L’IFSN è in grado di calcolare la propagazione di sostanze radioattive

Grazie all’impiego del calcolo della propagazione, gli organi di allerta competenti (in particolare l’IFSN e la Centrale nazionale d’allarme CENAL) sono in grado di prevedere in quale direzione si sposterà una nube radioattiva dopo la fuoriuscita da un impianto nucleare.

In tale evenienza è necessario prevedere quali zone saranno raggiunte dalla nube radioattiva e in quanto tempo. In questo modo, gli organi di misurazione e le forze di intervento possono venire impiegati in maniera mirata e l’allarme per la popolazione può essere lanciato tempestivamente, al fine di garantirne la protezione preventiva.

Nella fase preliminare, ossia prima del verificarsi di una fuoriuscita di radioattività, non è possibile effettuare misurazioni della radioattività nella zona. Il pericolo deve essere invece valutato con l’ausilio di modellizzazioni basate sulla situazione contingente dell’impianto e sulle condizioni meteorologiche.

Modelli di propagazione adattati alle circostanze svizzere

In caso di incidente con conseguente pericolo di fuoriuscita di radioattività nell’ambiente circostante, l’IFSN impiega il complesso modello ADPIC (Atmospheric Diffusion Particle-In-Cell Model) per il calcolo della propagazione atmosferica. L’ADPIC è basato sulla topografia e sul regime dei venti locale.

L’ADPIC consente l’utilizzo diretto di campi di vento tridimensionali del modello COSMO-2. Questo modello fornisce previsioni di 24 ore in risoluzione spaziale superiore. Con l’utilizzo di COSMO-2 i dati tridimensionali sul vento vengono adattati con un modello di campo di vento unitario alle risoluzioni di scala inferiori richieste dal modello di propagazione.

Il modello di propagazione ADPIC sviluppato dal Lawrence Livermore National Laboratory è stato selezionato nell’ambito di un processo di valutazione di modelli effettuato dal 1990 al 1995. La valutazione è avvenuta a seguito di esperimenti con traccianti effettuati nell’area di Gösgen. In quell’occasione l’aria fu arricchita con una sostanza al fine di misurare la capacità di trasporto delle correnti. L’impiego operativo del modello in Svizzera ha richiesto numerosi adattamenti, in particolare in relazione alla registrazione dei dati meteorologici online, ai dati sul campo di vento tridimensionale e alla visualizzazione dei risultati.

Diagnosi e prognosi

In caso di un evento, il modello di propagazione ADPIC consente di ottenere, sulla base di dati meteorologici attuali, una valutazione realistica del pericolo di esposizione della popolazione alla radioattività. Per i calcoli diagnostici, e cioè l’accertamento di una propagazione già avvenuta, vengono utilizzati come input i dati delle stazioni operative di MeteoSvizzera.

Per i calcoli prognostici, ossia la previsione, viene utilizzato il modello di previsioni COSMO-2 di MeteoSvizzera. L’ADPIC è operativo per i calcoli diagnostici e prognostici di tutte le centrali nucleari:

• i calcoli di routine con una fonte di unità (1 Bq/s Cs-137) vengono effettuati automaticamente 24 ore al giorno a cadenza oraria per fuoriuscite di tre diverse entità;
• in caso di evento e per le esercitazioni di emergenza, i calcoli relativi all’incidente sono attesi al massimo entro un’ora da quando l’organizzazione di emergenza dell’IFSN è pronta a intervenire.

Lo scopo principale dei calcoli di routine è assicurare la costante funzionalità del sistema e il controllo della situazione attuale di propagazione (previsioni per le sei ore successive). Inoltre, in caso di evento, i calcoli di routine possono essere impiegati per una prima valutazione.

Lo scopo principale dei calcoli relativi a incidenti nella fase preliminare e nella fase della nube è la valutazione del pericolo di esposizione della popolazione nella zona circostante alla centrale nucleare in caso di fuoriuscita già avvenuta o futura di sostanze radioattive. I calcoli sono quindi la base sulla quale poter circoscrivere le zone potenzialmente a rischio e prendere decisioni relative a ulteriori misurazioni o a misure di protezione della popolazione.

Proseguimento dello sviluppo dei modelli

Il programma ADPIC attualmente utilizzato dall’IFSN per il calcolo della propagazione ha raggiunto nel 2011 l’ultima fase di sviluppo. ADPIC è conforme al più avanzato stato della scienza e della tecnica ed è riconosciuto a livello internazionale. Al fine di garantire anche in futuro alti standard di qualità, è indispensabile proseguire nello sviluppo di sistemi di calcolo della propagazione.

Per questo motivo, nel gennaio 2011, l’IFSN ha avviato il progetto RADUK (acronimo tedesco per calcolo di propagazione radiologica nella zona circostante gli impianti nucleari) allo scopo di assicurare la sostituzione di ADPIC con un sistema ancora più moderno. Con il supporto di organizzazioni partner come MeteoSvizzera, la Centrale nazionale d’allarme (CENAL) e altri istituti esteri, entro l’inizio del 2015 sarà introdotta presso l’IFSN la piattaforma europea JRODOS in combinazione con il programma di propagazione LASAT. In questo modo è possibile garantire il proseguimento duraturo dello sviluppo di un importante strumento per le situazioni d’emergenza.

Il nuovo sistema permette soprattutto di aumentare la portata delle simulazioni e di rafforzare le sinergie con la CENAL, MeteoSvizzera e l’UE. A ciò si aggiunge anche un miglior rapporto costi/efficacia e una moderna interfaccia di comando e di visualizzazione.

Esempio di un calcolo di propagazione