Impianto di irraggiamento Calliope e altre facilities di qualifica. ENEA: Qualificazione di sistemi e componenti in ambito nucleare

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Prospero Motta
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1 IRRAGGIAMENTO E QUALIFICAZIONE Impianto di irraggiamento Calliope e altre facilities di qualifica Relatore: Stefania Baccaro ENEA: Qualificazione di sistemi e componenti in ambito nucleare Roma 20 gennaio 2010

2 Effetti delle radiazioni gamma Proprieta chimico fisiche Processing di materiali o componenti Esposizione a radiazione di materiali o componenti durante il tempo di vita Polimerizzazione Graffaggio Sterilizzazione Affidabilita Previsione tempo di vita Resistenza a radiazione IMPIANTO 60 Co LABORATORIO

durante il tempo di vita Polimerizzazione Graffaggio Sterilizzazione

3 Impianto di irraggiamento gamma Calliope Dimensioni cella di irraggiamento: 7x6x3.9 m Massima attivita permessa: 3.7x10 15 Bq (100kCi) Cella di irraggiamento, sorgente e piattaforma per il posizionamento dei campioni L impianto Calliope è del tipo a piscina: la rastrelliera con sorgenti di 60 Co installata ha una geometria cilindrica con 48 barrette alloggiate lungo due cilindri concentrici Sorgenti di 60 Co sul fondo piscina Visione dell'effetto Cherenkov

Calliope è del tipo a piscina: la rastrelliera con sorgenti di 60 Co installata ha una geometria cilindrica con 48

4 Vista longitudinale impianto Calliope 10 t capacity load and unloading area irradiation cell crane to introduce or withdraw sources Sul tetto dell edificio è situata una botola che consente l introduzione dei cestelli contenenti le sorgenti radioattive in caso di caricamento o l inserimento di oggetti di grandi dimensioni Storage pool Closing plug opening for pump INOX steal well La piscina destinata allo schermo biologico verso l esterno è di dimensioni 2x4.5x8 m 3 e sul fondo sono collocati due pozzetti di emergenza per lo stoccaggio delle sorgenti esaurite.

inserimento di oggetti di grandi dimensioni Storage pool Closing plug opening for pump INOX steal well La piscina destinata allo schermo

5 CALLIOPE ASPETTI DI SICUREZZA ISTITUTO DELLA RADIOPROTEZIONE CONTROLLO DEL PERSONALE MONITORAGGIO AMBIENTALE SICUREZZA DI CENTRO ISTITUO DELLA RADIOPROTEZIONE SORVEGLIANZA DELL ISTITUTO SUPERIORE PER LA PROTEZIONE E LA SICUREZZA AMBIENTALE (ISPRA, EX APAT)

CENTRO ISTITUO DELLA RADIOPROTEZIONE SORVEGLIANZA DELL ISTITUTO

6 Metodi dosimetrici Istituto metrologia radiazioni ionizzanti Dosimetro di Fricke (20-400Gy) Dosimetro Red-Perspex (5-40kGy) e radiocromico (1kGy-3MGy) Dosimetro ESR ad alanina (1Gy-500kGy) ARCHI PER MISURE ISODOSE CERTIFICAZIONE

Red-Perspex (5-40kGy) e radiocromico (1kGy-3MGy)

7 Simulazione del campo di radiazione CODICE FLUKA Campo di radiazione dell intera cella di irraggiamento Campo di radiazione nella regione circostante la rastrelliera Intensità di dose (Gy/h) rif.acqua Marzo 2005 Accuratezza 10%

di radiazione nella regione circostante la rastrelliera

8 Effetti delle radiazioni su componenti elettronici Normativa - ESA/SCC MIL-STD 883 Dose rate 0.5-3Gy(Si)/s Fasce di Van Allen Vento solare Protoni solari di alta E Radiazioni galattiche Radiazioni di Bremsstrahlung Radiazioni spaziali Meccanismi di guasto Effetti dose-rate Effetto T sui meccanismi di guasto Schermo: 1.5 mmpb & 0.7mmAl D(Si) =0.9D(Fricke) T=100 C per 168h

5-3Gy(Si)/s Fasce di Van Allen Vento solare Protoni solari di alta E Radiazioni galattiche

9 Effetti delle radiazioni sui polimeri IAEA Degradazione Radiazioni ionizzanti Cross-linking Effetti dose-rate Effetti sinergici γ & T Effetti atmosfera Applicazioni industriali

10 RIVELATORI DI ENERGIA Luminosità cm -2 /s E 14 TeV PbWO 4 PROTONE PROTONE CALLIOPE Dosi di radiazione (10 anni) γ Dose n Flusso Cristalli ECAL <5 kgy n/cm 2 REATTORI TRIGA E TAPIRO

11 Attivita per il CERN di Ginevra ESPERIMENTO CMS Calorimetro elettromagnetico Sono stati qualificati ed installati cristalli con relativa elettronica di rivelazione Esperimento Atlas Qualifica di schede elettroniche Esperimento LHCB Qualifica camere GEM e a fili in atmosfera controllata

con relativa elettronica di rivelazione Esperimento Atlas Qualifica di

12 Qualificazioni Nucleari presso SIET Prove di sicurezza su sistemi integrali rappresentativi di impianti nucleari per la produzione di energia elettrica Prove prestazionali su sistemi per la rimozione del calore in impianti nucleari Prove funzionali su componenti vari di impianti nucleari: - rod cluster del reattore - generatore di vapore - separatori acqua/vapore - pompe a getto - scambiatori di calore -valvole - tubazioni e raccordi

impianti nucleari Prove funzionali su componenti vari di impianti nucleari: - rod cluster del reattore -

13 Impianti Sperimentali SIET SPES Simulatore PWR per Esperienze di Sicurezza (7 MW / 20 MPa) GEST Prove trermoidrauliche su grandi componenti e sistemi (20 MW / 17 MPa) IETI Prove termoidrauliche su componenti vari (7 MW / 25 MPa) Potenzialità dei Laboratori SIET - Vapore surriscaldato: 8 kg/s, 10 MPa, 500 C - Vapore saturo: 40 kg/s, 7 MPa, 285 C - Acqua: 200 kg/s, 16 Mpa, 330 C - Potenza elettrica: 9 MW AC, 7 MW DC

componenti vari (7 MW / 25 MPa) Potenzialità dei Laboratori SIET - Vapore surriscaldato: 8 kg/s, 10 MPa,

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