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04 gennaio 2014

Quegli elementi danneggiati nelle piscina 4 di Fukushima



Riparte la serie '2014' degli aggiornamenti tecnici dalla centrale incidentata di Fukushima con una sorta di approfondimento sulla situazione all'interno della piscina dell'unità 4 il cui svuotamento del combustibile sta procedendo come da programma. Per chi volesse sapere in ogni momento a che punto si è nel trasferimento del combustibile dalla piscina del reattore a quella comune, è possibile collegarsi a questa pagina dove la grafica vi darà l'informazione che cercate. Al momento in cui scrivo degli oltre 1500 elementi di combustibile, solo 132 sono stati trasferiti, quindi la strada è ancora lunga.



Ma nonostante manchino ancora svariate centinaia di elementi e che il piano preveda il termine delle operazioni solo entro la fine del 2014 appena iniziato, a preoccupare TEPCO è lo stato di alcuni elementi di combustibile contenuti in questa vasca (e anche nelle vasche delle altre unità, quando si inizierà il loro svuotamento) che erano stati danneggiati da manovre errate ben prima del terremoto e tsunami del 2011. In particolare, la foto che vedete in apertura di questo post mostra una crepa evidente sulla superficie esterna di un cosiddetto canale di combustibile.

Serve tornare un attimo alle basi per capire di cosa si tratta visto che spesso usiamo - erroneamente e indiscriminatamente - il termine "barra" di combustibile per intendere un po' tutto quanto c'è all'interno del nocciolo. Mi si deve perdonare l'uso di gergo tecnico e il ricorso alla lingua inglese per evitare ulteriori confusioni. Il combustibile, ovvero, l'ossido di uranio arricchito in forma di pastiglie viene impilato all'interno di barrette (rod) di una lega di zirconio (zircaloy) che ha buone caratteristiche meccaniche e ottime prestazioni nucleari, nel senso che non interferisce con la produzione dei neutroni che sono alla base della reazione a catena. Tra le altre caratteristiche interessanti e positive di questo materiale c'è il fatto che sulla sua superficie si forma molto rapidamente un sottile, ma efficacissimo strato di ossidazione che protegge dalla corrosione il resto del materiale. Proprio per questo motivo, le leghe di zirconio possono state per anni in acqua senza nessuna degradazione purché i livelli di cloro siano mantenuti bassi.

Un insieme di queste barrette di combustibile forma un cosiddetto "bundle" di combustibile, che nel caso dei reattori di Fukushima è a sezione quadrata. Il numero di barre che compongono un bundle dipende dalla versione del reattore, ma giusto per darvi un'idea potete immaginarne una cinquantina.  Le barrette sono vincolate all'interno del bundle da apposite strutture poste a distanze regolari a da due "tappi" in fondo e in testa. La testa e il fondo del bundle sono particolarmente importanti: sulla testa infatti è presente una maniglia a cui è possibile agganciare il macchinario per la movimentazione e sul fondo una particolare struttura a forma di naso permette non solo il corretto posizionamento all'interno del nocciolo, ma anche di ottimizzare il flusso di acqua all'interno.

La struttura che vedete nella foto prende il nome in gergo di fuel channel e di fatto è una scatola anch'essa in lega di zirconio che riveste completamente la superficie laterale del fascio. Il canale è attaccato al fascio e insieme formano quello che si chiama fuel assembly. Di fatto questo è l'elemento indivisibile che viene manipolato all'interno dei reattori e delle piscine.

Adesso che abbiamo ripassato un po' di meccanica torniamo alla foto iniziale e anche allo schema in cui si può vedere l'intero assieme. Stando al registro degli incidenti/anomalie negli impianti nucleari in Giappone (dove con incidente non dovete pensare ad eventi come quello del marzo 2011, ma anche altre anomalie di impatto minimo e rilevanti solo dal punto di vista tecnico), nel 1982 un operatore poco addestrato che stava movimentando elementi di combustibile dal reattore alla piscina ha causato il danno che vedete. In poche parole, dopo aver posizionato l'assieme all'interno della griglia di supporto in piscina, si è dimenticato di sganciare la maniglia prima di traslare il carroponte. Il risultato è che l'assieme si è piegato. Nell'82 era stata subito misurata la concentrazione di cesio nell'acqua della piscina per verificare se ci fosse stato un danno alle barrette con conseguente fuori-uscita di prodotti di fissione radioattivi, ma non era stata osservata alcuna anomalia. Da cui, la conclusione che lo stato delle barre fosse ancora integro. C'è da aggiungere che le crepe, ben visibili nelle recenti immagini, non erano state documentate nell'82. Attenzione però: le crepe sono sul fuel channel e visto che questo circonda il fuel bundle non è possibile avere l'immagine visiva dello stato all'interno in particolare se ci siano crepe visibili anche sulle barre.

Uno potrebbe pensare che queste crepe siano in realtà conseguenza degli eventi recenti e non dell'errore di trent'anni fa, ma onestamente non ci sono ragioni che facciano propendere per questa ipotesi, nemmeno il fatto che le crepe non mostrino segni di ruggine, come citato da alcuni, può essere sintomo di un danno recente. Questa è proprio una caratteristica delle leghe di zirconio.

Dal punto di vista tecnico, la domanda è come si vorrà procedere con la rimozione di questo elemento particolare. A questa domanda, TEPCO sta cercando di dare una risposta e per farlo ha bisogno di ulteriori informazioni circa l'entità della deformazione in modo da poter trasportare sott'acqua e in sicurezza l'assieme. A parer mio potrebbe rendersi necessario adattare il sistema di aggancio in modo che sia in grado di afferrare la maniglia anche se questa non è perfettamente orizzontale e si dovrà evitare che a causa della posizione anomala del baricentro, durante lo spostamento avvengano rotazioni. Altro punto importante sarà la verifica della tenuta della "testa" del bundle: infatti testa e coda del bundle sono tenuti insieme alle barre grazie alla testa filettata di alcune di esse. Bisogna verificare che la testa del bundle sia ancora in grado di sopportare il peso del combustibile durante il trasporto verso il cask. Inoltre credo che bisognerà tenere in considerazione la realizzazione di una griglia ad hoc da inserire nel cask ed eventualmente nella piscina comune per garantire un alloggiamento stabile dell'elemento. C'è del lavoro da fare, ma non c'è nessuna fretta, visto che la coda degli elementi da trasferire è ancora lunga e non è nemmeno troppo difficile, specie se comparato ad altri ben più complessi compiti come per esempio la rimozione del combustibile danneggiato dai noccioli delle altre unità.

Clicca qui per il più recente aggiornamento tecnico su Fukushima

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45 commenti:

  1. La pagina del trasferimento progressivo elementi è una genialata multimediale. Mi piace tantissimo, finalmente la TEPCO comincia a comunicare positivamente :)

    Per la movimentazione dell'elemento danneggiato non credo il problema sia tanto quello di agganciarlo, quanto quello di alloggiarlo in verticale in una griglia o nel rack di trasferimento perchè è spanciato. Le tolleranze laterali sono minime. Noi usiamo uno speciale calibro per verificare le deformazioni laterali ed un impianto di potenza dovrebbe avere simili tolleranze. Potrebbe essere il caso di appenderlo o appoggiarlo in un contenitore ad hoc.
    Resta da capire come mai la deformazione sia a circa metà altezza dell'elemento in quanto la movimentazione laterale con sgancio "dimenticato" sarebbe dovuta avvenire ad elemento inserito completamente in una rastrelliera. Boh, comunque la spiegazione sta in piedi.

    Ciao SM

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  2. Noto che dopo il primo viaggio con carburante fresco hanno trasportato solo carburante usato nelle successive 5 volte.
    Attendiamo l`aggiornamento di dopodomani :)

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  3. Bene vedo che condividiamo esattamente gli stessi dubbi. Il mio dubbio sull'aggancio è duplice, (1) visto che per queste operazioni hanno ridisegnato il tool utilizzato normalmente, aumentando le sicurezze di apertura e tenuta, non vorrei che abbiano messo qualche meccanismo per evitare lo sgancio in caso non vengano rispettate condizioni di planarità. Infatti non appena l'elemento verrà estratto, il gancio andrà a slittare all'interno della maniglia finendo in un angolo sotto la spinta non bilanciata del peso. Questa posizione fuori asse (2) rende anche più difficile il reinserimento in un'ipotetica griglia all'interno del cask e proprio per questo vedo bene un sistema ad hoc.


    Per quanto riguarda l'errata manovra di trent'anni fa, il tuo dubbio è identico al mio e l'unica spiegazione che mi sono dato è che il rack non sia tutto solido ma costituito da tre griglie (alto, mezzo e fondo) che vincolano la posizione dell'elemento. Quello in mezzo sembrerebbe aver agito da perno per la deformazione, mentre quello in alto sembrerebbe essersi deformato a sua volta.

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  4. Ritorna un nostro vecchio amico: il cinghiale.

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  5. Se ricalcano lo schema del reattore sicuramente ci sono "solo" tre griglie, cosa che lascia intendere anche il disegno.
    Questa foto di una piscina vuota e aperta (anche se non è Fukushima) sembra confermare l'idea:
    http://media.sanluisobispo.com/smedia/2011/06/17/09/58/1gTZta.AuSt.76.jpg

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  6. @toto: hai visto la richiesta su FB di un lettore?

    RispondiElimina
  7. ho visto e ho aggiunto la mia nota. Claudio è un nostro affezionatissimo lettore da Facebook!


    Io direi di aggiungere gli estremi degli intervalli nella tabella iniziale come li hai detti tu nel tuo commento.

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  8. Mi sembra una buona idea. Sarà fatto per il prossimo rapporto, insieme ad altre modifiche non visibili che mi trascino da mesi...

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  9. Ehi!... non e' una piscina vuota e aperta... e' LA piscina di Fukushima citata da Arnie Gundersen!... quella che ha subito un'esplosione da criticalita' ed ha proiettato tutti gli elementi verso l'alto, portandosi pure il carroponte da 50 tonnellate.

    R.

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  10. AnonimaFrancese04 gennaio 2014 23:30

    un colpo alla botte : http://www.theecologist.org/News/news_round_up/2217953/fukushima_meltdown_mystery_steam_rising_over_reactor_3.html

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  11. AnonimaFrancese05 gennaio 2014 00:32

    bisognerebbe davvero fermali questi .........sono mine vaganti !!!!!!!!http://www.danieleparisi.com/blog/2014/01/03/la-catastrofe-da-fukushima-alla-california-creature-morte-nel-98-dei-fondali/

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  12. Mi hanno segnalato questo articolo (o uno simile) su Facebook. Ma perché la gente deve inventarsi soluzioni fantasiose quando quella semplice è così banale? Un grosso corpo caldo (30 - 40 gradi) immerso in acqua genera vapore, che a seconda del meteo diventa visibile o meno.

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  13. Ciao Toto, sei stato chiarissimo al solito .. Se non fosse che circolano ritardati che avrebbero ancora delle domande
    Se i bundles sono fasci di barre che insieme al canale formano l’assembly che di fatto è l'elemento indivisibile che viene manipolato all'interno dei reattori e delle piscine
    cosa hanno manipolato a luglio 2012? Quelli che vediamo non sono due rods?
    E come hanno fatto a tirarli fuori se non era ancora pronto il carroponte? Anzi la piscina
    era in queste condizioni
    http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/images/handouts_120711_01-e.pdf
    In effetti di questa strana estrazione abbiamo a disposizione solo immagini e video esterni
    http://www.youtube.com/watch?v=A-3yKe7ZGPQ
    http://photo.tepco.co.jp/en/date/2012/201207-e/120719-01e.html

    N.B.
    una tiratina d’orecchi a Petrus L'ho sempre detto io!..."Kuma 4 President!" :-) Ma scusa !!! Se IO non avessi riportato il post con gli elementi danneggiati chiamando erroneamente barre i bundles, non sarebbe intervenuto Paolo Ruffatti a correggere e a esporre il suo punto di vista, di conseguenza voi non avreste avuto oggetto di accanimento e questo aggiornamento non esisterebbe... Col picchio Kuma for president ( scusa Morbidoso), obnubilamento da crapule festive? :))

    RispondiElimina
  14. Erano 2 bundles freschi, non irraggiati.
    Si vede chiaramente la grù che hanno usato per l'estrazione.
    Mi accodo alla candidatura di Kuma 4 president :)
    SM

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  15. Temerario!
    (sì sì, c'era la gru, l'ho messa a fuoco in ritardo e ho rettificato il tutto)

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  16. Giovanna 4 president!


    A parte le candidature, quelli che hanno rimosso sono assembly interi, si vede chiaramente il channel intorno al bundle.


    L'idea della sega non è tutta fuori luogo. Se non riescono a rimuoverlo tirandolo su, allora lo si vincolerà in alto con il carroponte, si immergerà strumentazione da taglio subacquea (esiste e funziona anche molto bene) e si rimuove l'ostacolo.

    RispondiElimina
  17. Qualcuno ha esagerato con i botti di fine anno: ben 2 esplosioni nucleari sotterranee a Fukushima. Distratti dalle feste non ve ne siete accorti??:-)

    http://english.farsnews.com/newstext.aspx?nn=13921014000267

    RispondiElimina
  18. caspita... questa c'era proprio sfuggita... a consolarci resta il fatto che anche la rete di sorveglianza mondiale che sente persino quando in corea del nord fanno le puzzette non si sia accorta di nulla. :)


    ma io dico... come è possibile che la gente ancora creda a queste cose?


    grazie per la segnalazione :)

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  19. Prometeo: qui c'è aria di casa :)
    SM
    http://www.youtube.com/watch?v=YmmNJH9SWnc&feature=youtu.be

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  20. bene bene... perle preziose!

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  21. Salve a tutti, e buon 2014,di nuovo.

    Iniziamo l'anno con una sbirciata al futuro del nucleare,con questo progetto made in URSS vecchio di 28 anni tirato fuori dalla naftalina e, fortunatamente,completato...

    http://www.world-nuclear-news.org/NN-Beloyarsk-4-criticality-soon-3012131.html

    R.

    RispondiElimina
  22. Grazie, e buona indigestione anche a te, cherie! :-(

    R.

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  23. Buon 2014!
    Nel frattempo hanno sviluppato il fratello maggiore... nel doc linkato una descrizione (anche se schema è in cirillico...)
    https://aris.iaea.org/sites/..%5CPDF%5CBN-1200.pdf
    Quindi i nostri amici russi stanno sviluppando DUE filiere di breeder? (piombo e sodio)? ... che abbondanza...

    RispondiElimina
  24. Niente di particolare nelle scritture dello schema. Se avete domande, chiedete.
    By the way: molto interessante.

    RispondiElimina
  25. Aspettiamo impazienti!

    RispondiElimina
  26. http://www.okbm.nnov.ru/reports/2011/en/oao-okbm-afrikantov

    RispondiElimina
  27. i reattori a neutroni veloci mi intrigano... ma allo stesso tempo il sodio mi fa venire la pelle d'oca.

    RispondiElimina
  28. In effetti, anche io preferisco il piombo fuso.

    RispondiElimina
  29. OT (non tanto) dalla Germania:
    http://www.focus.de/immobilien/energiesparen/energiewende-deutschland-klima-strom-aus-braunkohle-boomt-wie-seit-1990-nicht-mehr-3_id_3520829.html

    Riporto giusto la prima frase (più o meno...):
    "Paradosso clima: l'effetto serra a causa della produzione di elettricità dalla lignite ha raggiunto i massimi livello dal 1990 - nonostante la promozione massiva delle energie rinnovabili. Gruppi verdi e per l'ambiente chiedono al governo federale di agire rapidamente"

    Che propongono i Verdi? Per controllare il CO2, invece della lignite centrali a gas! (*)

    Una ovvietà chiara a chiunque non vivesse nel mondo delle favole. Mi viene in mente una sola parola, che non riporto per rispetto al padrone di casa :-) Ma sono 8 lettere, comincia per "c" e finisce per "i".

    (*) se ho capito bene questa frase: " "Wer es mit dem Klimaschutz ernst meint, muss dafür sorgen, dass immer weniger Strom aus der Braunkohle kommt", sagte die Umweltpolitikerin Bärbel Höhn. "Der CO2-Ausstoß braucht einen entsprechenden Preis, damit sich klimaschonendere Gaskraftwerke durchsetzen können."

    RispondiElimina
  30. Mi ha ricordato l’appello del governo greco ai cittadini “ Non accendete stufe e camini,
    provocate smog!” Il problema lo hanno risolto così, nei giorni a rischio, in
    cui il livello delle polveri sottili è alto, il Ministero dell’Ambiente e dell’Energia emetterà un comunicato e allora i cittadini avranno uno sconto del 50% sull’energia elettrica consumata nei suddetti giorni. La misura riguarda i cittadini che consumano fino a 2.000 kWh al quadrimestre. Chi consuma fino a 1.500 kWh al quadrimestre avrà la
    corrente gratis sempre solo per quei giorni e solo se si tratta di famiglie numerose con entrate fino a 23.000 euro , disabili al 67%, disoccupati.
    Sui giornali italiani il tutto è stato tradotto “La Grecia regala l’elettricità ai più poveri per contrastare la crescita dell’inquinamento dell’aria”.
    Nota però che Il 50% della produzione di energia elettrica proviene dalla lignite, i il 10% dal gasolio, il 17% dal gas, il 10% da idroelettrico, il 6% da fonti rinnovabili .

    RispondiElimina
  31. Ricordate il casino di 2 mesi fa, con il morale basso dei workers e le misure Tepco, tra cui il raddoppio dell’hazard pay da 1.000 yen a 2.000 yen al giorno?
    http://www.reuters.com/article/2013/11/08/us-japan-fukushima-tepco-idUSBRE9A70CH20131108

    Bene, il raddoppio della paga non corrisponde al vero.On Nov. 29, TEPCO sent a message
    to its contractors in the name of the chief of its supplies division. The message concerned the Nov. 8 announcement, and apologized that "the measure had not been understood correctly, bringing confusion to our business partners." It read that the increase of 10,000 yen was "for making efforts to improve workers' wages" but "does not mean that the amount (paid to workers) will be increased by 10,000 yen."

    http://mainichi.jp/english/english/newsselect/news/20140105p2a00m0na004000c.html

    Il reattore 3 , dopo la performance di luglio, ha rilasciato sbuffi di vapore il 13 e 15 e 18 settembre 2013 (http://www.tepco.co.jp/cc/press/2013/1230669_5117.html, http://www.tepco.co.jp/cc/press/2013/1230578_5117.html ( e anche il 19 24, 25, e 27 dicembre.
    La spiegazione Tepco
    http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/2014/1233338_5892.html

    Esaminando altre possibili cause
    http://www.decodedscience.com/steam-plume-fukushima-daiichi-nuclear-plant/41216#comment-7856

    Iniziano le ispezioni di sicureza a Rokkasho
    The Rokkasho plant is designed to reprocess 800 tons of spent fuel per year, extracting about 8 tons of plutonium in the process. Il plutonio in questione will sarà usato by existing reactors in the form of plutonium-uranium mixed oxide fuel, a project called "pluthermal" in Japan.
    Sarà...
    http://mainichi.jp/english/english/newsselect/news/20140107p2g00m0dm051000c.html

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  32. onestamente non faccio fatica a credere alla spiegazione di TEPCO per quanto riguarda gli sbuffi. In fondo c'è una grossa massa che è ad una trentina di gradi e con acqua tutto intorno, non faccio fatica a credere che in particolari condizioni ambientali si formi del vapore.

    RispondiElimina
  33. In verità in verità ti dico che che nessuna delle spiegazioni date sembra soddisfacente. E allora tanto vale tenersi quella Tepco.

    RispondiElimina
  34. OT
    Solo adesso ho capito tutto lo schiamazzo intorno a Schumacher, sul casco , sul video, sugli sci, sulla velocità ecc. ( io tapina mi chiedevo che senso ha ormai...) Pare che la famiglia , ma non solo , anche sponsor come la Mercedes e addirittura la Deutsche Vermögensberatung, una società di investimenti, potrebbero rivendicare centinaia di milioni di risarcimento

    in francese
    http://www.francetvinfo.fr/sports/automobile/f1/michael-schumacher/michael-schumacher-une-longue-bataille-judiciaire-en-perspective_498846.html

    in tedesco
    http://www.focus.de/sport/formel1/schumacher/es-geht-um-hunderte-millionen-wer-zahlt-fuer-den-unfall-von-michael-schumacher_id_3517800.html

    RispondiElimina
  35. La Japan Atomic Energy Agency simulerà la fusione avvenuta a Fukushima nel reattore di ricerca di Tokai-mura, Ibaraki .

    http://www.excite-webtl.jp/world/english/web/?wb_url=http%3A%2F%2Fwww.yomiuri.co.jp%2Ffeature%2F20110316-866921%2Fnews%2F20140108-OYT1T

    RispondiElimina
  36. Merci per il francese :-)
    Un solo commento: se era un povero sfigato qualunque, non c'erano tutte queste storie.
    Se un lavoratore qualsiasi ha lo stesso incidente, la famiglia ha diritto di chiedere un indennizzo pari "a tutti gli stipendi che avrebbe potuto guadagnare e non prenderà più"?

    RispondiElimina
  37. Addirittura il 6% da fonti rinnovabii in Grecia? Siete forti!
    Cos'è, 5.99% da idroelettrico e resto solare/eolico?
    SM

    RispondiElimina
  38. Durante le feste io ho effettuato accurati test di fusione del cioccolato fondente con conseguente pressurizzazione in siringa di plastica e relative decorazioni di una torta!

    RispondiElimina
  39. Dai, guarda cosa hai combinato a pensar male della Merkel, si è fatta la bua anche lei.

    RispondiElimina
  40. lei ha una bambolina woodoo della Merkel sotto il letto che infilza di spilloni da un paio di anni.
    Prima o poi doveva cogliere :-D

    RispondiElimina
  41. L'idroelettrico è "rinnovabile" solo con le centrali di pompaggio!!!
    :-D

    RispondiElimina
  42. AnonimaFrancese08 gennaio 2014 17:29

    ecco siamo tutti morti :-) http://www.corriereadriatico.it/ATTUALITA/fukushima_radioattivit_agrave_in_aumento_tra_2_giorni_nube_di_radiazioni_su_italia/notizie/142730.shtml

    RispondiElimina
  43. per fortuna sono in Germania e per fortuna l'articolo è del marzo 2011.... il che significa che sono uno zombie espatriato!

    RispondiElimina
  44. AnonimaFrancese08 gennaio 2014 17:33

    Lo so Toto :-) per quello l'ho messo .....intanto gira su FB e web e la gente non guarda la data :-)

    RispondiElimina

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