Reattore nucleare europeo ad acqua pressurizzata

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La centrale nucleare finlandese di Olkiluoto. Sulla destra i due vecchi reattori già esistenti, sulla sinistra la simulazione in computer grafica del primo EPR al mondo, in costruzione.

Il reattore nucleare europeo ad acqua pressurizzata, meglio noto con la sigla EPR (European Pressurized Reactor o Evolutionary Power Reactor) è un reattore nucleare di generazione III+, a fissione, nel quale la refrigerazione del nocciolo e la moderazione dei neutroni vengono ottenuti grazie alla presenza nel nocciolo di acqua naturale (detta anche leggera per distinguerla dall'acqua pesante) in condizioni sottoraffreddate.

Il reattore è quindi della tipologia PWR.

Introduzione e storia[modifica | modifica wikitesto]

È stato progettato e sviluppato principalmente dalla società francese Areva NP (ex Framatome e Cogema) ed è al momento prodotto dalla alleanza fra quest'ultima e Siemens. È stato pensato per il mercato europeo, in particolare quello francese dominato dal gruppo EDF, ma è prevista la sua esportazione sia sul mercato cinese, dove sono in costruzione 2 reattori per il sito Taishan 1 nella provincia del Guangdong, che sul mercato USA nella versione US-EPR, sottoposta alla certificazione del progetto da parte dell'ente di controllo NRC alla fine del 2007 e ad oggi (aprile 2010) non ancora autorizzata.

Prospettive per EPR in Italia[modifica | modifica wikitesto]

L'EPR potrebbe essere uno dei reattori scelti dall'Italia per un eventuale ritorno al nucleare[1]. Sono state valutate le evoluzioni del PWR di matrice americana (l'AP1000 della Westinghouse Electric Company) e francese (l'EPR della EDF). Nel 2008 l'Enel ha avviato una collaborazione di lungo periodo con la EDF con lo scopo di partecipare con quote di minoranza in tutte le 5 centrali EPR di prevista costruzione su suolo francese, permettendo ad EDF una partecipazione di minoranza in 4 centrali da costruirsi in Italia[2].

Il 24 febbraio 2009 un memorandum of understanding[3] firmato tra Enel ed EDF previde la costruzione di 4 centrali nucleari EPR in Italia, operative tra il 2020 e il 2023, per un totale di 6 600 MW. L'Enel ha finora acquistato una partecipazione del 12.5% negli impianti EPR di Flamanville 3[4] e Penly (24 febbraio 2009[2]). Gli accordi ricadono nel quadro più ampio di una collaborazione di lungo periodo tra Francia e Italia che coinvolga tutta la filiera del nucleare, dalla ricerca alla costruzione (Protocollo di Intesa italo francese per la cooperazione energetica)[5].

Scopi del progetto[modifica | modifica wikitesto]

I principali scopi del progetto dell'EPR sono aumentare la sicurezza e, allo stesso tempo, fornire una migliore competitività economica tramite miglioramenti graduali ai precedenti ed ampiamente collaudati PWR, spinti fino alla taglia di potenza di 1 600 MW. Il reattore EPR può utilizzare come combustibili: ossido di uranio arricchito fino al 4.9% in entrata (~3.5% medio considerando gli altri cicli parzialmente bruciati), oppure MOX (miscela di ossidi di uranio e plutonio) fino al 100% del nocciolo.

Caratteristiche del progetto[modifica | modifica wikitesto]

Caratteristiche generali del progetto base[6]
Potenza termica 4 300 MW
Potenza elettrica (netta) 1 600 MW
Efficienza elettrica (netta) 37%[7]
Fattore di carico (stimato) >92%
Vita operativa (stimata) 60 anni
Burnup (massimo)[8] >70 GWd/t
Arricchimento combustibile fino al 5%

Il progetto del reattore nucleare EPR prevede molteplici sistemi di protezione sia attivi che passivi contro vari tipi di incidente:

  • quattro sistemi indipendenti di refrigerazione d'emergenza, ognuno capace da solo di refrigerare il nocciolo del reattore dopo il suo spegnimento;
  • un contenimento metallico attorno al reattore, a tenuta per le eventuali fuoriuscite di materiale radioattivo in caso di incidente con rottura del circuito primario;
  • un contenitore (core catcher) ed un'area di raffreddamento passivo del materiale fuso, nell'improbabile evento che il nocciolo di combustibile nucleare radioattivo fuso possa fuoriuscire dal recipiente in pressione (vedere edificio di contenimento);
  • doppia parete esterna in calcestruzzo armato, con uno spessore totale di 2,6 metri, progettata per resistere all'impatto diretto di un grosso aereo di linea (ma a tal proposito sono stati sollevati dubbi sul reale effetto che avrebbe un impatto simile)[9]

Gran parte di questi sistemi sono per la verità già presenti anche in reattori più vecchi: ad esempio la doppia parete di calcestruzzo è già presente nei reattori francesi di classe N4 (anni '80), una tipologia di core catcher, interno (e non esterno) alla tanca primaria e senza la presenza della zona di dispersione del fuso e di refrigerazione passiva, è presente ad esempio nel reattore Superphenix[10] (anni '70), mentre il contenimento metallico è ad esempio presente nei reattori BWR6 della General Electric (anni '80).

Difetti nel progetto dei componenti di controllo e sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

Il 2 novembre 2009 le Autorità di Sicurezza Nucleare francese (ASN), inglese (HSE/ND) e finlandese (STUK) hanno riscontrato congiuntamente difetti di progettazione nei sistemi di controllo. È infatti stato rilevato che i sistemi di controllo e di emergenza del reattore non rispettano il principio di indipendenza cioè non sono sufficientemente indipendenti l'uno all'altro. Poiché i sistemi d'emergenza hanno lo scopo di garantire la sicurezza nel caso in cui i sistemi di controllo falliscano o abbiano dei guasti, è evidente che il problema è piuttosto grave e necessita -a detta delle tre Autorità- di risposte tecniche da parte dei gestori e dei progettisti al fine di "attenuare la perdita dei sistemi di sicurezza" (queste la parole esatte usate nel comunicato) in caso di malfunzionamenti ai sistemi di controllo del reattore.[11]

Rischio di esplosioni di vapore ed espulsione delle barre di controllo[modifica | modifica wikitesto]

L'Électricité de France, nel "Rapporto preliminare di sicurezza" relativo al costruendo reattore di Flamanville 3, ha rilevato gravi rischi in merito a repentine escursioni di potenza con il rischio di crisi di ebollizione, esplosioni di vapore (in grado di danneggiare seriamente il reattore e le barriere di contenimento) ed altresì il rischio di espulsione violenta delle barre di controllo. Considerato che le barre di controllo hanno la funzione di regolare la potenza del reattore e/o spegnerlo in caso di necessità, la gravità del problema è palese. Poiché si ravvisavano "superamenti significativi dei criteri [di sicurezza]", sono stati proposti da Areva degli interventi correttivi alle barre di controllo per mitigare (ma non rimuovere) il rischio di questa tipologia di incidente, ma tuttavia persistono margini molto ristretti per l'esercizio in sicurezza dell'impianto in quanto il problema è intrinseco al design del reattore EPR (e dei precedenti N4) ed alla modalità di esercizio prevista; inoltre le modifiche apportate rendono più problematica la gestione di altre tipologie di incidente.[12]

È stata fatta una controvalutazione sull'argomento ad opera di Dominique Vignon (ex presidente di Areva) e da Hervé Nifenecker, che hanno firmato congiuntamente un documento in merito.[13]

Varianti del progetto[modifica | modifica wikitesto]

FIN-EPR[modifica | modifica wikitesto]

UK-EPR[modifica | modifica wikitesto]

US-EPR[modifica | modifica wikitesto]

Scorie maggiormente pericolose[modifica | modifica wikitesto]

Come ogni centrale nucleare, anche gli EPR producono scorie radioattive estremamente pericolose e alle quali a tutt'oggi non si sa esattamente che destinazione dare. In questo ambito, infatti, i cosiddetti "reattori di terza generazione" non apportano alcun sostanziale beneficio. Al contrario, il maggior "bruciamento" del combustibile in questi reattori impatta negativamente sulla produzione di radionuclidi nelle scorie e sulla emissione di calore residuo, rendendo significativamente più problematica la loro gestione.[14][15][16]. In breve, si ha un peggioramento per quanto riguarda la produzione di rifiuti radioattivi per unità di combustibile iniziale, problema però compensato (almeno in parte) dalla minore quantità di combustibile necessario, proprio grazie al migliore sfruttamento. Il maggior tasso di bruciamento va anche visto come metodo per il prolungamento del tempo intercorso fra uno spegnimento e l'altro per la sostituzione del combustibile.

Rilascio iodio per evento sismico o contenitori difettosi[modifica | modifica wikitesto]

Sono stati studiati i rilasci per il fallimento dei contenitori a causa di difetti di produzione o per evento sismico. La parte immediatamente rilasciata di I-129 è una parte importante della dose di risultante per l'utilizzo di un contenitore difettoso per lo smaltimento finale. Tale quota tende ad aumentare con l'aumento del burnup. Modellizzando i rilasci da parte dei vari carburanti, all'aumentare del burnup la quota di iodio immediatamente rilasciata aumenta significativamente, triplicandosi nei BWR se si passa da 41 a 48 MWd/kgU, mentre a 7 volte per i PWR se si passa da 41 a 75 MWd/kgU. I risultati avuti dalle modellizzazioni sono stati poi comparati con le prove sperimentali, questi modelli sono risultati sovrastimare le quantità di isotopi rilasciati. L'aumento della quantità di iodio liberato non sarebbe comunque portata a superare la dose limite, nel caso di contenitori con un difetto di lavorazione.[15]

Reattori in costruzione[modifica | modifica wikitesto]

Cina[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare in Cina.

La cerimonia di inizio lavori sul sito di Taishan si è tenuta il 26 agosto 2008 alla presenza del Governatore della provincia di Guangdong e di alcuni rappresentanti dell'AREVA.[17] Le 2 centrali cinesi sono le prime di questa tipologia EPR in costruzione fuori dell'Europa. Il primo reattore è iniziato nel mese di ottobre 2009, il secondo nell'aprile 2010.

Olkiluoto 3 (Finlandia)[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare in Finlandia.

Il terzo reattore alla Centrale nucleare di Olkiluoto[18], che inizialmente aveva entrata in servizio prevista per il 2009[19], è il primo reattore EPR ad essere costruito nel mondo. La costruzione è uno sforzo congiunto della francese Areva e della tedesca Siemens AG attraverso la loro sussidiaria comune Areva NP. Il costo previsto all'atto del contratto per l'impianto era di circa 3,2 miliardi di euro senza contare le altre strutture logistiche[20], ma nel corso degli anni questo importo è cresciuto a più riprese fino all'ultima stima di agosto 2009 da parte di Areva, secondo cui il costo finale dell'impianto dovrebbe ammontare a 5,3 miliardi di Euro.

In riferimento a problemi di controllo qualità del calcestruzzo utilizzato durante la costruzione delle fondamenta della centrale, nel 2006 sono stati annunciati ritardi di circa 1 anno per l'ultimazione della centrale stessa. I ritardi sono stati causati in parte dalla mancanza di supervisione del lavoro dei subappaltatori addetti alla costruzione.[21][22] Difficoltà e ritardi secondo AREVA derivano in particolare nell'essere l'impianto il primo del suo genere mai costruito e dalle modalità specifiche del processo autorizzativo finlandese che prevede sia l'approvazione della documentazione tecnica da parte del cliente sia l'approvazione dei progetti dettagliati di impianto da parte dell'autorità di sicurezza finlandese durante lo svolgimento dei lavori[23][24].

Nel 2009 Siemens ha annunciato di voler abbandonare il progetto[25].

Nel settembre 2014, Areva e Siemens annunciano che l'impianto non potrà realisticamente essere avviato prima del tardo 2018[26], accusando il committente TVO di lungaggini nell'approvazione del progetto. La TVO ha da parte sua dichiarato che Areva e Siemens hanno impiegato troppo tempo nella progettazione.

Flamanville 3 (Francia)[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare in Francia.

La prima colata di calcestruzzo per il terzo edificio reattore alla Centrale nucleare di Flamanville è del 6 dicembre 2007.[27] Questa sarà la terza unità nella centrale di Flamanville ed il secondo impianto EPR mai costruito. La potenza elettrica fornita sarà di circa 1600 MWe e si stima un costo di 3,3 miliardi di euro[28]. Tuttavia nel dicembre 2008, dopo solo un anno dall'inizio del cantiere, è stato annunciato un aumento dei costi di circa il 21%, fino a quasi 4 miliardi di €.[29]

Nel seguito è riportata brevemente la storia della progettazione dell'impianto:

  • Dal 9 ottobre del 2005 fino al 18 febbraio del 2006, il progetto venne sottoposto al dibattito pubblico nazionale previsto dalla normativa francese.
  • Il 4 maggio del 2006 la giunta direttiva della EDF decise di continuare con la costruzione.
  • Nell'estate del 2006 l'unità venne sottoposta ad una serie di inchieste pubbliche, con indagini da parte di terze parti e pubblicazione dei dati e costi costruttivi sui mezzi di comunicazione, e successivo sondaggio che fornì una "opinione favorevole" sul progetto [2].
  • Nell'estate del 2006 cominciano i lavori di preparazione sul sito.
  • Nel dicembre 2007 comincia la costruzione dell'unità propriamente detta. Si prevede che la costruzione abbia una durata di 54 mesi.
  • Il piano prevede che l'entrata in funzione del terzo reattore di Flamanville avvenga nel 2012.[28]

Inizialmente, la proprietà dell'impianto di Flamanville 3 era al 12,5% dell'Enel, così come le successive 5 unità EPR che verranno realizzate in Francia, secondo quanto previsto dall'accordo del 2008 fra Enel ed EDF. Tuttavia nel dicembre 2012 Enel esce dal progetto chiedendo il rimborso delle spese anticipate[30].

Reattori pianificati e proposti[modifica | modifica wikitesto]

Nota: Sono indicate solo nazioni con almeno 1 reattore classificato pianificato, sono escluse quelle con reattori classificati solamente proposti.

India[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare in India.

Sono pianificati 2 reattori (ed altri 4 proposti) presso il sito di Jaitapur; l'inizio della costruzione dei primi 2 è prevista per il 2012 mentre la seconda coppia di reattori è prevista per il 2016; per la terza coppia non è prevista ancora una data di inizio lavori.

Regno Unito[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare nel Regno Unito.

La controllata inglese di EDF, British Energy, ad agosto 2010 proporrà l'installazione di due reattori presso l'esistente centrale di Hinkley Point. Con una presentazione del progetto in agosto, EDF ipotizza di poter iniziare a preparare il terreno dalla fine del 2010 (usando un permesso locale) e spera di ottenere l'approvazione del piano d'insediamento per la prima metà del 2011. A valle dell'approvazione, EDF conta di iniziare la realizzazione del primo reattore a partire dal 2012 perché sia pronto per la produzione dal 2017. Il secondo reattore è ipotizzato per la produzione dopo 18 mesi dal primo. All'inizio del 2011 EDF proporrà la realizzazione di un'altra unità EPR a Sizewell[31], a cui potrebbe seguire un secondo reattore[32]

Reattori annullati[modifica | modifica wikitesto]

Stati Uniti d'America[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Energia nucleare negli Stati Uniti d'America.

La compagnia americana AmerenUE nel 2007 si era detta intenzionata a realizzare un reattore EPR in Missouri nel sito di Callaway ed aveva sottoposto una richiesta preliminare alle autorità nel 2008[33]. Tuttavia a metà 2009 ha rinunciato alla realizzazione per ragioni economiche e regolamentari: attualmente infatti il progetto EPR non è stata ancora certificato dall'Agenzia per la sicurezza nucleare statunitense (NRC) e l'incertezza dell'esito preclude ovviamente di pianificare la costruzione di questo tipo di reattori negli USA. La AmerenUE ha dichiarato che finanziariamente il progetto non è realizzabile: le normative del Missouri vietano infatti alle compagnie elettriche di alzare preventivamente le bollette per reperire il capitale necessario all'investimento e pertanto la spesa di circa 6 miliardi di dollari non è sostenibile.[34][35]

L'EPR nel mondo[modifica | modifica wikitesto]

Tutti i dati della tabella sono aggiornati a dicembre 2012.

Reattori operativi
Centrale Potenza netta
(MW)
Inizio costruzione Allacciamento alla rete Inizio produzione commerciale Dismissione
(prevista)
Nessuno, al momento sono tutti in costruzione
Reattori in costruzione[36]
Centrale Potenza netta
(MW)
Inizio costruzione Allacciamento alla rete
(previsto)
Inizio produzione commerciale
(previsto)
Costo
(stimato)
Taishan (Cina)
  • Reattore 1
  • Reattore 2

1 700
1 700

28 ottobre 2009
15 aprile 2010

dicembre 2013
novembre 2014

dicembre 2013
novembre 2014

8 miliardi di [37]
Olkiluoto (Finlandia)
  • Reattore 3

1 600

12 agosto 2005

2012

2012

5,2 miliardi di
Flamanville (Francia)
  • Reattore 3

1 600

3 dicembre 2007

1º maggio 2012

Prima metà del 2013

8 miliardi di [38]
Totale: 4 reattori per 6 630 MW complessivi.
Reattori pianificati ed in fase di proposta[39][40]
Centrale Potenza netta
(MW)
Inizio costruzione
(previsto)
Allacciamento alla rete
(previsto)
Inizio produzione commerciale
(previsto)
Costo
(stimato)
Jaitapur[41] (India)
  • Reattore 1
  • Reattore 2

1 700
1 700

2013
2013

2018-19
2018-19

2018-19
2018-19

10 miliardi di $[42]
Hinkley Point (Regno Unito)
  • Reattore C1
  • Reattore C2

1 670
1 670



2017
2017

2017
2017


Sizewell (Regno Unito)
  • Reattore C1
  • Reattore C2

1 670
1 670



2020
2020

2020
2020


Totale programmati: 7 reattori per complessivi 12 700 MW
Proposti: svariati reattori negli Stati Uniti d'America, in India e nel Regno Unito in opzione agli AP1000. In discussione in altre nazioni.
NOTE:
  • Molte agenzie per la sicurezza nucleare stanno ancora valutando il design dell'EPR per essere poi adottato nelle proprie nazioni e quindi al momento non sono potuti iniziare che i lavori di pochi reattori.
  • Molti Stati o compagnie elettriche sono interessati a questa tipologia di reattore.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Le Future Centrali Italiane su www.referendumnucleareitalia.com
  2. ^ a b articolo su repubblica.it
  3. ^ Quotidiano Energia, 24 febbraio 2009
  4. ^ articolo sul Corriere della Sera del 15 maggio 2006
  5. ^ Ultime notizie da Repubblica.it, Agi, Teleborsa e Bloomberg - Economia e Finanza con Bloomberg - Repubblica.it
  6. ^ come si può vedere sotto, differenti reattori hanno caratteristiche di potenza differenti
  7. ^ può variare a seconda del sistema di raffreddamento utilizzato
  8. ^ alla discarica dell'elemento di combustibile alla fine del terzo ciclo[senza fonte]
  9. ^ (FR) Sollevati dubbi sulla resistenza dell'EPR in caso di impatto aereo
  10. ^ http://books.google.com/books?id=UndUTe_nAmAC&pg=PA61&lpg=PA61&dq=core+catcher+superphenix&source=bl&ots=_wRSEzBNzz&sig=boTcmAf7vpPSUe2xGttU2sJ96UY&hl=it&ei=BVd8SuL8E4nKnAPRq-D8AQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5#v=onepage&q=core%20catcher%20superphenix&f=false
  11. ^ Dichiarazione congiunta delle Autorità di Sicurezza Nucleare sul reattore EPR
  12. ^ L'EPR: Une technologie explosive.
  13. ^ Vignon-Nifenecker - Commentaires_DV-_Une_technologie_explosive
  14. ^ http://www.nagra.ch/documents/database/dokumente/$default/Default%20Folder/Publikationen/NTBs%202001-2010/e_ntb04-08.pdf
  15. ^ a b Environmental Impact Assessment prepared by Posiva pag 137
  16. ^ Olkiluoto | Greenpeace Suomi
  17. ^ AREVA web site. [1].
  18. ^ OLKILUOTO 3 PROJECT by AREVA
  19. ^ CHRONOLOGY OF OLKILUOTO 3 PROJECT by AREVA
  20. ^ EPR IN FINLAND: FOUNDATION STONE-LAYING DAY AT OLKILUOTO 3 by AREVA
  21. ^ Regulator reports as OL3 delays reach one year, 19 July 2006, by Nuclear Engineering International
  22. ^ Concrete composition delays Finland's Olkiluoto 3, 09 May 2006, by Nuclear Engineering International
  23. ^ Areva’s first half results hit by Olkiluoto 3 delays, 2 October 2006, by Nuclear Engineering International
  24. ^ European Pressurised Reactor at Olkiluoto 3, Finland - Brief & Interim Review of the Porosity and Durability Properties of the In Situ Cast Concrete at the Olkiluoto EPR Construction Site, June 2006, Large & Associates
  25. ^ The high financial risk of nuclear energy
  26. ^ Finland's nuclear plant start delayed again; Areva, TVO trade blame
  27. ^ Nuclear Engineering International. Flamanville 3 concrete poured.
  28. ^ a b EDF Official Site - Flamanville 3
  29. ^ EPR de Flamanville: un an déjà - Energie - LeMoniteur.fr
  30. ^ Enel abbandona il nucleare in Francia. Avrà un rimborso di 613 milioni - Il Fatto Quotidiano
  31. ^ (EN) http://www.world-nuclear-news.org/NN-Planning_request_for_UK_plant_due_in_August-0202105.html
  32. ^ (EN) http://www.world-nuclear.org/info/inf84.html
  33. ^ NuStart Energy - News - AmerenUE Submits Combined Construction and Operating License Application for a Second Nuclear Generating Unit
  34. ^ Areva plant expansion on hold
  35. ^ AmerenUE Suspends Missouri EPR Project for Financial and Regulatory Reasons
  36. ^ (FR) Reattori EPR in costruzione nel mondo.
  37. ^ (EN) World Nuclear Association - Nuclear Power in China.
  38. ^ (EN) Flamanville costs up €2 billion
  39. ^ (EN) http://www.world-nuclear.org/
  40. ^ Il numero totale dei reattori è indicativo, in specialmodo per i reattori proposti
  41. ^ Nello stesso impianto sono previsti altri 4 reattori dello stesso modello, catalogati come Proposti
  42. ^ Francia, Sarkozy in India: Accordo per vendita reattori nucleari

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]