SCRAM

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Lo scram o SCRAM è un arresto di emergenza di un reattore nucleare, anche se ormai questo termine è esteso a diversi ambiti indicando sempre un arresto rapido in caso di emergenza. Si dice che il termine scram derivi dall'acronimo di safety control rod axe man, usato per la prima volta nel 2 dicembre 1942 quando vi fu la prima reazione nucleare controllata di Enrico Fermi e il sistema di emergenza erano delle barre appese sopra il reattore con un corda che sarebbe stata tagliata da un uomo con un'ascia in caso la reazione fosse andata fuori controllo.[1]

Funzionamento[modifica | modifica sorgente]

In un reattore, lo scram è ottenuto inserendo un grande ammontare di reattività negativa. In un LWR (Light Water Reactor), questo è fatto inserendo all'interno del reattore delle barre di controllo assorbitrici di neutroni, ma il punto in cui vengono inserite dipende dal tipo di reattore. In un PWR (Pressurized Water Reactor) le barre sono inserite dall'alto del reattore da un motore elettrico; nel caso in cui la corrente per qualsiasi motivo venisse a mancare le barre sono immediatamente lasciate "cadere" al suo interno in modo da arrestare in ogni caso la reazione e la generazione di potenza. Un altro design è quello di usare elettromagneti che in caso di mancanza di elettricità rilasciano le barre. Quando le barre solo rese libere sono spinte all'interno dal proprio peso e da una molla che deve vincere la pressione interna del vessel (circa 150 bar) e nel caso di scram questo deve avvenire in pochi secondi, in modo da arrestare subito la reazione. Nel caso di un BWR (Boiling Water Reactor) le barre sono inserire dal basso visto che nella parte superiore si trovano i separatori di vapore. In questo caso si usano dei pistoni idraulici che spingono verso l'alto le barre in caso di emergenza: questa volta le barre devo vincere oltre alla pressione interna (circa 75 bar) anche il proprio peso. Nel caso il sistema primario di inserzione non funzioni ci sono comunque altri sistemi atti ad inserire reattività negativa.

Oltre alle barre posso essere inseriti assorbitori liquidi, chiamati veleni neutronici, che hanno la stessa funzione delle barre. il più usato è l'acido borico che causa una diminuzione della moltiplicazione neutronica arrestando così le fissioni. In un PWR queste sostanze sono contenute in tank metallici pressurizzati, chiamati accumulatori, ad una pressione maggiore di quella di esercizio collegati al circuito primario mediante valvole e in caso di pericolo vengono aperte facendo entrare il veleno neutronico nel core.

Risposta del reattore[modifica | modifica sorgente]

Con l'inserzione delle barre la reattività diventa fortemente negativa e praticamente tutti i neutroni pronti, cioè quelli formati direttamente dalla fissione nucleare, sono assorbiti e quindi quasi istantaneamente il reattore si spegne. Una piccola frazione di neutroni (circa il 0,65%) derivano dal decadimento nucleare di atomi formatisi dalla fissione e quindi vengono emessi in ritardo. Questi neutroni ritardati limitano quindi la velocità con cui il reattore può spegnersi visto che hanno tempi di decadimento che arrivano anche a 100 secondi.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) Edwin Blackburn, “Scram!” Reactor veteran recalls account of the birth of a key word in the nuclear vernacular in www.ornl.gov, Oak Ridge National Laboratory, settembre 2000. URL consultato il 18 aprile 2014 (archiviato il 18 gennaio 2014).
    «“Sir, just what does ‘scram’ mean?” Fermi’s reply to the assembled group was, “ Safety Cut Rope Axe Man.”».