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Le centrali nucleari. L'energia che scaturisce dal bombardamento dell'uranio con neutroni. Il processo di 'fissione/fusione nucleare'. Il problema della radioattivitą e delle scorie.

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La Progettazione dei Reattori ad Acqua Leggera - Intervista - Giancarlo Ambrosini -

Intervista a Giancamillo Ambrosini Responsabile del Progetto Sistema Nucleare del Dipartimento Reattori Termici tratta da "ENERGIA E INNOVAZIONE"

D. Quali sono gli obiettivi del Progetto sistema nucleare?

R. Coerentemente con le linee-guida del Piano quinquennale dell'Enea 1980-84, l'obiettivo che il Progetto si propone di perseguire è quello di svolgere una azione di supporto nei confronti dell'industria sistemista nazionale per metterla in grado di progettare e realizzare gli impianti nucleari previsti dal Piano Energetico Nazionale nei tempi stabiliti ed in modo il più possibile autonomo, utilizzando l'industria manifatturiera e rispettando le particolari esigenze di sicurezza imposte dalla normativa nazionale del settore.
Tale obiettivo è stato sostanzialmente riconfermato nel corso degli anni in cui si sono sviluppate le attività.

D. Attraverso quali attività il Progetto persegue l'obiettivo indicato?

R. Va preliminarmente osservato che l'industria sistemi sta nucleare in Italia agisce attualmente su di uno spettro di attività che si possono suddividere in tre settori, ai quali corrispondono altrettante attività del Progetto.
Il primo settore comprende k attività di applicazione delle metodologie di progettazione ormai già collaudate e standardizzate. Questa progettazione applicativa richiede un grosso sforzo organiz-zativo per la notevole mole di documenti ed informazioni esistenti, tutti in regime di "garanzia della qualità", nonché la padronanza delle citate metodologie di progetto; a questo settore afferiscono, ad esempio, le azioni relative alla progettazione di Montalto di Castro.
Il secondo settore è quello legato alla realizzazione di quanto progettato e riguarda in un primo tempo i rapporti con i fornitori e le attività di cantiere, e successivamente la messa in servizio e l'avviamento degli impianti. Sia il follow-up della progettazione, fabbricazione e qualifica dei componenti, sia le attività realizzative in cantiere e di messa in servizio dell'impianto, sono caratterizzate da un continuo collegamento con il Progetto sistema nucleare, per verificarne l'adeguatezza e per risolvere tutte le problematiche applicative nei tempi richiesti. Questo tipo di attività ha riguardato Caorso negli anni precedenti e, attualmente, riguarda Montalto di Castro.
Il terzo settore comprende le attività necessarie per adattare le tecnologie esistenti e già sviluppate ad esigenze particolari, sia dell'Enel, sia dell'Autorità di controllo. Queste attività consistono es-senzialmente in particolari riprogettazioni per adattare i prodotti standard alle nuove esigenze quali, ad esempio, far fronte alla caduta di un aereo sull'impianto e ai requisiti richiesti dopo l'incidente di Three Mile Island (Tmi) o per migliorarli. Queste attività richiedono una profonda conoscenza della tecnologia e delle metodologie di progettazione attuali per poter far evolvere i componenti. In questa fase si trova oggi il Progetto unificato per le centrali nucleari tipo Pwr previste dal Peno.

D. Come si è configurato, per ognuna di queste Aree, l'intervento promozionale dell'Enea, attraverso il Progetto sistema?
 
R. Nell'ambito delle Aree considerate, l'intervento del Progetto sistema ha favorito sia la costituzione di strutture e competenze adeguate alla complessità della realizzazione di impianti nucleari, sia lo sviluppo di capacità industriali fi¬nalizzate alla soluzione di problemi specifici.
Per quanto riguarda la costituzione di competenze il Progetto ha favorito il raggiungimento di un elevato grado di automazione nelle attività di progettazione assistita da calcolatore e in quelle connesse alla gestione ingegneristica di progetti complessi, quali gli impianti nucleari ed inoltre ha consentito la co¬stituzione di competenze di progettazio¬ne e lo sviluppo o l'acquisizione di una serie importante di codici di collaudo soprattutto nei campi dell'analisi di incidenti, dell'analisi strutturale e delle valutazioni di affidabilità.
Per quanto concerne i problemi specifici si possono citare, ad esempio, lo sviluppo e l'esecuzione di prove sperimen¬tali per la qualifica della strumentazione atta a rilevare e misurare la concentrazione di IDROGENO nell'edificio di contenimento del reattore in caso di inciden te di perdita del refrigerante; l'elimina¬zione delle vibrazioni, riscontrate nella Centrale di Caorso, delle linee di strumentazione per rilevare la pressione nella tubazione del ricircolo; lo sviluppo di un metodo grafico per la verifica degli schermaggi.

D. Quali sono le industrie italiane coinvolte nel programma?

R. Le aziende sistemiste impiantistiche che operano all'interno del programma nell'ambito di contratti di associazione con l'Enea sono Ansaldo Impianti e Nira che recentemente sono confluite nell'Ansaldo S.p.A. Sono inoltre coinvolte per temi particolari e come subcontraenti anche altre organizzazioni guaIi il Cise, alcune Università, ecc.
E importante ricordare il contributo dell'Enel in tutte le fasi di programmazione, pianificazione e controllo delle varie attività. Rappresentati dell'Ene] sono presenti nell'organo di gestione dei contratti, il Comitato di gestione, ed inoltre partecipano alle riunioni tecniche per la pianificazione e per il controllo dello stato di avanzamento delle attività.
È evidente il vantaggio che il Sistema Italia trae dalla presenza contempora¬nea del sistemi sta e dell'esercente all'interno di strutture in cui vengono definiti i programmi di sviluppo di prodotti e competenze.

D. Qual è il ruolo delI'Enea nel pro¬gramma coordinato dal Progetto?

R. n rispetto del programma temporale di realizzazione delle centrali nucleari, indicato nel Piano Energetico Nazionale, è funzione di vari fattori. Noi riteniamo che il programma di Promozione industriale dell'Enea in generale, e quindi, per la parte che gli compete, il programma del Progetto sistema nucleare, possa essere di aiuto anche in quanto coinvolgendo tutti gli operatori nazionali interessati, Enel, Industria sistemista ed Enea, permette di svolgere un dialogo comune, in sede tecnica, che anticipa gli scambi di informazioni ri¬spetto ai tempi contrattuali. L'approfondimento poi delle problematiche di interesse comune conduce ad una maggior chiarezza e ad una più elevata confidenza nella soluzione dei problemi specifici con evidente guadagno in termini di sicurezza e di affidabilità dei progetti e anche di tempi di esecuzione.
Altro aspetto che vale la pena mettere in luce è la particolarità dell'impianto Pwr italiano rispetto all'impianto Pwr standard: il Progetto sistema nucleare ha favorito lo studio delle soluzioni spe-cifiche relative al Pwr-Pun, contribuendo sicuramente ad una diminuzione dei tempi relativi alla presentazione dei primi documenti riguardanti l'iter di licenziabilità.
Infine ricordiamo l'iniziativa assunta dal Progetto sistema, in merito alla costituzione dell'Area Sperimentale EneaAnsaldo Impianti di Genova, dove sono state realizzate attrezzature per la quali-fica, ai fini nucleari, di componenti dell'impianto; queste attrezzature sono già state utilizzate in relazione all'impianto di Montalto di Castro, Strumenti quali la tavola vibrante, le camere climatiche che riproducono gli ambienti simulanti le condizioni di incidenti Loca, l'impianto per lo studio dei getti di fluido uscente da tubazioni a seguito di ipote¬tiche rotture, hanno consentito l'esecuzione di prove i cui risultati hanno influito positivamente sui tempi di realiz¬zazione dell'impianto di Montalto di Castro e sicuramente influiranno su quelli delle Centrali Pwr-Pun.

D. Come si articola il Progetto?

R. Nel 1983 il Progetto sistema nucleare è stato ristrutturato adottando una organizzazione di tipo matriciale in cui le colonne rappresentano la destinazione del prodotto (Caorso, Montalto, Progetto unificato, ecc.) e le righe i Prodotti o Aree di prodotti omogenei. I principali prodotti sono: metodi e codici per analisi incidenti, metodi e codici per analisi di affidabilità, metodi e codici  analisi strutturale, metodi e codici analisi varie, criteri di progetto e specifiche sistemi di strumentazione e controllo, criteri e specifiche di progetto e di esercizio, follow-up del progetto e della fabbricazione dei componenti della caldaia nucleare, studi sui materiali di detti componenti, strumenti e tecniche avanzate di progettazione e gestione, raccolta e valutazione dati esercizio centrali, follow-up progettazione e realizzazione componenti e sistemi minori, procedure e 'criteri per la qualifica sismica e ambientale dei componenti.
D. Quali sono le risorse finanziarie e di personale del Progetto?

R. Dal 1977 al 1984 il Progetto ha gestito attività complessivamente per oltre 50 miliardi di lire, di cui il 5 % circa per attività dell'Enea, il 35% per attività Nira e il 50% per attività Ansaldo Im-pianti, compresa l'attività dell'Area Sperimentale di Genova. l finanziamenti relativi sono stati per 1'80% a carico Enea e per il 20% a carico dell'industria.

D. Quali sono i principali risultati ottenuti?

R. l risultati raggiunti si riferiscono ad una molteplicità di attività in uno spettro, come già ricordato, molto ampio.
Per quanto riguarda la centrale di Caorso si può citare il contributo al programma di avviamento dell'impianto con la definizione delle procedure di prova, il contributo alla licenziabilità della centrale mediante la qualificazione dei sensori di idrogeno, lo sviluppo di codici autonomi per la determinazione delle condizioni ambientaI i nei locali dell'edificio reattore a seguito della rottura del circuito primario.
Per la centrale di Montalto sono state effettuate numerose campagne sperimentali sulle forze di getto in caso di rottura del circuito primario, è stato fornito un importante contributo per la progettazione del sistema di scarico nelle piscine di soppressione del vapore; è stato realizzato un modello in scala 1:25 dell'intero impianto, è stata messa a punto una serie di dodici di calcolo e progettazione, soprattutto nel campo dell'analisi strutturale.
Per 1e centrali Pwr-Pun si è contribuito all'acquisizione di competenza per la progettazione dell'impianto secondo le specifiche italiane. In particolare si ricordano i due documenti "Progetto di massima dell'impianto tipo" ed il "Rapporto di sicurezza per il sistema nucleare della centrale standard Pwr italiana", lo sviluppo di codici autonomi per il calcolo strutturale in campo lineare, l'acquisizione e qualificazione di codici per il calcolo, sia provenienti da licenza che non, di analisi degli incidenti, la loro validazione attraverso i risultati di attività sperimentale condotta attraverso partecipazione a programmi internazionali (Lobi e Loft).
Per fornire un 'indicazione significativa dello sforzo operato dal programma di Promozione industriale attraverso il Progetto sistema nucleare, si può ricordare che nel campo dei reattori Bwr anche grazie a tale programma, le forn ture di responsabilità Ansaldo sono salite dal 70% per l'impianto di Caorso al 85% per l'impianto di Montalto di Castro e i servizi di consulenza estera sono diminuiti dal 45% di Caorso al 25% di Montalto.


Modello in scala 1:25 dell’edificio Reattore della centrale elettronucleare di Montalto di Castro realizzato nell’ambito del Contratto ENEA Ansaldo

D. Quali sono stati i contributi dell'Enea'?
 
R. Le competenze Enea hanno partecipato dando un contributo sostanziale a diverse attività sia di carattere sperimentale sia analitico. In particolare sono stati realizzati presso la Casaccia due impianti sperimentali per effettuare esperienze su getti di fluido derivanti da rotture di tubazioni ad alta energia e per studiare la diffusione degli eilluenti nell'ambiente circostante; sono state ese-guite prove per la qualifica di diversi materiali organici, in particolare rivestimenti di cavi elettrici, sottoposti ad irraggiamento sia in cella gamma sia nel reattore Triga; sono stati inoltre effettuati studi su un sistema di controllo avanzato per un reattore Bwr del tipo di Caorso basato sull'utilizzo di tecniche statistiche.


Particolare della piscina di soppressione della centrale elettronucleare di Caorso sviluppata nell’ambito del Contratto ENEA Ansaldo

Ancora nell'ambito degli studi per la definizione del Progetto unificato l'Enea ha partecipato a rendere il progetto conforme ai criteri post-Tmi.
Sono stati infine sviluppati nuovi algoritmi per il miglioramento di codici sviluppati autonomamente che permetto¬no di effettuare l'analisi di affidabilità di sistemi dell'impianto indispensabile per l'analisi di sicurezza dello stesso.
L'Enea partecipa con primaria responsabilità al progetto di un sistema di monitoraggio globale, per centrali nucleari, che gestendo una serie di sottosistemi diagnostici, in parte già disponibili, in parte sviluppati appositamente, permette l'effettuazione di una diagnostica preventiva globale. Inoltre le competenze Enea collaborano con l'Ansaldo Impianti nell'identificazione, sviluppo e realizzazione di un sistema videografico integrato per sistemi di supervisione di nocciolo e di impianto.
In relazione al simulatore ingegneristico che l'Enea ha acquistato dalla Westinghouse, e che è stato personalizzato all'impianto Pwr-Pun, l'Enea partecipa alle varie attività connesse con l'utilizzo del simulatore stesso fra cui lo sviluppo del Sistema integrato di protezione e controllo per il Pwr-Pun.


Modello in scala 1:1 della sala manovra della centrale elettronucleare di Montalto di Castro realizzata nell’ambito del Contratto ENEA Ansaldo

D. I risultati ottenuti hanno avuto riscontro in campo internazionale?

R. La risposta è affermativa. Ad esempio i risultati ottenuti nell'ambito degli studi effettuati sulle forze di getto, hanno portato ad un simposio internazionaIe tenutosi a Genova nel 1981 presso l'Ansaldo Impianti che ha riscontrato notevole interesse da parte di varie organizzazioni industriali e di ricerca straniere; numerosi lavori svolti nell'ambito dei contratti sono stati presentati a conferenze internazionali sempre riscuotendo notevole interesse. In alcuni casi organizzazioni estere hanno chiesto di poter disporre dei risultati da noi ottenuti: è il caso di una società norvegese che ha chiesto recentemente di poter disporre a titolo oneroso dei codici New Salp sviluppati dall'Enea e dalla Nira per studi di affidabilità.
Infine desidero citare un importante accordo trilaterale che è stato stipulato dall'Enea, la Nira e la Westinghouse, le cui caratteristiche innovative sono da un lato il fatto che per la prima volta viene stabilito un rapporto diretto tra l'Enea ed un'industria Usa licenziante di reattori da costruire in Italia. dall'altro la parità di condizione prevista dall'accordo tra i partners italiani e quello americano. Oggetto dell'accordo è l'esecuzione di attività di sviluppo di comune interesse, relative alla tecnologia di reattore Pwr, con particolare riferimento al programma di Promozione industriale dell'Enea.