Effinciency_and_Environment_05_2018

26 Efficiency & Environment - Maggio 2018 Approfondimenti Safety e maintenance È evidente che esista un collegamento tra sa- fety, maintenance e materiali. Esiste infatti un effetto delle radiazioni sul materiale e per giun- gere a una soluzione tecnologica efficace, si sono seguiti due approcci: il primo, secondo la caratterizzazione del materiale e del suo degra- do, che ha visto lo studio dell’aspetto legato alla metallurgia e all’attivazione nucleare; il secon- do, secondo la caratterizzazione dell’ambiente in cui esso lavora (corrosione e degrado di que- sto). Si devono valutare i prodotti di corrosione attivati, chiamati ACP, proprio nel sistema di re- frigerazione. La valutazione di attivazione / cor- rosione degli ACP è stata eseguita tramite un software Pactiter fornito dal CEA -Commissari- àt Energie Atomique che simula la formazione, l’attivazione, la migrazione e la deposizione dei prodotti di corrosione. Questo ha dati di Input/ Output e funziona su principi fluidodinamici. Si premette che nonostante la ricerca debba an- cora validarlo con certezze sperimentali, può fornire validi orientamenti sia ingegneristici sia manageriali. Si sono perseguiti, sempre in am- bito di ricerca e sviluppo, due obiettivi, entram- bi legati allo studio del materiale: uno di natu- ra chimico-metallurgica, e l’altro in materia di sicurezza espositiva per i lavoratori impegnati nei servizi di manutenzione che si vedono a stretto contatto con il reattore spento (situa- zione di shut down, il funzionamento non può essere continuo) su cui operare. In questa fase delicata, sarà essenziale la scelta del materiale di rivestimento che potrebbe essere dannoso per la salute umana, se atti- vato e non in grado di dive- nire innocuo in breve tempo (sotto il limite di soglia di legge consentito). Questo è dunque un problema, di natura duplice (corrosione/ attivazione), legato soprat- tutto alla composizione chi- mica del materiale scelto. Si concede prevalenza a un materiale che minimizzi i ri- schi dell’attivazione nuclea- re, rispetto alla lotta contro la corrosione optando, dun- que, per un acciaio ferritico/ martensitico a basso tenore di Cromo (Cr(%)<10%). Questo, infatti, permette una migliore gestione in termini di manu- tenzione e di sicurezza. Si è ragionato una lega di acciaio, chiamata Eurofer_97, sulla quale si intende investire per fu- turi progetti fusionistici. Il grafico 1 confronta la soglia di pe- ricolosità di quest’ultimo prodotto rispetto all’acciaio tradi- zionale Aisi_316L(N). Il confronto spiega come si possa rinunciare alla lotta alla corrosione, visto il basso tenore di Cromo presente in Eu- rofer_97, soprattutto per quelle zone del reattore che sono oggetto delle maggiori irradiazioni neutroniche da parte del plasma (le stesse in tutti i casi di analisi): First Wall (Prima Pa- rete), Blanket (Mantello), Backplate Blanket (Mantello Piano Posteriore). Tale confronto, al fine di essere imparziale, vede, ovviamente, le stesse condizioni per tutti i materiali, e per chiarezza espositiva, e significatività scientifica maggiore, qui sono riportate solo quelle di First Wall. Radiazioni sul personale Per quanto riguarda invece l’effetto delle radiazioni sul perso- nale lavorativo esposto, dal punto di vista espositivo, è utile mostrare i grafici 2 e 3 derivanti dal calcolo del rateo di dose occupazionale, secondo alcuni passaggi razionali. Innanzi- tutto è necessario calcolare la dose occupazionale annuale ore (vedi equazione) e considerarla per analisi di riduzione. Elementi per il calcolo della ore sono: ∞ Impegno totale dei lavoratori = 1.260 pers*h (per i singoli componenti strutturali) ∞ Rateo di dose gamma per i vari componenti (in mSv/h) ∞ Dose per attività unitaria di ACP (mSv/h/GBq/m 2 ) ∞ Attività degli ACP sui vari componenti (Gbq/m 2 ) La valutazione di dose occupazionale annuale (annual ore) per un dato impianto nucleare è definita semplicemente dal- la sommatoria delle dosi collettive dei lavoratori, esposti se- condo la seguente relazione: Dose occupazionale sui componenti strutturali (FW). Fonte, rielaborazione sperimentale (simulazione tramite software), presso Enea, CR_Frascati Tipo di lavoratore (esposizione professionale) Direttive di Limite ICRP per Equivalente di Dose (EqD) Regolazione di Limite Europeo per Equivalente di Dose (EqD) Lavoratore esposto 100 mSv per 5 anni, con un max di 50 mSv/anno 20 mSv/anno, (0,010 mSv/h) Lavoratore non esposto 1 mSv/anno 1 mSv/anno Tabella 1