Attività di ricerca ed Infrastrutture “calde” Francesco...

Workshop ENEA e la Ricerca sul Nucleare – Roma – 10 aprile 2008 Francesco Troiani – ENEA-FPN

Reattori Nucleari ed Impianti- TRIGA RC-1 – 1 MW- RSV TAPIRO – 5 kW- CALLIOPE

Istituti- Istituto di Radioprotezione- Istituto nazionale di metrologia delle radiazioni ionizzanti

Laboratori- Sviluppo metodi di caratterizzazione con tecniche non-distruttive - Sviluppo metodi di caratterizzazione con tecniche distruttive e chimica

degli attinidi (in fase di realizzazione - CR Saluggia)

Gestione e smaltimento dei rifiuti radioattivi

Attività di ricerca ed Infrastrutture “calde”(Francesco Troiani)


TRIGA RC-1 – 1 MW

Potenza 1 MWth

Combustibile Lega Uranio – ZrH (8.5% Wt U)

Arricchimento 20 % 235UModeratore ZrH, H2O

Raffreddamento Acqua demineralizzata in circolazione naturale

Riflettore Grafite

Organi di Controllo#4 B4C Shim Rods Fuel Follower#1 B4C Regolazione Fine

Cladding Combustibile Inox - 0.5 mm spessore

CaricamentoU – 235

~ 38 g / elemento ~ 3400 g totale

Possibilità di Operazione

6 ore/g – 5 giorni/s– 10 mesi/a

PotenzialitPotenzialitàà- Radiografia e Tomografia Neutronica- Attivazione Materiali- Disponibilità cavità termica- Diffrattometria neutronica- Generazione fasci epitermici- Training per studenti e autorità di controllo


TRIGA RC-1 – Flussi neutronici e particolari applicazioni

Posizione Flusso Neutronico[nįcm-2įs-1]

Rastrelliera girevole (40 posizioni) 2.00į1012

Sistema Pneumatico (Rabbit) 1.25į1013

Canale Centrale 2.68į1013

Collimatore Colonna Termica ~1.00į106

Collimatore Canale Tangenziale ~1.00į108

Sezione Virtuale Batteria al Li 15 cm

RadioscopiaFuel Cell infunzione


RSV TAPIRO – 5 kW - flussi neutronici e potenzialità

Construction date: January 1964 1st criticality: April 1971 Reactor type: fast neutron source Maximum power: 5 kW Maximum neutron flux at the core center: 4.0×1012 cm-2⋅s-1 Average neutron flux in the core: 2.3×1012 cm-2⋅s-1 Average neutron flux in the reflector: 1.3×1011 cm-2⋅s-1 Core Geometry: cylindrical shape Dimensions: diameter = 12.6 cm, height = 11.5 cm Fuel: metallic alloy (U 98.5%, Mo 1.5%)

enrichment: 93.5 % U235

density: 18.5 g⋅cm-3 Coolant: Helium

Reflector Geometry: cylindrical shape Dimensions: outer diameter = 80 cm, outer height = 72 cm Material: Copper Control material: Copper Number of control elements: 5 Biological shield Geometry: aproximately spherical Thickness: 175 cm Material: heavy boron concrete

PotenzialitPotenzialitàà- Disponibilità cavità di neutroni veloci - BNCT Epitermica o Termica- Blanket materiali per HTGR

> Validazione codici


RSV TAPIRO – Attività di ricerca

facility termica (INFN-LNL) per la ricerca su composti del boro per il il melanoma cutaneo e per studi di microdosimetria

facility epitermica per la sperimentazione nel trattamento di alcuni tumori cerebrali

Tra i vari canali sperimentali, il vano “colonna termica”(110×110×160 cm3) è quello di dimensioni maggiori ed è attualmente utlizzato per la ricerca sulla BNCT (Boron Neutron Capture Therapy ):


Impianto di Irraggiamento CALLIOPE - 60Co

Dimensioni cella di irraggiamento:Dimensioni cella di irraggiamento:7 x 6 x 3.9 mMassima attivitMassima attivitàà permessa:permessa:3.7x1015 BqAttivitAttivitàà attuale (gennaio 2008):attuale (gennaio 2008):4.66x1014 BqMassima intensitMassima intensitàà di dose attuale:di dose attuale:3.9 kGy/h in aria

AttivitAttivitàà principali:principali:- Dosimetria- Effetti delle radiazioni sui materiali ( polimeri, componenti elettronici,

etc)- Effetti delle radiazioni su sistemi biologici


Istituto di Radioprotezione

Ricerca, Sviluppo e Qualificazione:Ricerca, Sviluppo e Qualificazione:- sicurezza radiologica in impianti complessi di ricerca

sulla fusione nucleare (i.e. ITER e acceleratori di alta energia),

- tecniche di dosimetria delle radiazioni ionizzanti,- valutazioni di dose da rilasci ambientali,- biologia molecolare per identificare le curve di rischio

dose-effetto, alle basse dosi.

Sorveglianza fisica di radioprotezione:Sorveglianza fisica di radioprotezione:- sorveglianza fisica operativa - sorveglianza ambientale,- dosimetria individuale,- monitoraggio radon.

Servizi:Servizi:- prestazione di servizi tecnici di dosimetria a soggetti

esterni,- centro taratura delle radiazioni ionizzanti.


Istituto Nazionale di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti

Ruolo:Ruolo:L’Istituto ha il ruolo assegnato all’Enea dalla legge 273/1991 di Istituto Metrologico Primario nel settore delle radiazioni ionizzanti, sviluppando e mantenendo numerosi sistemi campione a livello nazionale.Ha, inoltre, il compito di svolgere le funzioni di omologazione degli strumenti di misura per radioprotezione in ambito UE e la certificazione di taratura di tali strumenti.

RicercaRicerca::Di metodi di base e di mezzi di misura delle radiazioni ionizzanti con particolare riferimento alle necessità della radioterapia, della radiodiagnostica e della radioprotezione

Servizi:Servizi:- Taratura degli strumenti di misura delle radiazioni

ionizzanti con certificazione riconosciuta a livello internazionale.

- Supporto tecnico per l'accreditamento di centri secondari di taratura, nell'ambito del Servizio di Taratura in Italia (SIT).

- Svolgimento di programmi di affidabilità delle misure delle radiazioni ionizzanti a livello nazionale, mediante periodiche campagne di interconfronti.


Sviluppo Sistemi di CaratterizzazioneNecessitNecessitàà di caratterizzazionedi caratterizzazione

EURATOM Autorità Italianamateriali rilasciati generico val rapp. generico met./cem./altri

3H 1000-10000 3.000 100 1 / 1 / 0,114 C 100-1000 300 10 1 / 1 / 0,1

54 Mn 0,1-1 0,3 0,1 1 / 0,1 / 0,155 Fe 100-1000 300 100 1 / 1 / 0,160 Co 0,1-1 0,3 0,1 1 / 0,1 / 0,159 Ni - - 100 1 / 1/ 0,163 Ni 1000-10000 3.000 100 1 / 1 / 0,190 Sr 1-10. 3 1 1 / 1 / 0,1

125 Sb - - 1 1 / 1 / 0,1134 Cs 0,1-1 0,3 0,1 0,1 / 0,1 / 0,1137 Cs 0,1-1 0,3 1 1 / 1 / 0,1152 Eu 0,1-1 0,3 0,1 1 / 0,1 / 0,1154 Eu - - 0,1 1 / 0,1 / 0,1241 Pu 10-100 30 1 1 / 1 / 0,1

alpha emettitori vedi sotto vedi sotto 0,1 / 0,1 / 0,1234/235/238 U 0,1-1 0,3 1

239/240 Pu 0,1-1 0,3 0,1241 Am 0,1-1 0,3 0,1242 Cm - - 1244 Cm 0,1-1 0,3 0,1

IAEA

IAEAIAEA--TECDOCTECDOC--855 855 (1996)(1996)

Radiation Protection Radiation Protection 122 (2000)122 (2000)

Ordinanza 5/2003 Ordinanza 5/2003 Commissario Delegato Commissario Delegato

OPCM 3267/7 marzo 2003OPCM 3267/7 marzo 2003

Per confronto si consideri che,Radiation Protection 122 EUR,riporta:

nel cemento 40K = 0,4 Bq/gnel tufo 40K = 1,8 Bq/gnel granito 40K = 0,64 Bq/g

e, l’ICRP 30, nel corpo umano:

40K = 0,06 Bq/g14C = 0,21 Bq/g


Sviluppo Sistemi di Caratterizzazione

Wide opendetectiongeometry

measuredvolume V

Tecniche Tecniche GammaGamma--globaliglobali



collimatedGe-detector

measuredvolume V

Tecniche Tecniche GammaGamma--segmentali segmentali e e tomografichetomografiche



Tecniche NeutronicheTecniche Neutroniche


Gestione e smaltimento dei rifiuti radioattiviServizio Integrato ENEAServizio Integrato ENEA--NUCLECO S.p.A.NUCLECO S.p.A.

Raccolta, Trattamento, Condizionamento e stoccaggio rifiuti radiRaccolta, Trattamento, Condizionamento e stoccaggio rifiuti radioattivioattivinon elettronon elettro--nucleari nucleari

Confezionamento dei rifiuti presso la sede del produttore.

Trasporto, con mezzi autorizzati, presso la sede centrale della NUCLECO.

Ricezione, caratterizzazione, etichettatura, riempimento e trattamento negli impianti e nei laboratori in Casaccia (di proprietà ENEA).

Stoccaggio temporaneo, in attesa dello smaltimento nel deposito definitivo nazionale o in attesa del decadimento per lo smaltimento in esenzione.


Gestione e smaltimento dei rifiuti radioattiviLa partecipata NUCLECO S.p.A.La partecipata NUCLECO S.p.A.

Attività principali:- Trattamento (minimizzazione), condizionamento, deposito

temporaneo dei rifiuti radioattivi liquidi e solidi di terzi.- Smantellamento di sezioni di impianti, componenti e

bonifiche di siti (nucleari e convenzionali).- Progettazione, realizzazione ed esercizio di impianti di

smantellamento e trattamento rifiuti, presso terzi.- Caratterizzazione radiologica e chimica di siti nucleari e

non, dei materiali e dei rifiuti.- Sviluppo e qualificazione dei processi di condizionamento.- Servizi tecnologici (interventi di squadre operative, direzione

lavori, analisi di sicurezza,radioprotezione operativa, etc).



Studi sul condizionamento ed isolamento dei rifiuti radioattiviStudi sul condizionamento ed isolamento dei rifiuti radioattivi

Condizionamento Modulo di isolamento

Cella di smaltimento



Studi sullo smaltimento dei rifiuti radioattiviStudi sullo smaltimento dei rifiuti radioattivi

A Supporto al processo decisionaleB Stato dellÕarte su studi e ricerche in ItaliaC Aggiornamento dellÕinventario nazionale dei rifiuti radioattivi e modalit� di gestione futuraD Attivit� relative alla caratterizzazione dei rifiuti da conferire al sito di smaltimento e di depositoE Analisi propedeutiche alla progettazione del depositoF Linee guida per il trasporto e il deposito dei rifiutiG Linee guida per la securityH Linee guida per comunicazione, informazione e formazione

Accordo di Programma ENEA-MSE: Attivit�a supporto della individuazione e scelta di un sito e perla successiva realizzazione di un deposito di smaltimento dei rifiuti radioattivi di II Categoria e di undeposito di stoccaggio a medio-lungo termine dei ri



Studi sullo smaltimento dei rifiuti radioattiviStudi sullo smaltimento dei rifiuti radioattivi

Obiettivi

Fornire strumenti tecnico-scientifici (safety & security) per minimizzare l’impatto dell’insediamento

Creare un sistema di collaborazione, dimostrando che il processopuò portare ad indubbi benefici, con i potenziali rischi sotto controllo ed in assenza di situazioni di emergenza

Dimostrare che lo smaltimento dei rifiuti radioattivi e la custodia dei materiali nucleari possono essere effettuati nel rispetto dell'ambiente e con effetti positivi sull'economia locale

Dimostrare che lo smaltimento dei rifiuti radioattivi rende possibile il decommissioning degli impianti obsoleti con minori costi, in tempi più brevi e con più elevato livello di sicurezza

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