Foto: L’acqua nella piscina del combustibile della Centrale nucleare di Mühleberg serve, tra l’altro, anche da schermatura e per il raffreddamento degli elementi di combustibile altamente attivi depositati.

Le misure generali sono costituite dal confinamento delle sostanze radioattive, dalla riduzione dell’inventario, dalla limitazione e dall’ottimizzazione della dose, oltre che da misure relative alle funzioni di sicurezza fondamentali.

Confinamento delle sostanze radioattive

Tra le più importanti misure di radioprotezione s’annovera il confinamento delle sostanze radioattive per mezzo di barriere. In conformità all’Ordinanza sulla radioprotezione, in Svizzera è possibile utilizzare una sorgente radioattiva non sigillata soltanto all’interno di una «zona controllata». All’esterno delle zone controllate, le sostanze radioattive sono ammesse solo all’interno di depositi certificati e di contenitori per il trasporto.

• Barriere all’interno della zona controllata

  

  Il limite esterno della zona controllata, costituito da pareti, pavimento, soffitto, porte e finestre, è importante per la protezione dell’ambiente e delle persone. Inoltre nelle zone controllate ci sono altre barriere, per le quali il numero e la resistenza in caso di incidente vengono stabiliti a seconda del potenziale di pericolo delle sorgenti radioattive che contengono. Queste barriere interne servono principalmente per la protezione del personale e per la gestione degli incidenti.

  In una centrale nucleare il combustibile durante il funzionamento è incluso in pellet di tipo ceramico molto resistenti. Questi pellet sono inclusi in una guaina protettiva a tenuta di gas in Zircaloy, una lega di zirconio resistente alla corrosione. Gli elementi di combustibile (matrice di combustibile e guaina della barra di combustibile) vengono considerati la prima barriera. Le guaine sono inseriti all’interno del recipiente in pressione del reattore, che funge da seconda barriera insieme ai tubi e ai rubinetti di intercettazione del circuito di raffreddamento primario.

  Il circuito di raffreddamento primario a sua volta è completamente racchiuso da un grande contenitore di sicurezza di alcuni centimetri in acciaio, che funge da terza barriera. Durante il funzionamento è possibile accedere a questo cosiddetto contenitore primario solo attraverso le paratie. Esso è situato all’interno del contenimento secondario, la cui parete esterna è realizzata in cemento. Il contenitore primario costituisce la terza barriera per il confinamento delle sostanze radioattive.

Per tutte le sorgenti radioattive di una centrale nucleare sono previste sempre almeno due barriere tra le sorgenti radioattive non sigillate e l’ambiente. Come barriera si utilizza la recinzione della zona controllata e il mantenimento della pressurizzazione nei locali della «zona controllata», inclusi i componenti di isolamento (valvole, valvola di non ritorno, ecc.) nonché filtri e paratie.

• Requisiti di una zona controllata

  Le zone controllate sono:

  • Zone di lavoro per la manipolazione di sorgenti radioattive non sigillate.
  • Zone in cui la concentrazione di attività nell’aria può ammontare ad un valore superiore a 1/20 del valore di riferimento CA stabilito nell’Ordinanza sulla radioprotezione. Il valore di riferimento CA è indicato specificamente per il nuclide in Becquerel per metro cubo. 1/20 CA corrisponde ad una dose di inalazione di 1 mSv, nel caso in cui la persona respiri quest’aria nel corso di un anno durante l’orario di lavoro (40 ore la settimana, 50 settimane l’anno).
  • Zone in cui la contaminazione delle superfici può essere superiore al valore orientativo CS stabilito nell’Ordinanza sulla radioprotezione durante il regolare funzionamento previsto. Il valore orientativo CS è indicato specificamente per il nuclide in Becquerel per centimetro quadrato e corrisponde ad una dose della grandezza dell’ordine di 1 mSv, per diverse vie di esposizione potenziali.
  • Zone in cui gli esseri umani possono accumulare una dose effettiva superiore a 1 mSv l’anno a causa della esposizione esterna alle radiazioni.
  • Zone in cui gli impianti non possono operare senza dispositivi di protezione completi.
  • Zone che sono definite tali dall’autorità di vigilanza.

  I requisiti delle zone controllate sono:

  • Zona collegata e completamente circoscritta
  • Graduale mantenimento della depressione
  • Controlli della contaminazione e/o cambio degli indumenti protettivi quando si esce da una «zona controllata»
  • Superfici decontaminabili
  • In caso di necessità, barriere alle entrate e alle uscite
  • Misure di contenimento nel tratto del condotto dell’aria di scarico (filtro aerosol, carbone attivo, depuratore, tratti di decelerazione ecc.)
  • Misure di contenimento nell’impianto delle acque di scarico (filtro, vasca di decantazione, filtro di osmosi inversa, distillazione, ecc.)
  • Prova dell’inattività del materiale a seguito di prelievo dalla zona controllata

Riduzione dell’inventario delle attività

Un’ulteriore misura per la limitazione dell’esposizione è la riduzione dell’inventario delle attività allo stretto necessario. In pratica le sostanze radioattive vengono rimosse dal circuito primario per mezzo filtrante e le scorie radioattive vengono condizionate rapidamente in fusti di scorie all’immagazzinamento e vengono infine stoccati in condizione di sicurezza. Si presta anche la massima attenzione al fatto che nessun materiale attivabile venga a contatto con il liquido del circuito primario di raffreddamento. Inoltre la pulizia regolare degli insudiciamenti radioattivi dell’edificio, dei sistemi e degli attrezzi, la cosiddetta decontaminazione, mira a ridurre i pericoli radiologici.

Limitazione e ottimizzazione della dose

Per la limitazione dell’esposizione esterna alle radiazioni esistono misure personali e misure relative alle sorgenti:

• Tra le misure relative alle sorgenti s’annoverano la schermatura delle sorgenti e dei sistemi radioattivi e la chiusura di locali e zone con un’intensità di dose potenzialmente elevata.
• Tra le misure personali s’annovera la riduzione al minimo del tempo di permanenza e la massimizzazione della distanza dalle sorgenti radioattive, per esempio con l’utilizzo di attrezzi telecomandati o allungati.

Per impedire l’incorporazione e la contaminazione individuale occorre indossare gli indumenti protettivi all’interno della zona controllata, dove è anche vietato mangiare, bere e fumare.

• Dettagli sulle misure protettive contro l’esposizione esterna ed interna alle radiazioni

  Esposizione esterna alle radiazioni: le misure protettive contro l’esposizione esterna ed interna alle radiazioni comprendono tre elementi: distanza, permanenza e schermatura.

  • Distanza: ove possibile si utilizzano attrezzi telecomandati o dotati di prolunga per mantenere una distanza sufficiente rispetto alla sorgente radioattiva. L’intensità della radiazione di una sorgente puntiforme è più debole di un fattore 100 quando la distanza aumenta, ad esempio, da un metro a dieci metri. Inoltre i locali e le zone con un’elevata intensità di dose ambientale sono chiusi e vi può accedere soltanto un numero limitato di persone e soltanto per determinate attività.
  • Permanenza: la durata della permanenza è ridotta al minimo e si possono utilizzare attrezzi per un montaggio o una riparazione rapidi. Grazie alle esercitazioni su singole fasi di lavoro difficili a livello motorio al di fuori del campo di irradiazione, è possibile anche ridurre la durata della permanenza in tali aree. A questo scopo si ripetono più volte le fasi di lavoro su modelli inattivi.
  • Schermatura: le sorgenti radioattive sono schermate ove possibile (con acqua, piombo, acciaio, ecc.) e gli addetti coinvolti indossano grembiuli di piombo e occhiali.

  Esposizione interna alle radiazioni: per impedire l’incorporazione e la contaminazione del personale occorre indossare indumenti protettivi all’interno della zona controllata, inoltre è vietato mangiare, bere e fumare. L’abbigliamento protettivo può variare dal semplice camice da laboratorio fino alla pesante tuta completa, provvista di protezione delle vie respiratorie con ventilazione forzata, a seconda della potenziale contaminazione delle superfici e dell’aria. Per poter operare questa scelta, la zona controllata verrà suddivisa in base allo stato delle sorgenti contenute in tale zona e in base alle attività pianificate. In caso di incidente sono previste misure precauzionali, come la maschera di protezione delle vie respiratorie, le compresse allo iodio e un piano d’emergenza medico.

  Per la diffusione con dose ottimizzata delle sostanze radioattive al di fuori della zona controllata, tutta l’aria espulsa viene scaricata mediante estrazione attraverso la ciminiera (è possibile leggere maggiori dettagli in merito nell’articolo 9 della Serie). L’aria di scarico viene così diluita e l’esposizione della popolazione locale è ridotta al minimo. Durante il regolare funzionamento, grazie alle misure per il confinamento delle sostanze radioattive, come ad esempio i filtri assoluti e i filtri a carbone attivo, è possibile trattenere tutti i radionuclidi ad eccezione dei gas nobili, il trizio e il carbonio, i quali, in quantità molto esigue, possono essere rilasciati in modo permanentemente controllato attraverso la ciminiera.

  In caso d’emergenza sono previste misure precauzionali, quali ad esempio l’allarme generale per la popolazione, la diffusione e l’assunzione di compresse allo iodio, la chiusura delle finestre e la permanenza in casa e nel seminterrato.

Misure di sicurezza fondamentali

I compiti fondamentali della radioprotezione sono la programmazione, la preparazione, l’uso, il controllo e la documentazione della radioprotezione e delle misure di sorveglianza. A questo proposito si deve distinguere tra la radioprotezione generica e quella operativa.

Nella radioprotezione generica s’annoverano misure che sono pianificate e installate durante la costruzione dell’impianto nucleare oppure sono stabilite in istruzioni generalmente vincolanti. Nella radioprotezione operativa s’annoverano misure temporanee che devono essere adottate suppletivamente per le attività di routine o per le attività speciali.

Inoltre nelle centrali nucleari occorre un’organizzazione per la radioprotezione dotata di personale sufficiente. La formazione e il perfezionamento del personale addetto alla radioprotezione sono vigilati dall’IFSN.

Questo è il decimo di 14 articoli sulla radioprotezione. Nell’undicesima parte verrà trattata la sorveglianza radiologica delle centrali nucleari.

Questo articolo è stato aggiornato il 2. agosto 2017.