Gestione Impianti Nucleari, proprietà passata al Ministero dell Economia) s.p.a. Compiti: gestione rifiutiradioattivi, accordi, individuare sito (2), provvedere entro 20 anni allo smantellamento di impianti e centrali nucleari. Piano originario di decommissionig era di tipo a conservazione protettiva passiva di lunga durata, causa emergenza terrorismo decommissionig accelerato (comunque entro 20 anni) Garigliano, Trino prime ad essere smantellate, (ultima Latina). Operazioni di decommissioning inizieranno dopo la individuazione del deposito finale.

60 Entro 2005 identificazione sito Entro 2010 costruzione del deposito Entro 2020 totale smantellamento impianti e smaltimento scorie Costo previsto milioni

61 Siti individuati da Enea Nello stesso 1996 l'enea, per dare seguito alle indicazioni della Commissione Grandi Rischi, ha costituito una TASK FORCE per il definizione delle specifiche per l individuazione del SITO NAZIONALE DI DEPOSITO dei rifiuti radioattivi. Sono state individuate 214 possibili siti principalmente in 3 regioni (l'1% del territorio nazionale), escludendo le isole la fascia interna a 50 chilometri dal confine, e la distanza di 15 chilometri dalle città con più di 100 mila abitanti. Negli attuali criteri elaborati dal Commissario straordinario delegato i vincoli determinati da Enea sono stati ridotti.

62 214 siti Basilicata 36; Calabria 3; Emilia Romagna 1; Lazio 38; Liguria 1; Lombardia 3; Marche 2; Molise 3; Piemonte 3; Puglia 65; Toscana 55; Umbria 4.

63 Emergenza terrorismo DL Marzano 3297del 14/5/2003 Attribuzione ad un soggetto (Sogin) la responsabilità di individuare i siti finali e la gestione dei r.r. (art. 27) Ordinanza PCM 7/3/2003 Dichiarazione dello stato di emergenza in relazione all'attivita' di smaltimento dei rifiuti radioattivi dislocati nelle regioni Lazio, Campania, Emilia-Romagna, Basilicata e Piemonte, in condizioni di massima sicurezza - Nominato il Commissario delegato ( Presidente della SOGIN )Dott. Carlo Jean - Ampi poteri, deroga ad una ventina di leggi, decreti e norme varie (Art. 2) - Compito di individuare e proporre il sito nazionale (Governo decisione finale)

64 Azioni Commissario straordinario Per motivi di sicurezza e custodia, a seguito dell emergenza dichiarata sono stati adeguati i sistemi di sicurezza e custodite le scorie in contenitori di acciaio e messi in blocchi di cemento armato a prova di attacchi aerei (possibile prolungamento della giacenza (costi di circa 1 milione di al giorno 550 milioni all anno, si prevede un addizionale di 1 lire a kwh dalle 8 previste) Varie ordinanze, tutti gli impianti Enea, impianti di fabbricazioni nucleari e centrali nucleari sono state trasferite alla SOGIN. Ord. 5 del 11/4/2003 Prescrizioni per l'allontanamento dei materiali solidi derivanti dallo smantellamento delle centrali nucleari e degli impianti nucleari di produzione e di ricerca del ciclo del combustibile.) - Estensione alle centrali nucleari ed a tutti gli altri impianti nucleari le prescrizioni per l allontanamento dei materiali solidi contenute nel documento ANPA/CAORSO(00) 2/6/2000 allegato al decreto MICA del 4/8/2000 Ha costituito un Gruppo Di Lavoro (Sogin, Enea,Apat) 11/4/2003 Definito una procedura sintetica per la SELEZIONE del deposito definitivo di bassa e media attività II categoria (G.T. 26)

65 Doc. ANPA/CAORSO(00) 2/6/2000 Definizione dei livelli di radioattività residua (livelli di allontanamento) al di sotto dei quali è consentito il rilascio dei materiali solidi derivanti dalla disattivazione e smantellamento delle centrali e impianti nucleari come rifiuto NON radioattivo e quindi smaltibile come rifiuto speciale ordinario. (relativi ai singoli radionuclidi) In caso di presenza di più radionuclidi si deve rispettare la relazione n C i < 1 i= 1 C li Ci Cli concentrazione di massa o superficiale dell i-esimo radionuclide è il corrispondente livello di allontanamento per lo steso radionuclide Debbono essere registrasti i dati Sessa relativi Aurunca ad ogni 31/10/2003 allontanamento

66 Livelli di concentrazione superficiali e di massa (Cli) da non superarea i fini dell allontanamento come rifiuto ordinario Radionuclide (i) Simbolo 3 H 1 4 C C li Materiali metallici Materiali cementizi Altri materiali massa (Bq/g) superficie (Bq/cm 2 ) massa (Bq/g) superficie (Bq/cm 2 ) massa (Bq/g) , ,1 54 Mn ,1 1 0,1 55 Fe ,1 60 Co 1 1 0,1 1 0,1 59 Ni ,1 63 Ni ,1 90 Sr ,1 125 Sb ,1 134 Cs 0,1 1 0,1 1 0,1 137 Cs ,1 152 Eu 1 1 0,1 1 0,1 154 Eu 1 1 0,1 1 0,1 α emettitori 0,1 0,1 0,1 0,1 0, Pu ,1

67 Decommissioning impianti nucleari

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70 Decommissioning insieme di azioni da intraprendere su un impianto nucleare al termine del suo esercizio, tenendo presente i problemi connessi alla PROTEZIONE DEI LAVORATORI, DELLA POPOLAZIONE E DELL AMBIENTE (DL 230/95 succ. int.) Chiusura impianto - fine vita (30 o più anni) - obiettivi raggiunti - aspetti economici - attivazione - integrità strutturale (rottura vessel)

71 Soluzioni di base per il decommissionig E ormai accettato, nel decommissioning dei reattori di potenza, la scelta di procedere attraverso 3 stadi di decommissioning Si possono anche sviluppare opportune combinazioni di tali soluzioni in base a specifiche situazioni Esempio di esecuzione a 3 stadi è il reattore ELK RIVER (USA) BWR da 22 MWe

72 Decommissining impianti nucleari di potenza Chiusura impianto con sorveglianza 1 stadio Smantellamento parziale con chiusura impianto 2 stadio Rimozione totale di componenti e degli edifici, restituzione dell ambiente alle condizioni preesistenti 3 stadio

73 1 stadio Chiamato anche con il termine Monthballing, lascia l impianto virtualmente intatto. Il combustibile irraggiato viene allontanato, si procede alla chiusura della centrale ed alla sorveglianza del sito. La I a barriera è mantenuta come era durante il funzionamento ma le aperture dei sistemi meccanici sono bloccate e sigillate permanentemente Chiusura impianto Chiusura ermetica dei fabbricati senza demolizione componenti Raccolta dei materiali attivi all interno del reattore Raccolta dei materiali radioattivi in componenti sotterranei

74 2 stadio Detto Entombement, in questo stadio è provvisto lo smantellamento di tutte le strutture radioattive e non, esterne allo schermo biologico. I rifiuti radioattivi provenienti da queste operazioni opportunamente schermati vengono sistemati all interno di speciali contenitori Controlli radioprotezionistici debbono essere fatti sia attorno alle barriere sia all ambiente circostante Demolizione parziale dell impianto e chiusura controllata del rimanente Chiusura ermetica dei componenti all interno dello schermo biologico Trasferimento di tutti i materiali radioattivi lontani dal sito Chiusura ermetica dei componenti in compartimenti sotterranei

75 3 stadio Complete dismalting, permette la restituzione del sito agli usi civili. L impianto viene completamente smantellato senza restrizioni, tutti i materiali, i componenti, gli strumenti e le strutture a qualsiasi livelli di contaminazione vengono rimossi, e dopo un opportuno ed eventuale trattamento di decontaminazione, allontanati per il confinamento. Ove non è possibile l allontanamento, si procede al seppellimento della contaminazione residua nello stesso sito restituendo almeno superficialmente alle condizioni preesistenti.

76 Radioattività dei materiali Varie forme di attivazione si possono avere in un reattore nucleare al momento della chiusura Attivazione diretta da flusso neutronico Attivazione prodotta da fenomeni di corrosione Attivazione da rilascio prodotti di fissione

77 Andamento dell attività totale relativa di un reattore PWR 1100 MWe durante la sua vita % anni

78 Attivazione diretta da flusso neutronico Crea seri problemi durante la fase di rimozione e taglio dei componenti, vengono attivati tutti i metalli ed anche lo schermo biologico costituito da calcestruzzo rinforzato. E necessario, per l attivazione di un componente, conoscere l esatta composizione chimica; per la valutazione delle reazioni nucleari avvenute in funzione delle caratteristiche del flusso neutronico e di conseguenza i livelli di attività presenti nei materiali.

79 Nella figura si vede che dopo 100 anni dalla chiusura dell impianto si ha un decadimento di 2 ordini di grandezza (1, ) Attività totale (Ci) BWR PWR (40anni) (30anni) (25anni) (17anni) Anni dopo chiusura 0 20 Sessa Aurunca 4031/10/

80 Attivazione dovuta alla corrosione Nei reattori nucleari avvengono 2 tipi di corrosione, una di origine nucleare (rinculo dei nuclei in seguito alla razione nucleare, libero cammino medio) e quella classica galvanica. Azione galvanica tra metalli diversi in un ambiente conduttore (acqua) Nei reattori avviene anche un fenomeno di trasporto dei prodotti di corrosione che si generano nelle zone ad alta temperatura (metallo disciolto dal liquido circolante nella zona del nocciolo, contenitore primario) e depositate nelle zone fredde (scambiatori di calore, pompe,tubazioni ecc) I problemi di corrosione ed erosione, nei reattori nucleari possono essere talvolta rilevanti ai fini della decontaminazione. Principali prodotti di corrosione 60 Co, 58 Co, 51 Cr, 59 Fe, 50 Mn

81 Ripartizione prodotti di corrosione Reattore al sodio % 100 A Tubazioni B Scambiatori di calore 50 E Economizzatore D Pompe E Trappole fredde 0 6,5 2,8 90,5 0,1 A B C D E 0,1

82 Attività prodotti di fissione Essa è correlata principalmente alla presenza del combustibile.il rilascio viene a cessare una volta che lo si è tutto allontanato. Si ratta di una piccolissima percentuale di prodotti di fissione che (in condizioni perfettamente normali) possono uscire dal contenimento costituito dalle guaine (contengono le pasticche di uranio) ed essere trasportata dal fluido refrigerante primario.

83 Decontaminazione Significa rimozione di contaminazione da strutture oppure riduzione dei livelli di radioattività dei materiali negli impianti Metodi chimici Decontaminazione elettrochimica Decontaminazione meccanica

84 Tecniche di disassemblaggio Costituiscono uno gli aspetti più importanti del decommissining, insieme al taglio e rimozione dei materiali e componenti attivi/contaminati presenti negli impianti. I problemi più onerosi sono quelli relativi al taglio dei metalli e alla rimozione del calcestruzzo anche perché la loro soluzione prevede l uso di tecniche remotizzate che sono complesse e costose. Tecniche per il taglio metalli - taglio con torcia arco plasma - taglio con laser di potenza - taglio con sega ad arco (arc saw) - taglio mediante cariche esplosive modulate (esplosive cutting) - taglio con metodi convenzionali

85 Panoramica sui metodi di taglio Method Application Remote operation cost arc saw all metall < 36 in eccellent high plasma arc all metall < 6 in exelle hih laser all metall < 2 in poor very high explosion cutting all metall < 6 in good High thermal lance all metall poor low Molte applicazioni possono essere espletate con metodi convenzionali

86 Rimozione calcestruzzo Il cemento presente nei r.n. come protezione di strutture che circondano il reattore diventa radioattivo a causa del flusso neutronico. E anche possibile la contaminazione radioattiva nei pori con migrazione in profondità dal cemento. Tecniche di rimozione - cariche esplosive (blasting) - trivellazione e frantumazione di roccia - taglio a fiamma o a lancia termica - sega diamantata

87 Tipi di rifiuti radioattivi In un azione di decommissioning si possono generare vari tipi di rifiuti radioattivi : - Rifiuti solidi - rifiuti liquidi - gassosi

88 Impatto ambientale delle azioni di decommissioning Esse comportano l impiego dimezzi di trasposto di una certa entità. Vanno prese tutte le precauzioni possibili affinchè le sostanze contaminanti non possano espandersi nell ambiente circostante i lavori Vanno evitati il superamento dei limiti prefissati per il personale operanti e per la popolazione (G.T. 26 Enea-Apat, DL 230/95 e successive modifiche ed integrazioni). L impatto ambientale in genere è piuttosto modesto. Un ulteriore diminuzione si potrebbe avere tramite studi preventivi fatti in fase di progettazione dell impianto.

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