IL PROGETTO PAMINA

Il progetto PAMINA (Performance Assessment Methodologies IN Application) ([4],[5]) è stato definito nel “Sixth Framework Programme” della Commissione Europea ed ha lo scopo di dimostrare la sicurezza di un deposito geologico per guidare e supportare lo sviluppo del SAFETY CASE. Esso riunisce 25 organizzazioni provenienti da dieci paesi Europei e un Centro di Ricerca Comune della Commissione Europea (fig. 2.1), con l’obiettivo di migliorare e armonizzare le metodologie e gli strumenti che dimostrino la sicurezza dello smaltimento geologico in profondità per vari tipi di rifiuti, per diverse concezioni progettuali e per diversi ambienti geologici. I risultati di tale lavoro saranno d’interesse per le Organizzazioni Nazionali di Gestione dei Rifiuti, per le autorità di regolamentazione e per gli “stakeholders”.

56

Fig. 2.1: Paesi Europei che aderiscono al progetto PAMINA.

2.3.1 Generalità

Il lavoro è organizzato in quattro “Research and Tecnhnology Development Components (RTDCs)” e una componente aggiuntiva, che riguarda la gestione e la diffusione della conoscenza:

 RTDC 1: Lo scopo è valutare lo stato dell’arte (state-of-art) delle metodologie e degli approcci necessari per la valutazione di sicurezza dei sistemi di smaltimento geologico in profondità, sulla base della revisione completa della prassi internazionale. Questo lavoro include l’identificazione di eventuali carenze o lacune nei metodi e negli strumenti utilizzati.

 RTDC 2: Lo scopo è stabilire un contesto e una metodologia per il trattamento delle differenti tipologie d’incertezze durante le valutazioni delle prestazioni (PA, Performace Assessment) e durante lo sviluppo del SAFETY CASE. L’obiettivo è sviluppare strumenti per la valutazione probabilistica della sicurezza e tecniche per l’analisi delle incertezze.

 RTDC 3: Lo scopo è sviluppare metodologie e strumenti per le valutazioni integrate delle prestazioni per vari concetti di smaltimento geologico. Questo lavoro include lo sviluppo di:

scenari di valutazione delle prestazioni (PA);

approcci di valutazione delle prestazioni (PA) per i processi di migrazione dei gas; approcci di valutazione delle prestazioni (PA) per la modellazione della sorgente del rilascio dei radionuclidi;

57  RTDC 4: Lo scopo è condurre esercitazioni su processi specifici, in cui sono effettuati confronti tra gli approcci basati su assunzioni semplificative e quelli basati su complessi modelli che tengono conto di un processo di concettualizzazione più completo nello spazio e nel tempo.

In questa sede sarà affrontato il terzo punto, ovvero l’RTDC 3, con particolare attenzione agli indicatori di sicurezza e di performance.

2.3.2 RTDC 3: Introduzione agli indicatori di sicurezza e di performance

Lo smaltimento di rifiuti radioattivi in formazioni geologiche profonde implica un potenziale pericolo per l’uomo e per l’ambiente. Pertanto, il compito più importante nel momento in cui si deve effettuare la scelta del sito e la progettazione di un deposito, è quello di assicurare che i rifiuti smaltiti non provochino danni per la salute umana e per l’ambiente.

E’ stato già osservato come il SAFETY CASE rappresenti la sintesi delle prove, delle analisi e degli argomenti che quantifica e giustifica la sicurezza del deposito, dopo la fase di chiusura e dopo il tempo in cui è garantito il controllo attivo dell’impianto. Una sezione importante di ogni SAFETY CASE è la prova di calcolo della sicurezza a lungo termine, per una varietà di scenari rilevanti che potrebbero essere possibili, o almeno che non è possibile escludere. L’esito primario di questi calcoli fornisce i flussi di attività dei radionuclidi, che da soli non hanno alcuna rilevanza diretta per la sicurezza. Per consentire una valutazione della sicurezza a lungo termine, è necessario confrontare i valori calcolati con dei valori di riferimento, chiamati indicatori di sicurezza.

La maggior parte delle Normative Nazionali forniscono i criteri di sicurezza in termini di “dose” e/o di “rischio”, che sono valutati, utilizzando modelli matematici, per una serie di scenari del sistema di smaltimento, Il calcolo della “dose” include percorsi d’esposizione che dipendono dalle caratteristiche biologiche delle differenti specie, così come dal comportamento umano. Quando si calcola la dose per gli esseri umani, bisogna compiere un gran numero di assunzioni,che aumentano il livello d’incertezza delle misure e dei rilevamenti. Un esempio è la ricorrente ipotesi, molto discutibile, che le proprietà della biosfera rimangano invariate per il prossimo milione di anni. Di conseguenza, una dichiarazione di sicurezza basata solamente sul calcolo della “dose” e del “rischio” non è molto solida, per questo si è introdotto l’utilizzo d’indicatori di sicurezza complementari, che riducono notevolmente i livelli d’incertezza e rafforzano il SAFETY CASE. Mentre gli indicatori di sicurezza forniscono soltanto dichiarazioni sulla sicurezza complessiva di un sistema di deposito, può essere utile calcolare anche delle quantità che permettano di analizzare il funzionamento del sistema di deposito e dei suoi componenti a un livello più tecnico, ad esempio descrivendo l’efficacia delle barriere e di tutte le parti del sistema. Queste quantità sono chiamate

indicatori di performance. Essi forniscono un buon mezzo per comprendere e comunicare il

funzionamento del sistema e possono supportare il SAFETY CASE in modo chiaro e illustrativo. Tipici indicatori di performance sono le concentrazioni e i flussi di radionuclidi all’interno o tra le differenti parti del sistema.

58 L’utilizzo degli indicatori di sicurezza per valutare la sicurezza complessiva di un deposito e degli indicatori di performance per dimostrare il funzionamento del sistema, è stato ampiamente discusso in sede internazionale da progetti come ad esempio lo SPIN (Safety and Performance

Indicators). Tale progetto di ricerca è stato fondato dalla Commissione Europea all’interno del

programma “Nuclear Energy” della Comunità Europea dell’energia atomica (EURATOM).

2.3.2.1 Radiotossicità

La radiotossicità è un indice della capacità potenziale di un radionuclide di produrre effetti dannosi nelle cellule viventi o nei diversi tessuti in seguito alla sua inalazione (in genere la situazione più pericolosa) o alla sua ingestione.

La formula impiegata per calcolare il valore della radiotossicità R (Sv) è la seguente: R = Fd A

dove Fdè il fattore di dose (Sv/Bq) e A l’attività del radionuclide (Bq).

L’International Commission on RadiationProtection (ICRP) ha pubblicato i fattori di dose Fd per

quasi tutti i radioisotopi dei nuclidi conosciuti. Questi diversi radioisotopi sono classificati in 4 categorie di radiotossicità: bassa, moderata, alta e molto alta.

2.3.2.2 Sicurezza a lungo termine

Per ogni deposito geologico realizzato, deve essere dimostrata la sicurezza a lungo termine, cioè che per un lungo periodo (in linea di principio illimitato), a partire dalla sigillatura del deposito, non ci siano effetti provenienti dal sistema di smaltimento geologico che possano mettere in pericolo la salute e la vita umana o disturbare lo stato naturale e l’evoluzione dell’ambiente, al di fuori di una minima zona tecnicamente inevitabile d’influenza.

Questa definizione evidenzia due problemi fondamentali della sicurezza,ovvero la protezione della vita e della salute umana e la protezione dell’ambiente. La sicurezza non deve essere ridotta all’analisi e alla valutazione di un singolo aspetto, come ad esempio la salute umana, poiché nonostante questo possa essere l’aspetto più importante, non è l’unico. Talvolta si sostiene che la protezione dell’uomo includa automaticamente tutti gli altri aspetti di protezione, ad esempio nei confronti dell’ambiente, ma è intuitivo comprendere che quest’assunzione non sempre può essere considerata accettabile. Alla luce di ciò,è possibile affermare che un deposito può essere sicuro rispetto a un aspetto, ma non sicuro rispetto a un altro, dove gli aspetti sono:

salute umana; fertilità umana;

59 qualità delle acque sotterranee;

qualità delle acque superficiali; qualità dell’acqua di mare; equilibrio delle specie biologiche; salute degli esseri viventi non umani.

Gli aspetti di sicurezza possono essere più o meno globali, per questo, un aspetto che risulta totalmente coperto da un altro può essere considerato un sotto-aspetto. Spesso, tuttavia, può accadere che vi sia una sovrapposizione tra i diversi aspetti senza che però nessuno sia un sotto- aspetto degli altri, ad esempio la qualità delle acque sotterranee è chiaramente rilevante per la salute umana ma anche per la salute degli esseri viventi non umani.

Nell’istituzione di un SAFETY CASE deve essere chiaramente indicato a chi sono rivolti gli aspetti di sicurezza.

2.3.2.3 Indicatori di sicurezza

Per valutare mediante un modello di calcolo la sicurezza a lungo termine riguardo ad un aspetto specifico, è necessario che le quantità calcolabili siano legate alla sicurezza e che possano essere confrontate con valori di riferimento.

Un indicatore di sicurezza è una quantità calcolabile per mezzo di opportuni modelli, che fornisce una misura della prestazione del sistema nel suo complesso, riguardo a uno specifico aspetto di sicurezza, rispetto a un valore di riferimento ritenuto sicuro.

Un indicatore di sicurezza dovrebbe fornire un’indicazione di quanto un deposito possa essere considerato sicuro riguardo alcuni aspetti di sicurezza. Tale indicazione deve essere quantificata mediante una misura numerica, da confrontare con un valore di riferimento che definisca il livello di sicurezza. Un indicatore di sicurezza senza un valore di riferimento non può essere utilizzato per valutare la sicurezza a lungo termine di un sistema di deposito, per questo si raccomanda di non parlare mai di un indicatore di sicurezza senza fare riferimento a un valore di riferimento specifico.

In alcuni casi, quando è nota la quantità da utilizzare come riferimento, ma non se ne conosce il valore numerico, si parla di “parametro di riferimento” o “quantità di riferimento”.

Quando si determina un valore di riferimento, è essenziale tener conto di uno specifico aspetto di sicurezza, in quanto, la stessa misura numerica per la sicurezza del deposito, anche se effettuata esattamente nello stesso modo, può produrre dichiarazioni di sicurezza differenti se riferita ad aspetti di sicurezza diversi e se combinata con valori di riferimento appropriati.

Ad esempio si può considerare come indicatore di sicurezza la “radiotossicità del flusso delle acque sotterranee” e ci si può chiedere quale sia il valore di riferimento che definisca il livello ritenuto sicuro. Se si suppone che nelle vicinanze del deposito ci sia un fiume, quando si considera

60 come aspetto di sicurezza la “salute della fauna fluviale” o, riguardo alla salute umana,”l’integrità dell’acqua potabile proveniente dal fiume”, sembrerebbe una buona idea quella di confrontare la radiotossicità del flusso calcolato con il flusso di radiotossicità naturale del fiume. Nei gradi fiumi però, il flusso di radiotossicità può raggiungere le migliaia di Sievert per anno, il che può portare a definire “sicuro”, rispetto ai suddetti aspetti di sicurezza, anche il peggior deposito.

Se come aspetto di sicurezza si considera l’“integrità dell’acqua proveniente da una sorgente”, può essere scelto come valore di riferimento la radiotossicità naturale del flusso nelle acque sotterranee locali, che normalmente è diversi ordini di grandezza inferiore a quella relativa al fiume.

Dato che le dichiarazioni di sicurezza che derivano prendendo in considerazione i due diversi valori di riferimento sono completamente differenti, anche i rispettivi indicatori di sicurezza dovrebbero essere visti in modo differente, pur se basati sulle stesse quantità calcolate.

I valori di riferimento possono essere:

 validi a livello mondiale, come ad esempio la “concentrazione di radiotossicità nell’acqua potabile innocua per la salute umana”;

 validi a livello locale, soltanto in specifici ambienti, come ad esempio il “flusso di radiotossicità naturale nelle acque sotterranee”.

A ogni aspetto di sicurezza preso in considerazione può essere associato uno o più indicatori di sicurezza. I più importanti aspetti di sicurezza e gli indicatori di sicurezza più idonei sono: