Reattore nucleare RBMK

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Jump to navigation Jump to search

RBMK è un acronimo, dal russo, per Reaktor Bolšoj Moščnosti Kanalnyj (in russo: Реактор Большой Мощности Канальный?) che significa "reattore di grande potenza a canali" e descrive una classe di reattori nucleari che furono prodotti solamente in Unione Sovietica. Nel 2010, 15 reattori di questa tipologia sono ancora operanti in Russia (l'ultimo RBMK-1500 lituano è stato spento il 31 dicembre 2009), vi è solo un reattore in costruzione, presso la Centrale nucleare di Kursk, quel reattore fu iniziato nel 1985 e dovrebbe essere terminato entro la fine del 2010, vi sono però pressioni internazionali per chiudere quelli ancora operanti, dichiarati pericolosi anche se sono state apportate numerose migliorie di progetto agli impianti.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

I reattori RBMK furono il punto culminante del programma sovietico per produrre un reattore di potenza raffreddato ad acqua basato sui reattori militari per la produzione di plutonio moderati a grafite. Il primo di questi, AM-1 (Atom Mirny atomo pacifico) fu progettato per produrre 5 MWe (30 MW termici) e funzionò a Obninsk dal 1954 al 1959. Malgrado il suo nome, fu progettato sia per produrre plutonio, per impieghi militari, che per produrre energia elettrica.

Usando acqua leggera per il raffreddamento e grafite come moderatore è possibile utilizzare uranio naturale come combustibile. Così si rendeva possibile la costruzione di reattori di grande potenza che non richiedevano uranio arricchito e acqua pesante e quindi con costi di costruzione e gestione decisamente minori rispetto ad altre tipologie.

Caratteristiche tecniche[modifica | modifica wikitesto]

Schema della centrale

RBMK è un acronimo dal russo Reaktor Bolšoj Moščnosti Kanalnyj che significa "Reattore di Alta Potenza a Canali", un reattore moderato a grafite e refrigerato con acqua bollente. Il nocciolo consiste in un cilindro di grafite al cui interno passano numerosi canali, entro alcuni dei quali sono posizionate le barre di combustibile in uranio arricchito[1] raffreddate da acqua leggera in cambiamento di fase, mentre in altri sono fatte alloggiare le barre di controllo, inserendo o estraendo le quali si modula la potenza termica prodotta. L'acqua leggera assorbe i neutroni abbastanza facilmente creando un effetto avvelenante che viene controbilanciato da un effetto moderante: a seconda delle caratteristiche di un nocciolo, la formazione di bolle di vapore ("vuoti") possono portare ad un aumento o ad una riduzione delle reazioni di fissione nel combustibile. In un reattore raffreddato ad acqua leggera di tipologia BWR, ove il moderatore è l'acqua di raffreddamento stessa, la formazione di vuoti porta alla diminuzione dell'effetto moderante dei neutroni; nei reattori RBMK l'effetto di moderazione dell'acqua è modesto, se confrontato con quello della grafite, e prevale la sua funzione di assorbitore, cosicché l'effetto complessivo può essere positivo, cioè all'aumentare del vapore si ha un aumento della reattività e quindi della potenza, che va a generare a sua volta maggiore vapore. Ciò genera un effetto di retroazione tecnicamente detto coefficiente di vuoto positivo, caratteristico anche dei reattori canadesi.

I reattori RBMK vennero progettati con un coefficiente di potenza negativo alle alte potenze ma positivo alle basse potenze: come conseguenza, alle basse potenze termiche possono verificarsi escursioni di reattività.

Tutte queste caratteristiche degli RBMK diventarono di dominio pubblico nel 1986 quando in uno dei quattro reattori RBMK della centrale di Černobyl' avvenne uno dei più gravi incidenti accaduti ad una centrale nucleare civile.

Versioni o modelli derivanti[modifica | modifica wikitesto]

RBMK1500[modifica | modifica wikitesto]

Una versione del reattore base da 1500 MW

EGP-6[modifica | modifica wikitesto]

Una versione a scala ridotta del modello maggiore.

Struttura di contenimento[modifica | modifica wikitesto]

I progetti dei reattori RBMK includevano vari tipi di sistemi di contenimento necessari per le normali operazioni. Il contenimento principale era costituito da un guscio metallico a tenuta stagna riempito di gas inerte (azoto) allo scopo di impedire alla grafite (la cui temperatura è di circa 700 °C) di entrare in contatto con l'ossigeno atmosferico. La grafite formava una serie di schermature che assorbivano le radiazioni provenienti dal nocciolo. Il contenitore esterno era composto da calcestruzzo. Molti dei macchinari interni al reattore erano previsti per essere sospesi alla copertura, incluse le condutture dell'acqua di raffreddamento.

Inizialmente il progetto dei RBMK, prese in considerazione solamente la prevenzione ed il contenimento di incidenti di modesta entità[senza fonte]. Dopo l'incidente della centrale nucleare di Three Mile Island venne aggiunto ai RBMK una struttura, solo parziale, per gestire gravi incidenti[senza fonte]. Tutti i locali che ospitano condutture di grande diametro al di sotto del reattore sono collegate ad una struttura colma di acqua.

In caso di rottura di queste condutture il vapore viene così convogliato nelle piscine di soppressione[2].

La scelta di permettere che i reattori RBMK prevedessero il ricambio continuo nel nocciolo sia delle barre di combustibile che del materiale per la produzione di plutonio a scopi militari, senza dover spegnere il reattore, richiese l'inserimento di una grande gru all'interno del contenitore del reattore. Tutto ciò ebbe come risultato che i reattori risultarono molto alti (oltre 70 metri) rendendo difficoltosa la realizzazione di un contenimento.

Miglioramenti conseguenti all'incidente di Černobyl'[modifica | modifica wikitesto]

Dopo l'incidente di Černobyl' tutti i reattori RBMK rimanenti hanno lavorato con un numero ridotto di elementi di combustibile, ma soprattutto contenenti uranio maggiormente arricchito, permettendo quindi una operatività più sicura[3]. I sistemi di controllo sono stati ugualmente migliorati, in particolare eliminando i terminali di grafite dalle barre di controllo in modo da eliminare l'immediato aumento di potenza che si verificava al momento dell'inizio dell'inserimento. Questa particolarità è una delle cause dell'incidente di Černobyl', quando le barre di controllo vennero inserite al termine della prova.

Il reattore MKER[modifica | modifica wikitesto]

Una evoluzione della filiera è il MKER (in russo: МКЭР, Многопетлевой Канальный Энергетический Реактор, Mnogopetlevoj Kanalnyj Ėnergetičeskij Reaktor che significa Reattore di potenza a tubi in pressione a più loop), che ha aumentato i sistemi di sicurezza e contenimento.[4][5]

Il prototipo della filiera è il reattore 5 della centrale di Kursk. La cui costruzione, nella versione MKER1000, si è poi interrotta nel 2012. Ulteriori evoluzioni erano prospettate nel MKER800 e nel MKER1500 che erano pianificate per la centrale di Leningrado.[6][7][8][9]

L'RBMK nel mondo[modifica | modifica wikitesto]

Reattori operativi[10]
Centrale Potenza netta
(MW)
Modello Inizio costruzione Allacciamento alla rete Produzione commerciale Dismissione
(Prevista)
Bilibino (Russia) (Reattore 1) 11 EGP-6 1º gennaio 1970 12 gennaio 1974 1º aprile 1974 2018[11]
Bilibino (Russia) (Reattore 2) 11 EGP-6 1º gennaio 1970 30 dicembre 1974 1º febbraio 1975 2019[11]
Bilibino (Russia) (Reattore 3) 11 EGP-6 1º gennaio 1970 22 dicembre 1975 1º febbraio 1976 2020[11]
Bilibino (Russia) (Reattore 4) 11 EGP-6 1º gennaio 1970 27 dicembre 1976 1º gennaio 1977 2021[11]
Kursk (Russia) (Reattore 1) 925 RBMK1000 1º giugno 1972 19 dicembre 1976 12 ottobre 1977 2022[12]
Kursk (Russia) (Reattore 2) 925 RBMK1000 1º gennaio 1973 28 gennaio 1979 17 agosto 1979 2024[12]
Kursk (Russia) (Reattore 3) 925 RBMK1000 1º aprile 1978 17 ottobre 1983 30 marzo 1984 2029[12]
Kursk (Russia) (Reattore 4) 925 RBMK1000 1º maggio 1981 2 dicembre 1985 5 febbraio 1986 2031[12]
Leningrado (Russia) (Reattore 1) 925 RBMK1000 1º marzo 1970 21 dicembre 1973 1º novembre 1974 2019
Leningrado (Russia) (Reattore 2) 925 RBMK1000 1º giugno 1970 11 luglio 1975 11 febbraio 1976 2021
Leningrado (Russia) (Reattore 3) 925 RBMK1000 1º dicembre 1973 7 dicembre 1979 29 giugno 1980 2025
Leningrado (Russia) (Reattore 4) 925 RBMK1000 1º febbraio 1975 9 febbraio 1981 29 agosto 1981 2026
Smolensk (Russia) (Reattore 1) 925 RBMK1000 1º ottobre 1975 9 dicembre 1982 30 settembre 1983
Smolensk (Russia) (Reattore 2) 925 RBMK1000 1º giugno 1976 31 maggio 1985 2 luglio 1985
Smolensk (Russia) (Reattore 3) 925 RBMK1000 1º maggio 1984 17 gennaio 1990 12 ottobre 1990
Reattori dismessi[10][13][14]
Centrale Potenza netta
(MW)
Modello Inizio costruzione Allacciamento alla rete Produzione commerciale Dismissione
(Prevista)
Ignalina (Lituania) (Reattore 1) 1185[15] RBMK1500 1º maggio 1977 31 dicembre 1983 1º maggio 1984 31 dicembre 2004
Ignalina (Lituania) (Reattore 2) 1185[15] RBMK1500 1º gennaio 1978 20 agosto 1987 20 agosto 1987 31 dicembre 2009
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 1) 740 RBMK1000 1º marzo 1970 26 settembre 1977 25 maggio 1978 30 novembre 1996
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 2) 925 RBMK1000 1º febbraio 1973 21 dicembre 1978 28 maggio 1979 11 ottobre 1991
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 3) 925 RBMK1000 1º marzo 1976 3 dicembre 1981 8 giugno 1982 15 dicembre 2000
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 4) 925 RBMK1000 1º aprile 1979 22 dicembre 1983 26 aprile 1984 Distrutto il 26 aprile 1986
Reattori cancellati
Centrale Potenza netta
(MW)
Modello Inizio costruzione Allacciamento alla rete Produzione commerciale Costruzione interrotta
Ignalina (Lituania) (Reattore 3) 1380 RBMK1500 1º giugno 1985 30 agosto 1988
Ignalina (Lituania) (Reattore 4) 1380 RBMK1500 Mai iniziato
Kostroma (Russia) (Reattore 1) 1380 RBMK1500 N.D.
Kostroma (Russia) (Reattore 2) 1380 RBMK1500 N.D.
Kursk (Russia) (Reattore 5) 925 MKER1000[16] 1º dicembre 1985 15 agosto 2012
Kursk (Russia) (Reattore 6) 925 RBMK1000 1º agosto 1986 1º dicembre 1993
Smolensk (Russia) (Reattore 4) 925 RBMK1000 1º ottobre 1984 1º dicembre 1993
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 5) 925 RBMK1000 1º gennaio 1981 1º gennaio 1988
Černobyl' (Ucraina) (Reattore 6) 925 RBMK1000 1º gennaio 1983 1º gennaio 1988
NOTE:
  • Le normative in vigore non prevedono la possibilità di sostituzione e/o aumento del parco reattori al termine del ciclo vitale degli impianti ancora in funzione.

Arte e musica[modifica | modifica wikitesto]

Il primo brano della band Industrial Metal D.W.O.M.P. è intitolato RBMK, per ricordare la tragedia avvenuta a Černobyl' nel 1986

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ ENGINEERING.com > Chernobyl
  2. ^ Chernobyl, 20 anni dopo il disastro. Ugo Spezia. ISBN 88-87731-31-4
  3. ^ Il futuro dell'energia, Mario Silvestri
  4. ^ (EN) World Nuclear Association - Nuclear Power in Russia
  5. ^ NIKET - Department of Pressure-Tube Power Reactors Archiviato il 10 ottobre 2006 in Internet Archive.
  6. ^ LNPP - The proposed NPP design meets the following requirements
  7. ^ LNPP - LNPP REPLACING CAPACITIES
  8. ^ THE PRESSURE-TUBE LINE IN RUSSIAN NUCLEAR ENGINEERING
  9. ^ Bellona - Statistics from Leningrad Nuclear Power Plant Archiviato il 4 luglio 2009 in Internet Archive.
  10. ^ a b AIEA: Nuclear Power Reactors in the Russian Federation
  11. ^ a b c d O all'entrata in funzione della Akademik Lomonosov
  12. ^ a b c d O all'entrata in funzione degli omologhi dell'impianto di Kursk 2
  13. ^ AIEA: Nuclear Power Reactors in Lithuania
  14. ^ AIEA: Nuclear Power Reactors in Ukraine
  15. ^ a b Originariamente con potenza di 1380 MW e poi depotenziato dopo varie modifiche ai sistemi di sicurezza a seguito di Černobyl'
  16. ^ Iniziato come RBMK1000

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]