UOMO E RICERCA
RICERCA
U LT I M A P A G I N A
Rendere visibile la radioattività –
un giovane studente mostra
come fare
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Sottoposto a test un cunicolo di
deposito in strati geologici profondi
per il laboratorio sotterraneo
del Mont Terri
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Finlandia: domanda per la licenza
di costruzione per il primo deposito
al mondo in strati geologici profondi
per scorie altamente radioattive
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info
Nagra informa: attualità sul confinamento nucleare
N. 40
Giugno 2013
AT T U A L I TÀ
Disponibili i primi risultati
delle misurazioni sismiche
Dal 24 ottobre 2011 al 7 marzo 2012 si sono effettuati approfonditi esami sismici in quattro delle
sei aeree di ubicazione proposte: Südranden, Lägern nord, Giura est e Giura sud. È attualmente
in corso la valutazione dei numerosi dati e sono già disponibili i primi risultati: è stata confermata
la presenza nel sottosuolo delle strutture note.
Nel corso dell’inverno 2011/2012, la Nagra ha effettuato
delle misurazioni di profili sismici su una lunghezza di
300 chilometri (cfr. Nagra Info N. 38). Le misurazioni sono
servite a effettuare esami approfonditi nelle aeree di ubicazione e hanno fornito basi determinanti per la valutazione dello spazio destinato ad accogliere depositi in strati
geologici profondi. Sono stati coinvolti nelle misurazioni
121 comuni e all’incirca 1900 proprietari di terreni. Dalle
40’000 misurazioni e più si è ottenuta una quantità enorme
di dati grezzi. Nel frattempo si è conclusa l’elaborazione dei
dati ed è in pieno svolgimento l’interpretazione geologica.
Dati di buona qualità
La Nagra dispone già di 1370 chilometri di linee di profili
sismici ottenuti nel corso di accertamenti effettuati in
passato (tra l’altro dal programma sul cristallino degli
anni ottanta). Le misurazioni ora effettuate vengono sincronizzate con le linee già disponibili. Si ottiene così una
visione d’insieme aggiornata del sottosuolo geologico
della Svizzera settentrionale.
L’elevata densità di dati di buona qualità disponibili permette di comprendere in modo approfondito gli sviluppi
geologici a lungo termine nella zona esaminata. Le linee
dei profili sismici molto fitti distribuiti nella Svizzera
settentrionale permettono di precisare l’andamento delle
strutture geologiche che possono delimitare le aree di
ubicazione.
Primi risultati
Da una prima valutazione sommaria delle strutture geologiche del sottosuolo risulta che non ci sono «sorprese».
Dal punto di vista della geologia non è mutata l’immagine
generale che si aveva della struttura delle rocce del sottosuolo della Svizzera settentrionale. «Abbiamo potuto
approfondire ulteriormente le nostre conoscenze relative
alle strutture e alla possibilità di esplorare le zone di ubicazione» afferma Philip Birkhäuser, capoprogetto dei lavori
della Nagra nell’ambito della sismica. «I dati costituiscono le basi per le decisioni future per ridurre le regioni
geologiche di ubicazione.»
Superficie della terra
Rocce del sottosuolo
Sezione interpretata geologicamente di un profilo sismico. Le linee colorate
che appaiono nell’immagine lungo le riflessioni stanno a indicare le diverse
formazioni rocciose (per esempio argilla opalina). In due punti vengono
riconosciute delle zone di faglia (linee oblique).
Le misurazioni sismiche funzionano in modo analogo a un’ecografia dal medico. Con la sismica si ottiene un’immagine del
sottosuolo della Terra fino a una profondità di più di 1 chilometro.
Con veicoli generanti vibrazioni oppure mediante piccole cariche
esplosive in superficie si producono deboli vibrazioni che si
diffondono nel sottosuolo, dove vengono riflesse dai diversi strati
di roccia. Nell’arco di qualche secondo questi «echi» raggiungono
i sensibili apparecchi di misurazione che si trovano in superficie
(geofoni). Questi trasformano le vibrazioni riflesse in segnali
elettrici. Tutti i dati vengono misurati in modo centralizzato in
un veicolo di misurazione.
Per maggiori informazioni consultare il sito www.seismik-news.ch.
Veicoli generanti vibrazioni in funzione nella Svizzera settentrionale.
(Foto COMET)
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2 Rendere visibile la radioattività – un giovane studente
mostra come fare
In fisica, con camera a nebbia
si intende un rivelatore di
particelle che serve a provare
la presenza di radiazioni
ionizzanti naturali oppure
prodotte artificialmente.
A questo scopo le tracce di
particelle alfa e beta vengono
rese visibili con una scia di
condensazione bianca in una
miscela d’aria e alcool.
Le particelle alfa producono
delle tracce spesse quasi
diritte di soli pochi centimetri
di lunghezza, le particelle beta
producono invece tracce
inarcate e sottili di qualche
centimetro di lunghezza.
Nevzet Khasanov con la camera a nebbia da lui sviluppata, in occasione della premiazione del XXIV Concorso europeo
per giovani ricercatori.
Il suo campo d’interesse: la radioattività. Il giovane e innovativo studente Nevzet Khasanov ha sviluppato con mezzi molto semplici una propria camera a nebbia, per la cui realizzazione è stato premiato.
Questo strumento permette di rendere visibile in modo chiaro la radioattività. La Nagra ha intervistato
questo giovane eccezionale.
Signor Khasanov, lei ha vinto il 2° premio del XXIV Concorso
europeo per giovani ricercatori. Congratulazioni!
Grazie mille. È stato veramente un grande onore per me
ricevere questo riconoscimento.
Ha sviluppato e realizzato una sua camera a nebbia. Come
è giunto a questo risultato?
L’idea di realizzare la camera a nebbia risale a qualche
anno fa quando ero in Giappone, dove vidi per la prima volta una camera a nebbia professionale disponibile già da
tempo sul mercato. Mi sono subito entusiasmato per la
camera a nebbia e siccome in quel momento stavo anche
cercando un lavoro di maturità adatto, decisi di sviluppare
e costruire una camera a nebbia di nuovo tipo. I miei genitori, soprattutto mio padre, mi hanno sostenuto durante il
lavoro, sia sul piano morale che su quello finanziario.
Che cosa differenzia la sua camera a nebbia dagli altri
prodotti oggi sul mercato?
Per funzionare tutte le camere a nebbia hanno bisogno di
un’elevata differenza di temperatura. A questo scopo la
superficie di detezione deve essere raffreddata. Sono
diversi i metodi di cui si dispone attualmente: il raffreddamento mediante azoto liquido o ghiaccio secco, il raffreddamento mediante un compressore come per un frigorifero
oppure l’utilizzazione dei cosiddetti elementi Peltier. Lo
svantaggio di un raffreddamento mediante azoto liquido
o ghiaccio secco sta nel fatto che queste sostanze sono
volatili e per un funzionamento continuo se ne deve disporre in grandi quantità. Se si utilizza un compressore
per un frigorifero, il metodo di costruzione è molto più
complesso. Inoltre, il tempo di avviamento per una camera a nebbia del genere è di diverse ore e la costruzione è
estremamente pesante e quindi non è mobile. Come
ultima variante per il raffreddamento si può ricorrere agli
elementi Peltier. In genere, nelle realizzazioni finora
disponibili, per raffreddare si ricorre all’acqua. Nella mia
camera a nebbia uso l’aria al posto dell’acqua. In questo
modo, mediante una costruzione speciale, rinuncio a un
allacciamento dell’acqua e ho bisogno solamente di un
allacciamento elettrico. Inoltre la mia camera a nebbia
inizia a funzionare già dopo 10 minuti circa e pesa soltanto 6 chilogrammi. Il prezzo della mia costruzione è poi
di molto inferiore a quello delle camere a nebbia che si
possono trovare attualmente sul mercato – costa circa il
50–85% in meno di una costruzione identica.
Intende commercializzare la sua camera a nebbia?
Sì, in effetti ho l’intenzione di fondare una società e vendere le camere a nebbia.
Con la camera a nebbia si possono fare esperimenti. Che
cosa è riuscito a provare fino ad ora?
In totale sono stati effettuati sei esperimenti, nel corso dei
quali è stato possibile visualizzare la radioattività – radiazioni ambientali naturali e fonti radioattive – ed effettuare
esperimenti come per esempio il calcolo del tempo di
dimezzamento del radon oppure anche il calcolo delle
energie e delle velocità delle diverse particelle elementari.
Perché si occupa di radioattività?
La materia comune è composta di piccolissimi mattoni –
le particelle elementari. Queste particelle mi affascinano
veramente. Ad occhio nudo non riusciamo a vederle.
Nell’ambito degli esperimenti ho potuto tuttavia provare
la presenza di tracce di queste particelle così piccole e
renderle visibili.
Resa visibile la radioattività naturale: nell’immagine la superficie di detezione
della camera a nebbia di Nevzet Khasanov. Si riconoscono chiaramente
due strisce spesse che provengono dal decadimento del radon, un gas che
si trova in natura.
Nevzet Khasanov è nato nel 1981 ed è di origine russa.
Vive oggi a Brugg e studia economia all’Università di Zurigo.
Troverete maggiori informazioni sulla sua startup sul sito
www.diffusioncloud.ch.
RICERCA
Sottoposto a test un cunicolo
di deposito in strati geologici
profondi per il laboratorio
sotterraneo del Mont Terri
L’esperimento FE: sezione longitudinale del «cunicolo di deposito» lungo 50 metri. Al centro dell’esperimento sono i tre elementi riscaldanti che simulano
l’emissione di calore di scorie altamente radioattive (in alto). I primi strumenti di misurazione nell’argilla opalina sono stati installati ancora prima che venisse
costruito il cunicolo (in basso a sinistra). Un’immagine della sezione posteriore del cunicolo rinforzato con archi d’acciaio come si presenta oggi (in basso
a destra). (Fotografia COMET, immagine in basso a sinistra)
Nel laboratorio sotterraneo internazionale del Mont Terri a St-Ursanne (canton Giura) sono attualmente in corso più di 40 esperimenti con i quali si intendono chiarire in modo dettagliato le questioni
relative alla sicurezza e alla fattibilità di futuri depositi in strati geologici profondi. Con un esperimento
d’avanguardia, il Full-Scale Emplacement (FE) Experiment, si stanno già oggi sottoponendo a test in
scala 1:1 la costruzione, il processo di immagazzinamento e il funzionamento di un cunicolo di deposito.
Ci troviamo in mezzo alla galleria 08 del laboratorio sotterraneo del Mont Terri vicino a St-Ursanne. La temperatura è di 14 °C e siamo all’incirca a 300 metri sotto la
superficie terrestre. Fiero, Herwig Müller indica verso
il cunicolo FE. Müller, di nazionalità austriaca, è capoprogetto dell’esperimento e da cinque anni lavora alla
Nagra – l’esperimento FE è la sua passione. «È così che
dobbiamo immaginarci un cunicolo in un futuro deposito
in strati geologici profondi, in cui gli elementi di combustibile esausti verranno depositati orizzontalmente in fusti di
un peso che può raggiungere anche le 25 tonnellate.»
Come un cunicolo di un deposito in strati geologici
profondi
«In fondo l’esperimento FE è un esperimento di riscaldamento. Infatti, a causa della loro radioattività, le scorie
altamente radioattive continuano a emanare calore anche
dopo l’immagazzinamento in un cunicolo del deposito
finale. Sulla superficie dei fusti la temperatura può
raggiungere un massimo di 150°C» spiega Herwig Müller.
E queste temperature elevate influiscono sulle vicine barriere di bentonite e sulla roccia ospitante argilla opalina.
Ed è proprio su questo fenomeno che vogliamo saperne di
più» afferma Müller. La questione è in effetti importante
in quanto temperature troppo elevate possono influire
negativamente sulla capacità di confinamento dell’argilla
opalina. Prima di potere iniziare l’esperimento, da aprile a
settembre 2012 è stato scavato un cunicolo lungo 50 metri
circa. Il cunicolo è stato realizzato in uno spazio estremamente ristretto con un martello pneumatico e una piccola
fresa. È stato poi stabilizzato con uno speciale calcestruzzo a proiezione con un basso valore ph, e la sezione
posteriore è stata rivestita senza calcestruzzo a proiezione
ma con archi d’acciaio. «Dal punto di vista della meccanica delle rocce e della tecnica della costruzione abbiamo
potuto raccogliere esperienze sulla costruzione di un cunicolo di deposito, sebbene per la costruzione di un vero
deposito in strati geologici profondi, a causa della lunghezza dello scavo, si potrebbe ricorrere probabilmente
a una fresatrice meccanica a sezione piena» continua
Herwig Müller. Prima e durante i lavori di scavo sono state
installate dozzine di strumenti di misurazione in modo
da poter documentare immediatamente come reagisce
l’argilla opalina alla costruzione. Il cunicolo è oggi pronto
per la seconda parte dell’esperimento FE: lo stoccaggio
dei tre fusti d’acciaio, di diverse tonnellate, scaldati elettricamente (mediante elementi riscaldanti). «Attualmente
sono in corso dei test preliminari con speciali macchinari
per collocare i fusti estremamente pesanti e la bentonite.
Si prevede di riempire poi il cunicolo nel 2014 con gli
elementi riscaldanti e la bentonite, installare dozzine di
altri sensori e sigillare il cunicolo. Dopo di che inizierà la
terza parte dell’esperimento: scalderemo i fusti e poi li
osserveremo per molti anni, speriamo.»
Scaldare, misurare, osservare per anni…
L’esperimento FE, effettuato in collaborazione con sette
partner internazionali e l’UE, è un esperimento a lungo
termine. Si lascia molto tempo al sistema. Herwig Müller:
«Più a lungo dura l’esperimento, più significativi saranno
i risultati. Soprattutto anche perché la maggior parte dei
processi sono molto lenti e hanno bisogno di molto tempo.» Müller sa esattamente che l’esperimento risponderà
a questioni determinanti sul dimensionamento e sulla
costruzione di un deposito in strati geologici profondi.
Ha tutto sott’occhio: il capoprogetto Herwig Müller in occasione
di un meeting scientifico nel cunicolo FE. (Foto COMET)
Vale la pena di vedere da vicino l’esperimento FE e quindi di
fare una gita al laboratorio internazionale sotterraneo del
Mont Terri a St-Ursanne. Se desiderate vedere con i vostri
occhi l’esperimento, telefonate alla Nagra allo 056 437 12 82.
La signora Renate Spitznagel sarà lieta di informarvi.
Si accolgono di preferenza gruppi a partire da 10 persone.
info40
3
U LT I M A P A G I N A
4 etc.
Finlandia: domanda per la licenza di costruzione
«Ci stiamo lavorando»:
per il primo deposito al mondo in strati geologici
nuovo opuscolo tascabile
profondi per scorie altamente radioattive
della Nagra (disponibile
Il 28 dicembre 2012, la società finlandese di smaltimento delle scorie radioattive Posiva Oy ha inoltrato al governo finlandese la domanda per la licenza
di costruzione per il deposito in strati geologici profondi per gli elementi combustibili esausti. Il progetto comprende un impianto di superficie (AboveGround Encapsulation Plant) e il deposito in strati geologici profondi. Posiva
progetta di stoccare nel deposito in strati geologici profondi le 9000 tonnellate
circa di scorie altamente radioattive delle 4 centrali nucleari esistenti, della
centrale nucleare oggi in costruzione (Olkiluoto 3) e quelle della centrale
nucleare in progetto (Olkiluoto 4).
Il deposito in strati geologici profondi è ubicato sulla penisola di Olkiluoto
accanto alle attuali centrali nucleari. Da anni su quel sito, nel laboratorio
sotterraneo Onkalo, vengono studiate in dettaglio le condizioni geologiche del
sottosuolo. Dai primi di dicembre 2012 nel laboratorio sotterraneo Onkalo
vengono sottoposte a test in condizioni reali le tecniche di stoccaggio. Il
Ministero finlandese del lavoro e dell’economia sta elaborando la domanda
insieme alle autorità finlandesi preposte alla sicurezza STUK. Si prevede di
presentare a fine 2014 al governo finlandese la domanda per la licenza di
costruzione e di iniziare a costruire nel 2015. Una volta rilasciata la licenza
d’esercizio che verrà presentata in un secondo tempo, lo stoccaggio degli
elementi combustibili esausti dovrebbe iniziare nel 2020. Il futuro deposito in
strati geologici profondi sarà collegato tramite una rampa d’accesso e pozzi.
in francese e tedesco)
Nel 2006 con la decisione del
Consiglio federale sulla prova del
confinamento è stata chiarita in
modo conclusivo la questione su
come in linea di massima si possono smaltire le scorie radioattive.
Ciò nonostante sono necessari e
opportuni ulteriori lavori di sviluppo
nei laboratori sotterranei del
Grimsel e del Mont Terri e questo
allo scopo di ottimizzare il progettato deposito in strati geologici
profondi e a precisare importanti
questioni tecniche.
Un piccolo opuscolo pieghevole
permette di farsi in pochi minuti
un’idea sui principali punti attuali di
sviluppo.
I temi trattati sono i seguenti:
• ampliamento delle conoscenze
geologiche mediante la sismica
• domanda sull’accesso al deposito
in strati geologici profondi:
pozzo o rampa?
• test sul collocamento già oggi
In primo piano: la zona del portale della galleria di accesso al futuro deposito in strati geologici profondi di
Olkiluoto. Sul fondo i due reattori esistenti ad acqua bollente in funzione, Olkiluoto 1 e 2 (in rosso), e il
reattore europeo ad acqua pressurizzata EPR attualmente in costruzione (cupola bianca). (Foto Posiva Oy)
di fusti per il deposito in strati
geologici profondi nel laboratorio
sotterraneo del Mont Terri
TIME RIDE – il tour 2013 continua
• formazione di gas in depositi in
L’esposizione TIME RIDE della Nagra
è stata all’inizio dell’anno per 51 giorni ospite del Museo Svizzero dei Trasporti di Lucerna. Tra il 12 gennaio e il
3 marzo, più di 28’000 persone hanno
vissuto il viaggio in ascensore nelle
viscere della Terra apprendendo molto sull’argilla opalina: un’esperienza
estremamente interessante.
TIME RIDE è stata poi ad Aarau alla
AMA-Messe e a Berna alla BEA.
TIME RIDE continua il suo Tour de
Suisse: il viaggio nel tempo con la
discesa in ascensore a 600 metri
di profondità potrà essere vissuto
quest’anno in due altre città:
Züspa, Zurigo
20.09. – 29.09.2013
Zuger Messe
19.10. – 27.10.2013
strati geologici profondi
• sigillatura degli accessi al deposito in strati geologici profondi
daran
arbeiten wir
das entsorgungskonzept liegt vor,
die umsetzung erfordert aber noch
optimierung und viel feinarbeit
L’opuscolo tascabile (formato A6) disponibile
in francese e tedesco può essere ordinato alla
Nagra oppure lo si può scaricare su computer o
Smartphone dal sito www.nagra.ch.
Nagra
Società cooperativa nazionale
per lo smaltimento
delle scorie radioattive
Hardstrasse 73
5430 Wettingen
Svizzera
Tel +41 56 437 11 11
Fax +41 56 437 12 07
www.nagra.ch
[email protected]
Impressum
Redazione: Heinz Sager /Jutta Lang, Nagra
Tiratura: 305’000 (i/f/t)
TIME RIDE è stata ospite per 7 settimane al Museo Svizzero dei Trasporti di Lucerna.
Immagini sull’esposizione evento che ha attirato 28’000 visitatori. (Foto Aura Fotoagentur, Lucerna)
Pubblicazione autorizzata con l’indicazione
delle fonti.
neutral
Drucksache
01-10-511541
myclimate.org