Simulazione di incidenti per la sicurezza e gestione del rischio negli impianti nucleari: il progetto MUSA

Si è concluso con un workshop a Madrid il progetto MUSA (Management and Uncertainties of Severe Accidents), un progetto di ricerca europeo coordinato dal CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) e dedicato allo studio della gestione degli incidenti gravi negli impianti nucleari. Il progetto, finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Horizon 2020 per aumentare la sicurezza dei reattori nucleari, ha visto tra le altre realtà mondiali anche la partecipazione dell’Università di Pisa, con a capo il prof. Sandro Paci del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale. MUSA è un progetto partito nel 2019 e che con la sua conclusione apre le porte a scenari di simulazione degli incidenti incredibilmente all’avanguardia, che potrebbe dare una grande spinta alla diffusione dell’energia nucleare lì dove ancora frena ad emergere.

Valutazione della sicurezza e analisi dei severe accident negli impianti nucleari: qual è l’obiettivo del progetto MUSA?

L’obiettivo principale di MUSA è quello di sviluppare e migliorare i modelli di valutazione della sicurezza e di gestione delle conseguenze degli incidenti gravi nelle centrali nucleari. Il progetto si concentra su una serie di scenari di incidenti e sulle relative incertezze che possono emergere durante le fasi di gestione e mitigazione delle conseguenze.

Attualmente c’è ancora scarsa fiducia verso l’energia nucleare, specialmente a causa della paura che suscita la possibilità di un evento disastroso. Ed è proprio per aumentare la sicurezza degli impianti, specialmente a seguito dell’incidente di Fukushima nel marzo 2011, che è emersa la necessità di valutare metodologie moderne per la simulazione di gravi incidenti all’interno delle centrali nucleari. Il fulcro del progetto MUSA è quello di promuovere i BEPU (Best Estimate Plus Uncertainties) nel campo di applicazione degli incidenti gravi (denominati di seguito come SA, ovvero severe accident) e nella gestione degli incidenti (AM, accident managemnet).

L’obiettivo generale del progetto MUSA è quello di valutare la capacità dei codici attuali utilizzati per le analisi dei Severe Accident (SA) nella modellazione di scenari di incidenti di reattori e SFP (Spent Fuel Pool) di seconda e terza generazione. Per fare ciò sono state utilizzate differenti metodologie di quantificazione delle incertezze (Uncertainties Quantification), con enfasi anche sull’impatto di misure innovative nella gestione di un possibile incidente, in particolare quelle relative alla mitigazione dei rilasci radioattivi verso l’ambiente esterno. MUSA quindi vuole introdurre un tipo di analisi stocastica che sfrutta complessi modelli di campionamento delle variabili casuali e algoritmi di risoluzione iterativi. Il vantaggio di questo tipo di analisi rispetto a quella deterministica è principalmente quello di evitare di adottare ipotesi conservative nel modello, identificando meglio i margini di sicurezza e fornendo informazioni sui parametri incerti dominanti.

MUSA per la capacità predittiva dei codici si analisi dei SA

Il progetto MUSA propone un’agenda di ricerca innovativa al fine di far progredire la capacità predittiva dei codici di analisi SA combinandoli con i migliori strumenti UQ disponibili. Il progetto MUSA si può riassumere in quattro obiettivi chiave:

• Identificazione e analisi dei SA: sono stati esaminati diversi scenari di incidenti gravi per comprendere le cause, le modalità di propagazione del danno e le conseguenze potenziali. Ciò ha incluso la valutazione del comportamento dei reattori nucleari in situazioni estreme e l’identificazione di possibili meccanismi di fallimento dei sistemi di sicurezza.
• Revisione dei metodi UQ e valutazione dei rischi: il progetto ha affrontato l’incertezza associata alle valutazioni dei rischi e ai modelli di simulazione utilizzati nella gestione degli incidenti. Sono stati sviluppati metodi per quantificare e gestire l’incertezza nelle valutazioni di sicurezza, anche all’interno del processo normativo delle centrali nucleari, per migliorare la comprensione dei rischi associati agli incidenti gravi.
• Mitigazione delle conseguenze: MUSA ha studiato strategie e tecniche per la mitigazione delle conseguenze degli incidenti gravi, concentrandosi sulla gestione dell’emissione di radionuclidi nell’ambiente, sulla valutazione dei percorsi di dispersione e sulla protezione delle popolazioni colpite.
• Preparazione e risposta all’emergenza: il progetto si è dedicato alla preparazione e alla gestione delle situazioni di emergenza in seguito a incidenti gravi nelle centrali nucleari. Sono state sviluppate procedure, strumenti e linee guida per migliorare la preparazione e la risposta delle autorità e delle organizzazioni coinvolte nella gestione dell’emergenza.

Le conclusioni e il futuro del progetto

Le conclusioni del progetto MUSA hanno contribuito a fare maggior chiarezza nel campo della sicurezza, fornendo strumenti applicativi innovativi nella gestione degli incidenti gravi negli impianti nucleari. Prima di tutto, il progetto ha contribuito a una migliore comprensione dei meccanismi che possono portare a incidenti gravi, consentendo di identificare aree di miglioramento nella progettazione e nella gestione delle centrali. MUSA però ha anche dato una forte spinta allo sviluppo di modelli di valutazione più sofisticati e accurati per stimare i rischi associati ai severe accident, con un’enfasi innovativa sulla quantificazione delle incertezze tramite modelli di campionamento complessi. Infine, il progetto ha fornito strumenti e linee guida per una migliore gestione dell’emergenza. Tutto questo potrebbe portare ad una rinnovata, o forse mai nata, fiducia verso questo tipo di energia, di cui spesso di sente parlare solo in termini negativi nei momenti di allarme, esacerbati in questi mesi anche dai pericoli bellici che bussano ai confini europei.

Alla conclusione di MUSA farà seguito il nuovo progetto INNOMUSA, prosecuzione delle attività già avviate dal primo progetto, in corso di presentazione alla Commissione europea nell’ambito del nuovo bando relativo ai finanziamenti EURATOM. Se l’UE decidesse di continuare su questa strada, gli importanti risultati dei progetti potrebbero portare l’energia nucleare nuovamente al centro del dibattito pubblico, ma questa volta sotto uno sguardo più positivo.