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La Radioprotezione nella gestione dei rifiuti radioattivi - Maurizio Cumo -

Per «gestione dei rifiuti radioattivi» si intende il complesso dei provvedimenti relativi alla raccolta, al trasporto, al trattamento o al condizionamento, all'immagazzinamento ed allo smaltimento finale dei rifiuti radioattivi. Per quanto riguarda questo ultimo punto, che è il più importante dell'intero ciclo, i provvedimenti estremi che possono venire adottati sono evidentemente: massima dispersione nell'ambiente, massimo isolamento (in sigle dd-diluisci e disperdi e cc -concentra e confina).

Tra questi due poli si possono poi avere delle soluzioni intermedie (per es. immagazzinamento provvisorio seguito da uno scarico all'esterno). La scelta dell'uno o dell'altro tipo di smaltimento dipende soprattutto dal livello di contaminazione dei rifiuti e dalle caratteristiche dell'ambiente. Per esempio i residui ad attività molto bassa possono venire immessi nell'ambiente nei limiti della ricettività di quest'ultimo, mentre i rifiuti altamente contaminati, come quelli provenienti dal ritrattamento del combustibile irraggiato, non possono che venire sottoposti ad un contenimento totale.

Si può pertanto parlare di tre "principi - base" sulla gestione dei rifiuti radioattivi:

  • diluizione e dispersione nell'ambiente sotto forma di effluenti contenenti radionuclidi in quantità inferiori ai limiti di radioprotezione vigenti;
  • custodia e decadimento dei rifiuti che contengono solamente radionuclidi a vita breve;
  • concentrazione e confinamento dei rifiuti che contengono significative quantità di radionuclidi a vita lunga

Per i depositi dei rifiuti si distingue fra i depositi temporanei (interim storage), con spazi attrezzati per il loro recupero, e depositi definitivi (disposal).

I depositi temporanei possono, inoltre, svolgere una funzione di polmone che consente sia di svincolare tra loro le fasi attive del ciclo del combustibile (e quindi di avere una maggiore flessibilità operativa degli impianti e di dimensionare in maniera ottimale le linee di ritrattamento e di condizionamento), sia di poter selezionare con maggiore approfondimento le tecniche di condizionamento da adottare e i siti per lo smaltimento definitivo. Nel periodo di "interim storage" (~50 anni) i livelli di radioattività e di generazione di calore diminuiscono di una decade rispetto al loro valore tre anni dopo lo scarico dal reattore. Nei successivi 300 anni l'attività è dominata dal decadimento degli isotopi di Cs e Sr che sono emettitori b e g.

In poche centinaia di anni la radioattività decresce di un fattore oltre centomila, dopo di che le specie più attive sono l'americio e, successivamente, il tecnezio, emettitore b di 210.000 anni di vita media, e il nettunio, emettitore g di due milioni di anni di vita media. Il deposito temporaneo, in linea di principio, può essere "a secco" (circolazione di aria di raffreddamento forzata o naturale) o a "umido" (piscine d'acqua). Lo STOCCAGGIO a secco, per ora meno diffuso, non dà luogo alla produzione di rifiuti radioattivi (prodotti, invece, nei depositi "ad umido"). Si tratta di un tipo di deposito praticamente "passivo" che non richiede, cioè, interventi nel tempo (figura - Contenitore in acciaio per elementi di combustibile (PWR) esauriti e conservati a secco in ambiente di He a pressione sub-atmosferica - CASTOR, GNB)

Il più delle volte i rifiuti presentano una attività troppo elevata perché li si possa scaricare, ed un volume troppo grande perché li si possa immagazzinare. In questi casi è necessario sottoporli a trattamenti capaci di concentrare la maggior parte possibile delle sostanze radioattive entro volumi ridotti e quindi più economicamente immagazzinabili o comunque isolabili in località remote, così da poter disperdere il resto (fase di diminuita attività) liberamente nell'ambiente.

Ogni operazione che si compie sui rifiuti comporta dei rischi ed un costo.

Una buona gestione dei rifiuti è evidentemente quella che permette di ridurre i rischi a un prezzo ragionevole. Per esempio, nel caso della gestione dei rifiuti ad alta attività prodotti dal ritrattamento del combustibile irraggiato, una certa « sosta» presso l'impianto di ritrattamento viene generalmente considerata opportuna, poiché permette il decadimento dei nuclidi a vita breve e quindi

riduce la produzione di calore nei rifiuti. Ciò semplifica notevolmente le successive fasi di smaltimento definitivo dei rifiuti stessi.

Una fase della gestione dei rifiuti che può assumere particolare rilevanza è il trasporto, dato che, a parte situazioni favorevoli, i produttori di rifiuti raramente sono situati nelle immediate prossimità del luogo di eliminazione finale. Oltre all'onere economico, è indubbio che il trasporto dei rifiuti presenta un certo rischio POTENZIALE, per cui, a parità di altre condizioni, è vantaggioso minimizzare tale trasporto; ciò però non deve tradursi in una indebita proliferazione di « cimiteri superficiali». In tal caso, infatti, il vantaggio del minore trasporto verrebbe più che annullato dalla moltiplicazione dei siti da gestire e da sorvegliare.

È anche intuitivo che, per i rifiuti che devono subire dei trasporti piuttosto lunghi, esiste una forte motivazione a ridurre il volume per quanto possibile. Il tipo di rifiuti che è maggiormente suscettibile di riduzione di volume è quello dei solidi a bassa attività. Per quanto riguarda i rischi associati alla gestione dei rifiuti radioattivi, il problema più rilevante è costituito dal pericolo delle radiazioni, che riguarda sia i lavoratori dell'industria nucleare sia le popolazioni. Le considerazioni di protezione dalle radiazioni sono quindi di importanza fondamentale; esse sono basate su principi e « standard» di radioprotezione ben stabiliti ed internazionalmente accettati.

Tratto da Cumo, M., Impianti nucleari, Casa Editrice Università La Sapienza, 2008