Progetto OCSE del reattore di Halden

Progetto OCSE del reattore di Halden, parte “Comportamento del combustibile e dei materiali”: all’OECD Halden Reactor Project (HRP) partecipano oltre 130 organizzazioni scientifiche, autorità e organizzazioni industriali di 19 nazioni. Il progetto opera in due direzioni: comportamento del combustibile e dei materiali e organizzazione umana e tecnologica (MTO). Nel settore comportamento del combustibile e dei materiali, l’attenzione è attualmente concentrata sui tassi di combustione elevati dei combustibili nei reattori ad acqua leggera e all’influsso delle radiazioni, della chimica dell’acqua e delle sollecitazioni meccaniche e termiche sull’invecchiamento dei materiali presenti nel nocciolo del reattore. Il settore MTO è trattato nel capitolo «Esseri umani, organizzazione e cultura della sicurezza».

Nell’anno di riferimento, dodici disposizioni sperimentali di combustibile nucleare, che presentavano dei tassi di combustione da modesti a elevati, sono stati irradiati simulando le condizioni termoidrauliche dei reattori ad acqua leggera. Sono state inoltre determinate delle grandezze caratteristiche dei combustibili di tipo ceramico, essenzialmente degli ossidi di uranio con diversi additivi, in condizioni di funzionamento normali e in caso di incidente.  Irradiazioni comparative hanno inoltre permesso di analizzare i tubi di forza delle barre di combustibile con riferimento alla corrosione e alla “desquamazione” sul lato esterno del tubo di forza.

Gli esperimenti sui combustibili a forte tasso di combustione di reattori commerciali sono proseguiti in condizioni uguali a quelle che si verificano in un incidente dovuto a perdita di liquido di raffreddamento. Sono stati eseguiti due test su combustibili per reattori a pressione e ad acqua bollente (PWR e BWR). In particolare i due campioni di combustibile della centrale nucleare di Leibstadt hanno fornito risultati interessanti per quanto concerne le emissioni di gas del combustibile risp. le dilatazioni subite dal tubo di forza e il rigonfiamento del combustibile.

Un esperimento di emissione di gas di fissione da parte di combustibili di ossido d’uranio con additivi ad elevata potenza lineare è stato portato a termine e le analisi successive sono in corso. Intanto è in preparazione un nuovo esperimento di liberazione di gas di fissione con un combustibile ad additivi.  L’esperimento con combustibile su matrice inerte, per il quale l’Istituto Paul Scherrer (PSI) aveva prodotto il combustibile, è stato ritirato dal reattore di Halden e le analisi sulle cellule calde sono terminate.

Gli esperimenti con materiali costitutivi dei reattori riguardano in primo luogo la tensocorrosione indotta da radiazioni in una chimica dell’acqua normale e riduttrice. Interessanti risultati riguardo a modifiche delle caratteristiche indotte da radiazioni si sono ottenuti per gli acciai inossidabili delle strutture di reattori. L’influsso favorevole della chimica dell’acqua riduttrice sulla crescita delle cricche sotto radiazioni ha potuto essere dimostrata sperimentalmente.

Una tecnologia di visualizzazione dell’Halden Reality Jab rende visibili i campi di radiazione. – Fonte: Halden Reactor Project