Strumentazione e radioprotezione per l'energia nucleare

Lecentrali nuclearipresentano rischi specifici, poiché contengono tutte quantità più o meno elevate di prodotti radioattivi che possono causare l'esposizione di individui, popolazioni o dell'ambiente alle radiazioni ionizzanti e ai loro effetti.

Per un utilizzo sicuro ed efficace delle tecniche nucleari, è essenziale poter contare su strumenti di misura. Questi strumenti includono misuratori di portata per liquidi, gas o vapore, sensori di livello, sonde di temperatura e sensori di pressione.

Inoltre, sono necessarie apparecchiature affidabili per la diagnostica, il controllo e la radioprotezione. Le apparecchiature per la radioprotezione comprendono radiometri a neutroni e dosimetri elettronici personali.

Questi strumenti sono fondamentali per l'ottimizzazione dei processi nell'industria nucleare. Contribuiscono a ridurre i rischi operativi e ad aumentare il valore aggiunto degli impianti nucleari.

Le centrali nucleari

Le centrali nucleari ottengono calore dalla fissione nucleare dell'uranio. Il calore viene convertito in vapore che aziona una turbina a vapore per generare elettricità.

Reattore nucleare ad acqua bollente: REB

In questo tipo di reattore, l'acqua utilizzata come moderatore funge anche da fluido di raffreddamento. L'acqua viene portata ad ebollizione direttamente nel cuore del reattore, producendo così vapore che aziona la turbina.

Reattore ad acqua pressurizzata (REP) o EPR (European Pressurized Reactor)

In questi reattori, l'acqua utilizzata come moderatore viene mantenuta ad alta pressione per impedirne l'ebollizione. L'acqua riscaldata nel cuore del reattore viene utilizzata per scambiare calore con un circuito secondario dove viene prodotto il vapore per azionare la turbina. L'EPR è un'evoluzione moderna dei REP, con miglioramenti in termini di sicurezza ed efficienza.

Reattore VVER (Water-Water Energetic Reactor)

Si tratta della versione russa dei reattori ad acqua pressurizzata. Funzionano secondo lo stesso principio dei REP, ma con alcune differenze nella progettazione e nell'architettura.

Reattore ad acqua pesante (PHWR – Pressurized Heavy Water Reactor)

In questo tipo di reattore, l'acqua pesante (deuterio) viene utilizzata come moderatore. Grazie alle sue proprietà, l'acqua pesante consente di utilizzare l'uranio naturale come combustibile. I reattori CANDU (Canadian Deuterium Uranium) sono un esempio di PHWR.

Reattore a raffreddamento rapido (FBR – Fast Breeder Reactor)

Questi reattori utilizzano neutroni veloci per la fissione, senza moderatore. Hanno la capacità di produrre più combustibile fissile di quanto ne consumino, da cui il termine "breeder" (riproduttore).

Reattori modulari di piccole dimensioni (SMR – Small Modular Reactors)

Gli SMR rappresentano una nuova generazione di centrali nucleari di piccole dimensioni progettate per essere modulari e scalabili. La "modularità" si riferisce alla capacità di produrre questi reattori in serie negli stabilimenti e poi trasportarli nel sito di installazione finale. Gli SMR possono variare in termini di capacità, generalmente da 10 MWe a 300 MWe. Questa flessibilità consente un'installazione più rapida, costi ridotti e la possibilità di impiegarli in regioni remote o con minori esigenze energetiche. Gli SMR sono inoltre progettati con caratteristiche di sicurezza avanzate e spesso possono funzionare più a lungo senza ricarica di combustibile rispetto ai grandi reattori tradizionali. Per gli SMR sono allo studio diverse tecnologie di base, tra cui i reattori ad acqua pressurizzata, a sali fusi e a metallo liquido.

Le centrali nucleari possono fornire grandi quantità di elettricità senza emettere carbonio durante il loro funzionamento. Inoltre, il combustibile nucleare può essere riutilizzato dopo il ritrattamento. Per questi motivi,l'energia nucleareè oggi un'importante fonte di energia. Tuttavia, l'uso di materiali radioattivi richiedeprecauzioni speciali, poiché le radiazioni possono causare gravi effetti sull'uomo e sull'ambiente. Lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi rimane una sfida importante.