Con smantellamento degli impianti nucleariInter-Active Terminology for Europe. (spesso in inglese nuclear decommissioning o semplicemente decommissioning) si identificano tutte le azioni da intraprendere nei tempi successivi alla cessazione del servizio delle centrali nucleari. In genere lo scopo è quello di giungere alla completa demolizione di un impianto con la rimozione di ogni vincolo dovuto alla presenza di materiali radioattivi ed alla restituzione del sito per altri usi.
Infatti, la principale differenza tra lo smantellamento di una centrale di potenza convenzionale e una centrale nucleare, è data dalla presenza di materiale radioattivo o fissile, fatto che richiede precauzioni specifiche, la decontaminazione del personale e delle attrezzature, con procedure di trasporto e stoccaggio molto costose (ad esempio il gas di metallo prodotto durante il taglio delle tubazioni diventa radioattivo, come anche la polvere del cemento risultato delle demolizioni).
Introduzione Lo smantellamento comporta molti atti e decisioni amministrative, oltre a interventi tecnici. Include ogni tipo di opera per la rimozione della radioattività e la progressiva demolizione dell'impianto. Una volta che la centrale viene smantellata, non deve persistere la possibilità di incidenti coinvolgenti la radioattività, o qualsiasi altra potenzialità di danno causato dalle strutture del reattore ai visitatori del sito. Negli Stati Uniti d'America e in Francia dopo che una centrale viene posta fuori servizio, asportato il combustibile e asportate le parti più radioattive, si consente la cessazione del suo controllo obbligatorio (regulatory control) e la società che deteneva la licenza della centrale viene sollevata dalle responsabilità legali per la sicurezza nucleare del sito.
Storia L'AIEA definì tre opzioni per lo smantellamentoLanni L. Some Realities of Nuclear Power Plant Decommissioning , definizioni che oggi, con qualche cambiamento delle condizioni richieste, sono state adottate internazionalmente. Chiusura con stretta sorveglianza dell'impianto: rimangono all'interno fluidi, tubi, vasche piene d'acqua con le barre di combustibile esausto. Nei reattori a neutroni veloci rimane la grafite, infiammabile e radioattiva. (Procedura denominata Tombatura) Rilascio del sito con alcune restrizioni: barre di combustibile, fluidi e tubature asportate, reattore sigillato, l'edificio continua ad esistere. L'accesso al pubblico è vietato oppure regolamentato. (Oggi denominato SAFSTOR) Rilascio senza restrizioni del sito, corrispondente spesso alla completa demolizione delle strutture e al loro trasporto in un centro di discarica o al riciclaggio del metallo per costruire in altri reattori nucleari. Tale stadio è preceduto dal "brown field", che si verifica quando le strutture dell’impianto sono demolite e tutti i rifiuti radioattivi sono stoccati in depositi temporanei, pronti per essere trasferiti al Deposito Nazionale. Questa fase si conclude quando il trasporto verso il Deposito Nazionale viene completato definitivamente, arrivando così alla condizione di "prato verde" (green field, oggi denominato DECON).
Opzioni attuali per lo smantellamento L'Agenzia internazionale per l'energia atomica ha identificato tre opzioni per lo smantellamento, le cui definizioni sono state adottate a livello internazionale.
Smantellamento immediato Lo smantellamento immediato (in inglese immediate dismantling, negli USA chiamato Early Site Release o DECON) è la strategia con cui le strutture, le attrezzature, parti e pertinenze di un impianto contenente contaminanti radioattivi vengono rimosse o decontaminate ad un livello tale da consentire la possibilità di essere reso disponibile per un uso senza limitazioni, o con limitazioni imposte dall'organismo di regolamentazione. In questo caso le attività di smantellamento iniziano poco dopo la cessazione definitiva dell'attività dell'impianto. Questa strategia implica il tempestivo completamento dello smantellamento dell'impianto e comporta la rimozione di tutto il materiale radioattivo dalla struttura ad un altro impianto e la sua lavorazione sia per lo stoccaggio a lungo termine che per lo smaltimento.
Custodia protettiva passiva La custodia protettiva passiva (in inglese safe storage, safe store o safe enclosure, negli USA deferred dismantling o SAFSTOR) è l'opzione che rimanda la fine delle attività di ispezione e controllo per un periodo più lungo, abitualmente nell'ordine di 40-60 anni. L'impianto viene modificato (svuotato del combustibile nucleare e demolito in alcune strutture), portandolo in condizioni di sicurezza fino al momento dello smantellamento finale e della decontaminazione definitiva. Nel corso del periodo di custodia il decadimento radioattivo "naturale" riduce la quantità di materiali contaminati da trattare e smaltire.
Tombamento Il tombamento (in inglese entombment) è una strategia che pone l'impianto in una condizione che permetterà al materiale radioattivo di rimanere nel sito senza la necessità di rimuoverlo totalmente. Abitualmente comporta il ridurre le dimensioni dell'area dove il materiale radioattivo viene collocato e in seguito si rinchiude l'edificio del reattore, (possibilmente senza il combustibile nucleare), con le sue piscine, tubature, pompe, vaporizzatori e tubi e altri materiali all'esterno del reattore dentro a una struttura di lunga durata in cemento armato, sigillata in modo che non abbia perdite nel terreno, refrigerata (con ricircolo di aria o acqua) e che possa durare per un periodo di tempo sufficiente ad assicurare che la radiazione residua non costituisca più un pericolo ingestibile. A volte si tratta di una scelta obbligata come nel caso di Černobyl', ma in località remote e poco popolate, per siti con molti reattori facili da vigilare, può essere un'opzione.
Esperienze Un'ampia gamma di installazioni nucleari sono state disattivate e smantellate totalmente fino al giorno d'oggi. Questo elenco include centrali nucleari, reattori di ricerca, impianti per la produzione di radio-isotopi, acceleratori, miniere di uranio, impianti per l'arricchimento dell'uranio, impianti PUREX per la separazione chimica del plutonio, ecc.
Nonostante tutto, il numero di impianti di potenza totalmente smantellati è davvero esiguo. Esistono compagnie specializzate nello smantellamento nucleare; questa pratica è diventata un'attività industriale che rende profitti. Lo smantellamento è molto costoso; le stime correnti fatte dalla "Nuclear Decommissioning Authority" del Regno Unito sono che costerà almeno 70 miliardi di dollari smantellare i siti nucleari dismessi esistenti nella Gran Bretagna; questo calcolo non considera qualsiasi incidente o cambiamento delle normative che possa avvenire in futuro. Inoltre, a causa della radioattività latente nei "core" dei reattori, lo smantellamento totale del reattore diventa un processo lento che deve eseguirsi in varie fasi (spesso intervallate da decenni): i piani correnti della Nuclear Decommissioning Authority per lo smantellamento totale prevedono un arco di tempo dai 50 ad oltre 330 anni, con esclusione di siti incidentati per cui ogni previsione è difficile se non impossibile. Il lungo intervallo di tempo rende un calcolo affidabile dei costi estremamente difficile. Lo sforamento massiccio delle previsioni di spesa non è cosa infrequente anche per progetti che si attuano fino alla fase finale di smantellamento e decontaminazione totale (taglio sott'acqua del reattore, eseguito ad esempio in Germania) in modo risoluto, senza complicazioni, completato in tempi relativamente brevi.
Americhe
Alcuni reattori nucleari oggetto di interventi in America, tipologia, potenza e costo dei lavori finora eseguiti e/o preventivati per kilowatt di potenza.NRC: Locations of Power Reactor Sites Undergoing Decommissioning.OSTI: Appendix A - A Summary of the Shutdown and Decommissioning Experience for Nuclear Power Plants in the United States and the Russian Federation. Appendix B - A Summary of the Regulatory Environment for the Shutdown and Decommissioning of Nuclear Power Plants in the United States and the Russian Federation. Appendix C - Recommended Outlines for Decommissioning Documentation.
Paese Località Tipo di reattore Vita operativa Stato dello smantellamento Costo dello smantellamento Canada(Québec) Gentilly-1 CANDU-BWR250 MWe 180 giorni(tra 1966 e 1973) Ferma dal 1986ASCE: Gentilly-1 a study in nuclear decommission. A Chernobyl in Québec? (correspondence on the dangers of Québec's only nuclear plant). 25 milioni USD Canada(Ontario) Pickering-A2, A3 CANDU-PWR8 × 542 MWe 30 anni(dal 1974 al 2004) Attualmente in cold standbychiusa nel 2012? (stimato: $ 270-430/kWe?) USA Fort St. Vrain HTGR(grafite-elio)380 MWe 12 anni(1977-1989) Smantellamento immediato $ 195 milioni USA Rancho Seco Multiunit:PWR 913 MWe 12 anni (Chiusa per referendum nel 1989) SAFSTOR: 5-10 anni fino al 2018 ?($ 200-500/kWe) USA Three Mile Island 2 Multiunit: 913 MWe PWR GRAVE INCIDENTE: fusione del nocciolo (nel 1979) Post-DefuellingPhase 2 (1979) $ 805 milioni (stimati) USA Shippingport (primo BWR)60 MWe 25 anni(chiuso 1989) Smantellamento completato smantellato in cinque anni(primo piccolo reattore sperimentale) 98,3 milioni di dollari USA Trojan PWR1180 MWe 16 anni(Chiuso nel 1993 perché vicino a faglia sismica) SAFESTOR: (torre raffreddamento demolita nel 2006) ? USA Yankee Rowe PWR 185 MWe 31 anni(1960-1991) Smantellamento completato: demolita(sito aperto al pubblico)Yankee Rowe Nuclear Reactor (3º reattore nucleare USA, smantellato totalmente). ? USA Maine Yankee PWR860 MWe 24 anni (chiuso nel 1996) Smantellata, demolita nel 2004(sito aperto al pubblico)Maine Yankee Nuclear Power Station, ME - Power Technology. $ 635 milioni USA Connecticut Yankee PWR590 MWe 28 anni(chiuso nel 1996) Smantellata, demolita nel 2007(sito aperto al pubblico) 820 milioni di dollariSEC-INFORMATION: Connecticut Yankee The United Illuminating Company (UI), a wholly owned subsidiary of UIL Holdings Corporation (UIL), owns 9.5% of the equity of Connecticut Yankee Atomic Power Company. Connecticut Yankee has prepared a draft updated estimate of the cost of decommissioning its nuclear unit, as part of its transition to self performance of decommissioning. Connecticut Yankee's draft updated cost estimate includes an increase of approximately $270 million over the cost estimate reported in November 2002 USA Exelon - Zion 1 & 2 PWR - Westinghouse2 × 1040 MWe 25 anni(1973 - 1998)(Lieve incidente procedurale, abbandonato per costi sostituzione vaporizzatori) Safstor-EnergySolutions(apertura sito prevista per il pubblico 2018)With Exelon's Zion 1 & 2 reactors (2 × 1098 MWe) closed down in 1998 and in Safstor, a slightly different process is envisaged, considerably accelerating the decommissioning. Exelon has contracted with a specialist company - EnergySolutions, to remove the plant and return the site to greenfield status. To achieve this, the plant's licence and decommissioning funds will be transferred to EnergySolutions, which will then be owner and licensee, and the site will be returned to Exelon about 2018. Used fuel would remain on site until taken to the national repository. 900-1100 milioni di dollari(dollari del 2007)WEBWIRE: Exelon Nuclear To Accelerate Decommissioning Of Zion Station.
Smantellamento dei reattori militari degli Stati Uniti d'America