Energia: a Bologna un centro all'avanguardia per la sicurezza nucleare

I recenti allarmi nella centrale giapponese di Fukushima e in quella francese di Flamanville riportano l’attenzione sulla sicurezza nucleare, un tema che vede ENEA come centro di eccellenza per gli strumenti di calcolo sviluppati e i contributi scientifici per la progettazione e la sicurezza nucleare, resi liberamente disponibili in sede internazionale dal Gruppo Dati Nucleari dell’ENEA di Bologna. L’attività di questo gruppo di ricercatori, che opera nell’ambito del Dipartimento ENEA “Fusione e Tecnologie per la Sicurezza Nucleare”, ha ottenuto un significativo riconoscimento da parte dell’Agenzia per l’Energia Nucleare (NEA) dell’OCSE per “la qualità eccellente e la rilevanza del lavoro svolto negli ultimi 15 anni a supporto della cooperazione internazionale”.

Esempio di modello geometrico 3D elaborato dal codice in oggetto, sviluppato dal Gruppo Dati Nucleari di ENEA-Bologna

Dalla metà degli anni ’90, il Gruppo Dati Nucleari, attualmente integrato nella Divisione ENEA “Sicurezza e Sostenibilità del Nucleare”, è impegnato in attività di processamento e validazione dati nucleari per produrre raccolte di dati essenziali, denominate librerie, che contengono i parametri nucleari utilizzati dai codici di calcolo per analisi dedicate alla progettazione ed alla sicurezza nucleare. Un rilevante contributo a questa attività è stato acquisito nell’ambito della collaborazione con specialisti di dati nucleari di fama internazionale, provenienti dall’Institute of Physics and Power Engineering (IPPE) di Obninsk, Federazione Russa.

Partire da dati nucleari correttamente processati è fondamentale per l’analisi di sicurezza dei reattori. Ad esempio, alcune delle librerie trasferite dal Gruppo Dati Nucleari alla banca dati della OECD-NEA (OECD-NEA Data Bank) e a quella americana dell’Oak Ridge National Laboratory - Radiation Safety Information Computational Center (ORNL-RSICC) contengono dati essenziali per calcoli di schermaggio da radiazione e per valutare l’integrità strutturale del recipiente in pressione in acciaio che contiene il nocciolo del reattore. Infatti le radiazioni neutroniche e fotoniche, emesse durante la normale vita operativa, “compromettono” progressivamente l’integrità strutturale dei componenti in acciaio dei reattori, inficiandone la sicurezza.

Disporre di librerie e di opportuni codici di calcolo che consentano di accertare il raggiungimento dei valori-soglia di dose neutronica e fotonica, fissati dalle normative di sicurezza, è quindi di fondamentale importanza per capire quando l’esercizio in sicurezza del reattore è a rischio e si deve procedere allo spegnimento definitivo.

Questo è un tema rilevante anche per il nostro Paese che vede una trentina di reattori ad acqua leggera situati a meno di 200 km dai confini nazionali, con potenziali problemi di sicurezza che possono avere ricadute sul nostro territorio. Motivo di soddisfazione è anche il fatto che le librerie di ENEA-Bologna, sviluppate per analizzare problemi di schermaggio e danno da radiazione nei reattori ad acqua leggera (LWR), si possono applicare a circa l’80% dei 449 reattori di potenza internazionali attualmente in funzione. Si sottolinea inoltre che, per questo tipo di applicazioni specifiche, è liberamente disponibile a livello internazionale solo un numero estremamente limitato di librerie, oltre a quelle ENEA.

L’Agenzia per l’Energia Nucleare dell’OCSE ha inoltre riconosciuto particolare valore ad un sistema di calcolo, sviluppato dal Gruppo Dati Nucleari di ENEA-Bologna e trasferito ad OECD-NEA Data Bank ed ORNL-RSICC, in grado di estendere l’uso dei codici di calcolo tridimensionali, che richiedono necessariamente l’utilizzo delle librerie del tipo citato, anche in campi di applicazione ad alta complessità geometrica dove non potevano essere precedentemente utilizzati in modo semplice ed efficace (vedi figura).

 

Per maggiori informazioni:

Dr. Massimo Pescarini, Centro Ricerche Bologna, ex-responsabile Unità Centro Dati Nucleari (ENEA SIEC-DANU) e Liaison Officer di OECD-NEA Data Bank per il Centro Ricerche ENEA di Bologna, massimo.pescarini@enea.it

Ing. Roberto Orsi, Centro Ricerche Bologna, roberto.orsi@enea.it

Dr. Manuela Frisoni, Centro Ricerche Bologna, manuela.frisoni@enea.it