I gestori degli impianti nucleari svizzeri sono tenuti per legge a mantenere le esposizioni alle radiazioni al minimo ragionevolmente possibile in base allo stato attuale della scienza e della tecnica. A tal fine occorrono le conoscenze più accurate possibile sullo stato di tutte le sostanze e sul loro comportamento durante il funzionamento e in caso di incidenti.

Liberazione da sorgenti radioattive negli impianti nucleari

In conformità all’Ordinanza sulla radioprotezione del 22 giugno 1994 oggetti o impianti sono definiti «sorgenti radioattive» se contengono sostanze radioattive o generano radiazioni ionizzanti. Negli impianti nucleari sono presenti numerose forme di sorgenti radioattive.

• Diversi tipi di sorgenti radioattive negli impianti nucleari

  Da un lato sono presenti:

  • Pellet di combustibile con sostanze radioattive e prodotti di attivazione e di fissione
  • Guaine delle barre di combustibile attivate e altri componenti degli elementi di combustibile
  • Componenti integrati attivati del reattore, incluso il recipiente in pressione del reattore
  • Liquido di raffreddamento attivato e contaminato
  • Gas e particelle radioattive nell’aria di scarico
  • Residui radioattivi nei filtri
  • Contaminazioni di attrezzature ed utensili
  • Scorie radioattive

  Si utilizzano anche sorgenti radioattive per i test funzionali degli apparecchi di sorveglianza, per il controllo dei materiali come pure l’ispezione a raggi x dei bagagli all’ingresso della centrale nucleare.

  Il potenziale di rischio di una sorgente radioattiva è determinato dall’entità del bilancio di attività, dal tipo di nuclide, oltre che dallo stato fisico e chimico del materiale radioattivo proveniente da questa sorgente.

Durante il funzionamento di una centrale nucleare diverse barriere circondano le sorgenti radioattive. Si parla di liberazione quando una parte delle sostanze radioattive riesce a raggiungere l’ambiente circostante una centrale nucleare.

Durante il funzionamento regolare di una centrale nucleare è essenziale che le singole barriere possano venire aperte. Altre barriere, quali ad esempio i filtri, captano le particelle disperse nell’aria, ma non i gas nobili. Questo porta al rilascio di emissioni che non sono del tutto evitabili. Esse vengono ridotte per quanto possibile, vengono misurate prima di fuoriuscire dall’impianto e denominate di conseguenza «emissioni controllate». L’autorità competente stabilisce i valori massimi delle emissioni controllate degli impianti nucleari nei rispettivi limiti delle emissioni.

Nel corso degli ultimi 40 anni, nessuna centrale nucleare svizzera ha superato i limiti delle emissioni stabiliti delle autorità di vigilanza. Se in caso di incidente (superamento dei valori ammessi a seguito di un evento interno o esterno) tutte le barriere vengono danneggiate, possono verificarsi liberazioni di maggiore entità.

• Osservazioni sulla liberazione e la diffusione

  Per l’involucro di una sorgente radioattiva sono prescritte almeno due barriere. In questo modo si assicura che, in caso di eventuale cedimento di una barriera, la seconda barriera limiterà la liberazione di sostanze radioattive. Il numero e la resistenza agli incidenti della barriera sono basati sul potenziale di rischio della sorgente radioattiva.

  Le sostanze liberate possono penetrare nell’ambiente per mezzo dell’acqua e dell’aria. Per esempio può accadere che le guaine delle barre di combustibile possano perdere ermeticità durante il funzionamento e rilasciare sostanze radioattive nell’acqua del reattore. L’impianto idrico di raffreddamento primario è un sistema chiuso, che impedisce la liberazione fungendo da seconda barriera.

  Sebbene l’acqua di scarico purificata sia in gran parte riutilizzata e rimanga nella centrale nucleare, è necessario tuttavia eseguire frequentemente campagne di misura delle emissioni nelle acque di scarico in cui vengono rilasciate sostanze radioattive non durevoli, come è avvenuto tra l’altro per il trizio nell’Aar o nel Reno. Le quantità a questo riguardo sono nettamente inferiori ai valori limite prescritti dalle normative.

  Affinché le particelle radioattive disperse nell’aria non possano raggiungere l’esterno, la parete esterna deve essere realizzata a tenuta stagna e le porte devono essere dotate di sistemi di paratie. Inoltre nel locale deve essere presente una depressione rispetto all’aria esterna, in modo che, in caso di eventuali perdite di ermeticità o all’apertura della porta, la corrente d’aria venga diretta sempre nella zona controllata. Per generare la depressione, l’aria ambiente viene aspirata dai locali per mezzo di ventilatori. Questa aria di scarico viene filtrata ed espulsa attraverso un camino.

  Le sostanze radioattive che non possono essere trattenute dal filtro, sono bilanciate nel camino, prima di essere rilasciate nell’ambiente. Nel bilanciamento vengono misurate la concentrazione di radioattività nell’aria espulsa e la portata dell’aria rilasciata per unità di tempo. La radioattività così rilevata viene confrontata con i valori limite, che sono stati definiti nella licenza d’esercizio del rispettivo impianto nucleare. L’Ispettorato federale della sicurezza nucleare IFSN pubblica i risultati nel Rapporto annuale sull’attività di vigilanza e sulla radioprotezione.

  Per via della considerevole altezza del camino, fino a 120 metri, l’aria di scarico si diffonde con il vento su grandi distanze, e nel pennacchio viene diluita fortemente dalle turbolenze. Le particelle radioattive si depositano sul terreno per deposizione delle particelle di polveri o tramite il dilavaggio operato dalle gocce di pioggia. Durante questa diffusione una parte di radioattività decade, riducendo in modo conseguente l’irradiazione verso le persone.

Potenziali vie di esposizione per la popolazione

Si definiscono vie di esposizione le diverse modalità con cui le radiazioni provenienti da sorgenti radioattive possono raggiungere gli esseri umani. Le diverse vie di esposizione possono essere suddivise in due categorie:

• In caso di irradiazione esterna la persona viene irradiata da sostanze radioattive situate all’esterno del corpo. L’esposizione dipende dall’intensità della sorgente radioattiva, dalla distanza della sorgente rispetto alla persona, dai materiali assorbenti posti tra la sorgente e la persona nonché dal tempo di permanenza nel campo delle radiazioni. L’irradiazione esterna durante il funzionamento regolare della centrale nucleare è trascurabile per la popolazione. Con strumenti di misura molto sensibili sulla recinzione di una centrale nucleare si possono misurare deboli intensità di dosi, dell’ordine di grandezza del fondo naturale. Dopo incidenti gravi, come è avvenuto per Chernobyl, si può verificare un’irradiazione esterna dovuta alle sostanze radioattive disperse nell’aria o nel terreno.
• Nell’Incorporazione le sostanze radioattive penetrano nel corpo mediante l’alimentazione (ingestione), la respirazione (inalazione), la pelle (traspirazione) oppure da ferite. Qualora le sostanze radioattive non fossero secrete dal corpo, le radiazioni che si sono generate nell’organismo durante il loro decadimento vengono assorbite parzialmente o interamente. La dose di radiazioni dipende dal tipo di incorporazione, dal tipo e dall’energia dell’irradiazione, oltre che dall’effettivo tempo di dimezzamento delle sostanze radioattive.

• Potenziali vie di esposizione per i dipendenti degli impianti nucleari

  Il personale delle centrali nucleari è esposto esternamente soprattutto a causa dei lavori svolti su e in prossimità del reattore, di apparecchiature a raggi X e di componenti radioattivi. Il pericolo di un’incorporazione è dovuto principalmente all’inalazione delle sostanze radioattive disperse nell’aria, oltre che alla penetrazione di sostanze radioattive attraverso la cute. L’ingestione associata all’assunzione di cibo è esclusa, per via del divieto totale di mangiare e bere nella zona controllata.

Questo è il nono di 14 articoli sulla radioprotezione. Nella decima parte saranno trattate le misure generali di radioprotezione.