Modelli di propagazione
In caso di una fuoriuscita imprevista di radioattività, la massima priorità è attribuita alla protezione della popolazione e dell’ambiente vitale. A tal fine è essenziale conoscere prima possibile le zone pericolose per la radioattività. Prima del verificarsi di una fuoriuscita di radioattività (nella fase preliminare) non è però possibile effettuare misurazioni della radioattività nella zona circostante. Il pericolo deve essere invece valutato con l’ausilio di modellizzazioni basate sulla situazione contingente dell’impianto e sulle condizioni meteorologiche.
Calcoli della propagazione per impianti nucleari svizzeri
Grazie all’impiego del calcolo della propagazione, l’organizzazione d’intervento dell’IFSN (competente ai sensi dell’art. 9 dell’Ordinanza sulla protezione d’emergenza) è in grado di prevedere in quale direzione si sposterà una nube radioattiva dopo la fuoriuscita da un impianto nucleare e quali zone saranno raggiunte dalla radioattività. In questo modo è possibile mettere in allarme tempestivamente la popolazione e adottare le misure precauzionali di protezione. Inoltre il calcolo della propagazione costituisce la base per un impiego mirato degli organi di misurazione e delle forze d’intervento.
In caso di incidente con conseguente pericolo di fuoriuscita di radioattività in massa pericolosa nell’ambiente circostante, l’IFSN impiega per il calcolo della propagazione atmosferica il Sistema JRODOS (Java-based Realtime Online Decision Support – Sistema di supporto delle decisioni online basato su Java in tempo reale).
JRODOS: breve spiegazione del sistema
Lo sviluppo è stato iniziato dal Ministero federale tedesco per l’ambiente, la conservazione della natura e la sicurezza nucleare tramite il Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nell’ambito del programma quadro per la ricerca EURATOM. Lo sviluppo del programma è guidato dal RODOS User Group RUG, l’assemblea di tutti gli utenti JRODOS registrati. Sia mediante la propria appartenenza al RUG, sia mediante il contratto di mantenimento e di manutenzione con il KIT, l’IFSN può avere direttamente voce in capitolo su questo sviluppo e interessarsi alle proprie questioni.
La struttura modulare del sistema consente la definizione di catene di modelli, costituite da una serie di singoli moduli, che svolgono di volta in volta mansioni specifiche. Nel complesso sono disponibili oltre 25 moduli per simulazioni di propagazione, dosimetrie, modellazione della catena alimentare umana o animale, calcolo degli effetti delle misure di protezione, ecc.
LASAT
L’IFSN ha sostenuto l’implementazione del programma LASAT (Lagrange-Simulation von Aerosol-Transport – Simulazione di Lagrange del trasporto degli aerosol) nel modulo per i calcoli della propagazione. Questo programma è stato sviluppato dall’Ingenieurbüro Janicke e calcola la propagazione delle sostanze organiche in tracce nell’atmosfera, mentre per un gruppo di particelle rappresentative delle sostanze viene simulato sul computer il trasporto e la diffusione turbolente per mezzo di un processo casuale (Simulazione di Lagrange). LASAT si basa sul modello di ricerca che è stato sviluppato nel 1980 e testato in diversi progetti di ricerca. Dal 1990 è disponibile sotto forma di pacchetto software e viene impiegato dalle autorità nazionali, dai TÜV e da altri periti come pure nell’industria. LASAT servì come base per lo sviluppo del modello di propagazione AUSTAL2000, il modello di riferimento ufficiale delle Disposizioni tecniche Aria (TA Luft). LASAT è conforme alla Direttiva VDI 3945 Foglio 3 e offre un’ampia gamma di applicazioni tra cui: disposizioni tecniche (TA) aria, casi di guasto, screening, sostanze olfattive, bioaerosoli, radionuclidi e fonti in movimento.
JRODOS consente l’impiego diretto di dati meteorologici tridimensionali prognostici tratti dal modello COSMO-1 utilizzato di routine da MeteoSvizzera. Questo fornisce previsioni con una risoluzione spaziale e temporale elevata fino alle prossime 24 ore. Per l’utilizzo delle presenti previsioni meteorologiche, i dati tridimensionali con un modello di campo eolico nel modello di propagazione sono sottostimati per le risoluzioni necessarie, per consentire le simulazioni con una risoluzione spaziale ancora più elevata rispetto a quella del COSMO-1.
Oltre al campo eolico, una grandezza essenziale è costituita dalla risoluzione della forma del terreno (orografia). La struttura poco spaziosa del paesaggio della Svizzera e della Germania meridionale richiede maggiori requisiti, perché JRODOS utilizza il modello di elevazione migliore disponibile (DHM25) della topografia svizzera SwissTopo.
Il sistema offre soprattutto un grande raggio d’azione nelle simulazioni e sinergie con la Centrale nazionale d’allarme CENAL, MeteoSvizzera e le autorità tedesche competenti.
JRODOS come precauzione
JRODOS è operativo per i calcoli di tutti gli impianti nucleari:
- I calcoli di routine con un’unità di rilevamento (1 Bq/s) sono eseguiti automaticamente tutto il giorno con frequenza oraria e per tre altitudini di rilascio diverse.
- Incaso di evento e per le esercitazioni di emergenza, i calcoli relativi agli incidenti sono disponibili 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 monitoraggio della situazione attuale di propagazione (previsioni per le sei ore successive). I calcoli di routine possono inoltre essere utilizzati in caso di evento per la prima valutazione.
Lo scopo principale dei calcoli relativi all’incidente nella fase preliminare e nella fase della nube è la valutazione del pericolo per la popolazione nell’ambiente circostante l’impianto nucleare in caso di fuoriuscita già avvenuta o successiva 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.
Storia: com’è successo?
Il programma ADPIC, utilizzato fino al 2016 dall’IFSN per i calcoli di propagazione, nel 2011 era giunto all’ultima fase di sviluppo. ADPIC soddisfaceva sempre la condizione di conformità allo «stato dell’arte» della scienza e della tecnica ed era 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. Conseguentemente, dal 2016 la piattaforma europea JRODOS in combinazione con il programma di propagazione LASAT è operativa presso l’IFSN.
Esempio di calcolo della propagazione
