UNIVERSITÀ DELLA CALABRIA Dipartimento di Fisica
MASTER “FERDOS”
Formazione di Esperti in Radioprotezione e Dosimetria
Modulo n. 9
Trasporto Materiale Radioattivo e Gestione Rifiuti
Roberto Mezzanotte
II parte: gestione dei rifiuti radioattivi
QUADRO GENERALE
• Aprile 1986: incidente di Chernobyl (spegnimento degli impianti italiani)
• Novembre 1987: Referendum
Chiusura delle attività per la produzione di energia da fonte nucleare (1988)
Sostanziale mancanza di iniziative per oltre
un decennio
Eredità da gestire:
• sistemazione dei rifiuti radioattivi
(quasi 25000 m 3 già presenti nei siti ove erano stati
prodotti, spesso ancora allo stato originario – 6000 m 3 in attesa di spedizione in Italia dall’Inghilterra)
• sistemazione del combustibile
(circa 300 tonnellate presenti sugli impianti)
• disattivazione degli impianti
(produzione di ulteriori decine di migliaia di m 3 di rifiuti)
ULTERIORE PRODUZIONE DI RIFIUTI
• da attività “non nucleari” (impieghi medici, industriali e di ricerca)
• per il mantenimento in sicurezza degli impianti nucleari, anche se spenti
• incremento complessivo di 300-500 m 3
all’anno
Pavia Saluggia Trino
Caorso
Latina
Garigliano
Trisaia Casaccia
Boscomarengo
Palermo
Siti nucleari
italiani
CENTRALE
ELETTRONUCLEARE
REATTORE DI RICERCA
ALTRI IMPIANTI
Pisa
Ispra
Strategia originariamente adottata dagli esercenti
custodia protettiva passiva (safstor)
- rimozione della radioattività asportabile con mezzi ordinari
- sigillatura della radioattività residua entro edifici dell’impianto
- conservazione dell’impianto nello stato così raggiunto per diversi decenni prima dello
smantellamento
Alternativa: disattivazione accelerata (DECON)
SAFSTOR - DECON
SAFSTOR Vantaggi
• Dosi ai lavoratori più basse
• Riduzione del volume di rifiuti radioattivi prodotti
• Consente l’eventuale
stoccaggio dei rifiuti e del combustibile nel sito
Svantaggi
• Sono necessarie sorveglianza e manutenzione a lungo termine
• Non è possibile utilizzare il personale con esperienza di esercizio per lo
smantellamento finale
• Onere per le generazioni future
DECON Vantaggi
• Possibilità di disporre del sito in tempi brevi
• Possibilità di utilizzare
pienamente il personale con esperienza di esercizio
• Non sono necessarie
sorveglianza e manutenzione a lungo termine
Svantaggi
• Dosi ai lavoratori più elevate
• Disponibilità di un sito per lo
smaltimento dei rifiuti e per lo
stoccaggio del combustibile
irraggiato
Limiti della custodia protettiva passiva nello specifico caso italiano:n
• Mancanza di reali motivi radioprotezionistici per rimandare lo smantellamento
• Assenza di siti multipli
• Perdita delle competenze nazionali
• Onere lasciato alle generazioni future
Attività comunque svolte con lentezza
Azioni necessarie
• condizionamento dei rifiuti già presenti sui siti
• realizzazione di un sito nazionale per lo stoccaggio dei rifiuti di bassa e media attività e di un deposito temporaneo per i rifiuti di alta attività e per il
combustibile irraggiato
• istituzione o individuazione di un organismo per la gestione dei rifiuti radioattivi
• adozione della strategia della disattivazione accelerata (inizio immediato smantellamento impianti)
Iniziative per sollecitare azioni concrete
Eventi successivi (dal 1999)
• costituzione della SOGIN
• documento di indirizzo del Ministero
dell’Industria (disattivazione accelerata, sito nazionale, finanziamenti)
• gruppo di lavoro della Conferenza Stato-Regioni per la definizione della procedura per
l’individuazione del sito nazionale di stoccaggio dei rifiuti radioattivi (prodotta relazione)
• attività della Commissione parlamentare di
inchiesta sul ciclo dei rifiuti
• ridefinizione delle strategie e dei programmi SOGIN per la disattivazione delle centrali:
“prato verde” sui 4 siti entro il 2020
• presentate istanze per l’autorizzazione alla disattivazione accelerata degli impianti
SOGIN
• per Caorso lavori avviati in base a una prima autorizzazione parziale (agosto 2000)
• passaggio impianti ENEA a SOGIN (2003)
Problemi aperti
• necessità di disporre entro la fine del decennio di:
sito (siti) nazionale per rifiuti media e bassa attività
deposito temporaneo per rifiuti alta attività e
combustibile irraggiato, precedentemente trasferito in contenitori a secco
• “Not in my backyard”
• in caso di perdurante indisponibilità:
impossibilità procedere secondo piani attuali di disattivazione degli impianti nucleari
gravi problemi per impieghi di radioisotopi
• accelerazione di attività di gestione dei rifiuti
• mantenimento delle competenze dell’ente di controllo
e degli esercenti
Rifiuti radioattivi:
un grosso problema di piccole dimensioni
• 26000 m 3 presenti oggi in Italia
• 6000 m 3 di ritorno dall’Inghilterra
• alcune decine di migliaia di m 3 dal
decommissioning degli impianti nucleari
• qualche centinaio di m 3 di nuova produzione annuale
Produzione annua di rifiuti pericolosi in Italia
3,6 milioni di m 3
LA GESTIONE DEI RIFIUTI
RADIOATTIVI
DEFINIZIONI
IAEA Safety Series No. 111-G-l.l CLASSIFICATION
OF RADIOACTIVE WASTE
Waste, radioactive: for legal and regulatory purposes, radioactive
waste may be
defined as material that contains or is contaminated with radionuclides at concentrations
or activities greater than clearance levels as established by the
regulatory body, and for which no use is foreseen.
(It should be recognized
that this definition is purely for regulatory purposes, and that material with
activity concentrations equal to or less than clearance levels is radioactive from a physical viewpoint, although the associated radiological hazards are negligible)
D. L.vo n. 230/1995 e s.m.i.
Rifiuti radioattivi:
qualsiasi materia
radioattiva, ancorché contenuta in
apparecchiature o dispositivi in genere, di cui non è previsto il riciclo o la
riutilizzazione
D. L.vo n. 22/1997
Rifiuto: qualsiasi
sostanza od oggetto
che rientra nelle
categorie riportate
nell’Allegato A e di
cui il detentore si
disfi o abbia deciso o
abbia l’obbligo di
disfarsi
Waste
management, radioactive:all activities,
administrative and operational, that are involved in the handling, pretreatment, treatment,
conditioning, transportation, storage and
disposal of waste from a nuclear
facility ( IAEA Safety Series No. 111-G-l.l)
Gestione dei rifiuti:
insieme delle
attività concernenti i rifiuti: raccolta, cernita,
trattamento e
condizionamento, deposito, trasporto, allontanamento e smaltimento
nell'ambiente (D.
L.vo n. 230/1995 e s.m.i.)
Gestione: la raccolta, il trasporto, il recupero e lo smaltimento dei rifiuti, compreso il controllo di
queste operazioni, nonché il
controllo delle discariche e degli impianti di
smaltimento dopo la chiusura (D. L.vo
n. 22/1997)
PRINCIPI
• Principi generali della radioprotezione:
giustificazione, ottimizzazione, limitazione delle dosi individuali
• Riduzione della produzione dei rifiuti radioattivi all’origine, in termini di massa, volume e attività
• Concentrazione e confinamento, oppure
• Diluizione e dispersione
CLASSIFICAZIONE DEI RIFIUTI
• Guida nelle varie fasi della gestione dei rifiuti
• Facilità nella comunicazione
• Diversi riferimenti possibili per sistemi di classificazione in funzione dello scopo
- radionuclidi contenuti
- Concentrazione di attività - Tempo di dimezzamento - Tipo di radiazione emessa - Produzione di calore
- ………
CLASSIFICAZIONE IAEA
Prima classificazione (1981):
• Rifiuti ad alta attività (high level waste):
- rifiuti liquidi da primo ciclo di separazione nel riprocessamento del combustibile irraggiato con presenza di prodotti di fissione e attinidi residui
- rifiuti con livelli di radioattività tali da produrre notevoli quantità di calore
- combustibile nucleare irraggiato, quando dichiarato rifiuto
• Rifiuti intermedi (intermediate level waste): per il loro contenuto di radioattività richiedono schermature ma non
provvedimenti per smaltimento del calore
• Rifiuti a bassa attività (low level waste): non richiedono
schermature per le normali operazioni di movimentazione e
trasporto
Classificazione attuale (1994)
tempo di dimezzamento
li ve ll o di r ad io at ti vi tà t. di m ez za m en to 30 a nn i
Rifiuti esenti
Rifiuti ad alta attività
Rifiuti a bassa e media attività a vita breve
Rifiuti a vita lunga
400-4000 Bq/g emettitori alfa a lunga vita
Rifiuti esenti: concentrazione minore di livelli di rilascio (clearance) definiti dall’autorità competente Rifiuti ad alta attività: produzione di calore maggiore di
2 kW/m 3 (~10 4 TBq/m 3 )
Rifiuti a vita breve: concentrazione di alfa emettitori minore di - 4000 Bq/g per singolo manufatto
- 400 Bq/g media di tutti manufatti
CATEGORIA CARATTERISTICHE OPZIONI DI SMALTIMENTO
1. Rifiuti esenti Attività minire del livello di
rilascio Nessun vincolo
radiologico 2. Rifiuti a bassa e
media attività Attività superiore al livello di rilascio – potenza termica minore ~ 2 kW/ m 3
2.1 Vita breve Emettitori alfa a vita lunga in concentrazioni minori di 400- 4000 Bq/g
Smaltimento superficiale o in sito geologico
2.2 Vita lunga Emettitori alfa a vita lunga in concentrazioni maggiori di 400-4000 Bq/g
Smaltimento in sito geologico
3. Rifiuti a alta
attività Potenza termica maggiore ~
2 kW/ m 3
Smaltimento in sito geologico
Classificazione IAEA – Modalità di smaltimento
CLASSIFICAZIONE UE
Raccomandazione Commissione 1999
1. Residui radioattivi di transizione: soprattutto di origine
medica. Il decadimento avviene durante il deposito temporaneo e possono poi essere gestiti come rifiuti convenzionali fuori del
sistema regolatorio, purché siano rispettati i livelli di clearance 2. Residui radioattivi a bassa e media attività: la concentrazione
di radioattività è tale che la generazione di calore è bassa. I livelli di potenza termica sono specifici del sito
2.1 Residui a vita breve: radionuclidi con emivita inferiore o
uguale a quella del Cs137 e Sr90 e emettitori alfa a vita lunga in concentrazioni inferiori a 4000 Bq/g nel singolo manufatto e a 400 Bq/g nel volume totale dei rifiuti
2.2 Residui a vita lunga: radionuclidi a vita lunga e emettitori alfa in concentrazioni maggiori
3. Residui ad alta radioattività: produzione di calore non
trascurabile
CLASSIFICAZIONE ITALIANA
Guida Tecnica n. 26 APAT - 1987 Prima
Categoria
Rifiuti radioattivi che richiedono sino a alcuni anni per decadere a concentrazioni di radioattività inferiori a quelle definite dal DM 14 luglio 1970 per l’esenzione dall’autorizzazione allo smaltimento di rifiuti radioattivi, o con radionuclidi a vita lunga già in concentrazioni inferiori.
Smaltibili nel rispetto delle leggi sui rifiuti convenzionali
Seconda Categoria
Rifiuti radioattivi che richiedono da qualche decina ad alcune centinaia di anni per decadere a concentrazioni di radioattività dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g o con radionuclidi a vita molto lunga già in concentrazione di quell’ordine
Terza
Categoria
Rifiuti che non rientrano nelle categorie precedenti, richiedendo
migliaia di anni per decadere a concentrazioni di radioattività
dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g
I gruppo di radiotossicità (Am241, Np237, Pu241,
Ra228, Th228, U233……….)
10 -3 Ci in 100 g (0,37 Bq/g)
II gruppo di radiotossicità (Co60, Cs134, Cs137, I131, Sr90, Ir192……..)
10 -2 Ci in 100g (3,7 Bq/g)
III gruppo di radiotossicità (C14, P32, Tc99…….)
10 -1 Ci in 100g (37 Bq/g)
IV gruppo di radiotossicità (Tc99m, Th nat., U235, U238, U nat., U impoverito……)
1 Ci in 100g (370 Bq/g)
DM 14 luglio 70 - Livelli di smaltimento in esenzione
di rifiuti solidi (abrogato)
Le condizioni di esenzione del DM 14 luglio 1970 nella disciplina di legge attuale
sostituite dall’esenzione generale per lo smaltimento di rifiuti alle seguenti
condizioni:
•concentrazione fino a 1 Bq/g
•tempo di dimezzamento inferiore a 75 giorni
•rispetto delle norme del D. L.vo n.22/1997
Negli altri casi: livelli di rilascio stabiliti
caso per caso in base a riferimenti di dose
emettitori t 1/2 < 5 anni
emettitori t 1/2 >100 anni
emettitori t 1/2 >100 anni in metalli attivati
emettitori 5<t 1/2 <100 anni Cs137 e Sr90
Co60 H3 Pu241 Cm 242
Radionuclidi t 1/2 < 5 anni
370 Bq/g 370 Bq/g 3,7 kBq/g 37 kBq/g 3,7 MBq/g 37 MBq/g 1,85 MBq/g 13 kBq/g 74 kBq/g 37 MBq/g
Guida Tecnica n. 26: Limiti di concentrazione
per rifiuti di II categoria condizionati
RIFIUTI RADIOATTIVI ATTUALMENTE PRESENTI NEI SITI ITALIANI
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
1° e 2° CAT. 3° CAT.
3° CAT. 0 0 12 90 315 66 10 0 0 0 339 140 40
1° e 2° CAT. 2192 911 945 2452 1280 55 3090 5178 34 279 2131 210 6054
SOGIN-
Caorso Sogin-Trino SOGIN- Latina
SOGIN- Garigl.
ENEA- Saluggia
ENEA- Casaccia
ENEA-
Trisaia NUCLECO FIAT- Saluggia
FN-
Boscom. CCR-Ispra CISAM-Pisa Altri
RIPARTIZIONE NELLE TRE CATEGORIE
I categoria 33%
II categoria 63%
III categoria
4%
6500
3600
18800
9600
1400 970 1700 750
300 590
5000
60 0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
v o lu m e ( m 3 )
SOGIN Caorso
SOGIN Trino
SOGIN Latina
SOGIN Garigl.
ENEA Saluggia
ENEA Casaccia
ENEA Trisaia
NUCLECO FIAT Saluggia
FN Boscom.
CCR Ispra CISAM Pisa
RIFIUTI PREVISTI DALLO SMANTELLAMENTO
DEGLI IMPIANTI NUCLEARI ITALIANI
FASI DELLA GESTIONE
PRODUZIONE
RACCOLTA e TRASPORTO
TRATTAMENTO e CONDIZIONAMENTO
STOCCAGGIO TEMPORANEO
SMALTIMENTO
• Impianti nucleari (esercizio e
disattivazione)
• Riprocessamento combustibile
• Impieghi di materie radioattive
(medici, industriali,
di ricerca)
RACCOLTA
•Attività di intermediazione, associata o meno al
trasporto dei rifiuti o a fasi successive della gestione
•Disciplinata dalla legge (art. 31 D. L.vo n. 230/1995 e
s.m.i.)
TRATTAMENTO
Complesso di operazioni che, mediante l’applicazione di processi chimici e/o fisici, modificano la forma fisica e/o la composizione chimica dei rifiuti radioattivi, con
l’obiettivo principale di operare una riduzione del volume
e/o di preparare i rifiuti radioattivi alla successiva fase di
condizionamento
PROCESSI DI TRATTAMENTO
• evaporazione
• filtrazione
• scambio ionico
• precipitazione
• incenerimento
• supercompattazione
• ……….
Supercompattatore
TRASMUTAZIONE
Trasformazione di radionuclidi a vita lunga in radionuclidi a vita breve:
•fissione degli attinidi
•cattura neutronica o altre reazioni per prodotti di fissione (es Tc99 (t 1/2 2,13 * 10 5 a) + n Tc100 Ru100 (t 1/2 15,8 s) + ) Plutonio utilizzabile nel combustibile MOX per reattori termici Altri attinidi fissionabili nei reattori veloci
Migliori rendimenti e maggiore sicurezza con sistemi sottocritici guidati da acceleratori di protoni con produzione di neutroni
tramite spallazione
Alcuni impianti sperimentali in corso di realizzazione
CONDIZIONAMENTO
Processo effettuato con l’impiego di un agente solidificante all’interno di un contenitore allo
scopo di produrre un manufatto (rifiuti radioattivi condizionati + contenitore) nel quale i radionuclidi sono inglobati in una matrice solida al fine di
limitarne la mobilità potenziale
Solidificazione:
Condizionamento dei rifiuti liquidi o semiliquidi con produzione di una matrice solida omogenea
Inglobamento:
Condizionamento dei rifiuti solidi con produzione di
una matrice solida eterogenea
Nel caso di rifiuti solidi secchi al di sotto di determinati limiti di concentrazione è ammesso lo smaltimento senza condizionamento (Guida tecnica n. 26)
Radionuclidi t 1/2 > 5 anni Cs137 e Sr90
Radionuclidi t 1/2 < 5 anni e Co60
370 Bq/g
740 Bq/g
18,5 kBq/g
Proprietà dell’agente solidificante
•Compatibilità fisica e chimica con i rifiuti
•Omogeneità
•Insolubilità e impermeabilità
•Resistenza meccanica
•Resistenza al calore e alle radiazioni
•Stabilità nel tempo
Principali tecniche di condizionamento:
Cementazione: per rifiuti con contenuti di
emettitori e produzione di calore limitati
Vetrificazione: per i rifiuti ad alta attività e
lunga vita
“pizze” condizionate in matrice cementizia
Stato dei rifiuti presenti in Italia (totale m 3 26000 circa)
Condizionati 17%
Trattati Non trattati 22%
61%
STOCCAGGIO TEMPORANEO
• Effettuato presso depositi ingegneristici idoneamente attrezzati, al fine di
- consentire un eventuale abbattimento del calore di decadimento prodotto
- attendere la disponibilità di un sito di smaltimento
- attendere la disponibilità di altre soluzioni di lungo termine
- ………
• Situazione italiana: una decina di depositi di
raccolta
Requisiti per i depositi temporanei (Guida tecnica n. 26)
• Ispezionabilità dei manufatti
• Protezione da agenti meteorici
• Protezione da eventi esterni (sisma, tromba d’aria)
• Sistemi di drenaggio con possibilità di
raccolta e campionamento dei liquidi drenati
• Sistemi antincendio commisurati al carico di fuoco
• Inaccessibilità ai non addetti
SMALTIMENTO
Collocazione dei rifiuti, secondo modalità idonee, in un deposito, o in un determinato sito, senza intenzione di recuperarli
(D. L.vo n. 230/1995 e s.m.)
Idee e pratiche del passato:
- Interramento
- Affondamento in mare
- …………
Interramento
Praticato anche in Italia negli anni’60 e ’70
Rifiuti interrati presenti in diversi siti nucleari
Oggi recupero dei rifiuti interrati
Affondamento in mare
- Pratica iniziata nel 1946 nel Pacifico orientale e proseguita anche nell’Atlantico e nell’Artico
- Nel 1972 Convenzione di Londra vietava
l’affondamento di rifiuti ad alta attività (in vigore dal 1975)
- Nel 1983 moratoria volontaria per tutti i rifiuti
- Nel 1993 estesa la convenzione a tutti i rifiuti
radioattivi
Soluzioni considerate oggi valide:
• deposito superficiale o sub-superficiale per i rifiuti a bassa e media attività – alcune
centinaia di anni di controllo istituzionale dopo la chiusura (10 dimezzamenti del Cs137 e Sr90)
• deposito geologico profondo per i rifiuti ad alta attività
In tutti i casi si applica il principio della barriera
multipla tra radioattività e ambiente esterno
1. Fusto condizionato (manufatto) 2. Modulo
3. Cella
4. Rivestimento esterno
DEPOSITO SUPERFICIALE (tipo modulare)
MODULO IN C.A.
manufatti (18 ) riempimento in
malta cementizia
~ 3 m
1. Tunnel di deposito 2. Gallerie di accesso ai tunnel.
3. Barriere ingegneristiche.
4. Barriere geologiche.
SCHEMA DI DEPOSITO GEOLOGICO
PROGETTO DI DIRETTIVA UE
• Tutti i paesi debbono dotarsi di un deposito di smaltimento per i rifiuti a media e bassa attività entro il 2013
• Tutti i paesi debbono dotarsi di un deposito di smaltimento geologico per i rifiuti a alta attività entro il 2018
Il progetto è attualmente in discussione presso
il Consiglio
Alcune soluzioni adottate, progettate o in corso di realizzazione
• Spagna: deposito superficiale di tipo modulare
• Francia: depositi superficiali di tipo monolitico
• Svezia: deposito in gallerie sotto il livello del mare per b/m attività
• Gran Bretagna: deposito superficiale e progetto di deposito profondo
• Germania: depositi in miniere di ferro e di sale per b/m attività
• Svizzera: deposito in galleria (fianco di montagna) per b/m attività
• USA: depositi geologici per alta attività e combustibile
irraggiato e per residui della produzione militare
GESTIONE DEL COMBUSTIBILE IRRAGGIATO
Possibili due strategie:
• Riprocessamento – trattamento chimico con estrazione, per riutilizzo, di U e Pu (e “attinidi
minori” nell’ipotesi di ciclo “a doppio strato”) e produzione di rifiuti ad alta attività
• Smaltimento come rifiuto - in prospettiva in siti geologici profondi (es. Yucca Mountain)
In attesa: deposito temporaneo a lungo termine
Combustibile irraggiato in Italia
• Utilizzate oltre 1800 t in 25 anni
• Quasi 1600 t spedite nel tempo al riprocessamento in GB
• 286 t rimanenti negli impianti italiani (stoccaggio in piscina)
• 53 t in via di trasferimento in GB per riprocessamento
• Per il combustibile rimanente previsto lo
stoccaggio in contenitori a secco di tipo “dual purpose” (trasporto e stoccaggio)
• Rientro dei rifiuti prodotti in GB
LIVELLI DI ALLONTANAMENTO*
(*rilascio – clearance)
TERMINOLOGIA
• Esclusione: esposizioni considerate non suscettibili di controllo (es. livello naturale di radiazioni)
• Esenzione: esposizioni teoricamente suscettibili di controllo ma sottratte alle prescrizione della
regolamentazione per considerazioni di ottimizzazione (BRC) – Comunicazione e autorizzazione non obbligatorie
• Allontanamento: esenzione dalle prescrizioni della
regolamentazione di materiali contenenti sostanze
radioattive derivanti da pratiche soggette ad essa
(rilascio nell’ambiente esterno)
ALLONTANAMENTO
ESCLUSIONE
REGOLATORIO SISTEMA
SOGGEZIONE
Direttiva 96/29/Euratom
• Il riciclo, il riutilizzo e lo smaltimento di materiali contenenti sostanze radioattive
derivanti da pratiche soggette a comunicazione o ad autorizzazione debbono essere
preventivamente autorizzate, a meno che….
• …i livelli di radioattività non siano conformi a livelli di allontanamento stabiliti dalle autorità nazionali, secondo criteri fissati dalla Direttiva (Allegato I) e tenendo conto delle
raccomandazioni EU
Criteri radioprotezionistici Direttiva 96/29
• dose individuale dell’ordine di 10 Sv/a
• dose collettiva dell’ordine di 1 Sv-persona per anno di pratica (in alternativa, dimostrazione che
l’allontanamento è l’opzione ottimizzata)
I criteri stabiliti originariamente nella Safety Series n. 89 dell’AIEA (1988)
Livelli di allontanamento congruenti con i criteri sono indicati in raccomadazioni del Gruppo di esperti ex articolo 31 Trattato Euratom
Raccomandazioni EU
• “Recommended radiological protection criteria for the recycling of metals from the dismantling of
nuclear installations” Radiation Protection 89 (1998)
• “Recommended radiological protection criteria for the clearance of buildings and building rubble
from the dismantling of nuclear installations”
Radiation Protection 113 (2000)
• “Practical use of the concepts of clearance and
exemption - Part I: Guidance on general clearance
levels for practices” Radiation Protection 122 (2000)
Livelli di allontanamento ottenuti tramite
valutazioni di dosi individuali e collettive
connesse a scenari di riciclo, riutilizzo o
smaltimento di materiali contaminati con
diversi radionuclidi
Scenari e dosi per il riciclo dell’acciaio
Polveri e fumi in fabbrica (ing. 4.3 –6; inal. 1.0 -5)
Trasporto Deposito Taglio Fusione Rilasci atmosfera
(est. 8.6 -6) (est. 9.3 -7) (inal. 1.6 –5*) (est. ing. inal. 2.9 -8)
l avorazioni
Lingotti (inal. 7.2 –8)
prodotti scorie
Dosi annue in Sv da 1 Bq/g del radionuclide critico (* 1 Bq/cm 2 )
Macchina utensile (7.3 –6 Sv/a)
Cucina per comunità (1.5 –6 Sv/a)
Prodotti Vessel di processo (3.4 –6 Sv/a) (esterna) Parti di imbarcazione (1.7 –5 Sv/a)
Armatura di edificio in c.a. (1.5 –6 Sv/a)
Radiatore riscaldamento (7.3 –7 Sv/a)
Campo sportivo (inalazione 4.0 –5 Sv/a)
Scorie Sito di smaltimento scorie e polveri
(est. ing. inal. 4.8 –5 Sv/a)
Riutilizzo del sito dopo chiusura
(est. ing. inal. adulti 2.6 –7; bambini 6.5 –7; lattanti 1.6 -7Sv/a)
Per ciascun radionuclide
10 Sv
Livello di allontanamento = ——————————— x 1 Bq/g dose scenario più gravoso
• Verifica dose collettiva (ipotesi di rilascio di 10000 t/anno)
• Arrotondamenti riferiti al 3 di ogni decade
Con le stesse procedure studiati scenari analoghi per:
• riutilizzo diretto di componenti e strumenti ( definizione di livelli di allontanamento in termini di
attività superficiale)
• altri metalli: alluminio e rame
• riutilizzo di edifici e riciclo o smaltimento di materiali cementizi
• riciclo, riutilizzo o smaltimento di materiali
generici
Rilascio di rottami di rame
Riprocessamento dei rottami - trasporto (est.)
- taglio (est. inal.)
- cumuli nel deposito (est.)
Fonderia e raffinazione
- lavoratori in fonderia (inal. ing.) - scarichi nell’ambiente
- manifattura di prodotti - elettroraffinazione
Uso di prodotti (est.)
-attrezzature da laboratorio e domestiche
- pannelli decorativi - strumento musicale
Uso di sottoprodotti
-fondo di campo da calcio (inal.)
- discarica (lavoratori, occupazione
dopo chiusura) (est. ing. inal.)
Rilascio di rottami di alluminio
Riprocessamento dei rottami - trasporto (est.)
- taglio (est. inal.)
- cumuli nel deposito (est.)
Fonderia e raffinazione - lavoratori in fonderia (inal.
ing.)
- scarichi nell’ambiente - manifattura di prodotti Uso di prodotti (est.)
- mobili per ufficio
- imbarcazione da pesca
- panello ornamentale (controsoffittatura) - motore di automobile
- radiatore per riscaldamento
Uso di sottoprodotti
- additivo per cemento (est.)
- discarica (lavoratori, occupazione
dopo chiusura) (est. ing. inal.)
Concentrazione di
massa Contaminazione
superficiale Concentrazione di
massa Contaminazione superficiale
(Bq/g) (Bq/cm2) (Bq/g) (Bq/cm2)
H 3 1000 100000 Gd 153 10 100
C 14 100 1000 Tb 160 1 10
Na 22 1 10 Tm 170 100 1000
S 35 1000 1000 Tm 171 1000 10000
Cl 36 10 100 Ta 182 1 10
K 40 1 100 W 181 100 1000
Ca 45 1000 100 W 185 1000 1000
Sc 46 1 10 Os 185 1 10
Mn 53 10000 100000 Ir 192 1 10
Mn 54 1 10 Tl 204 1000 1000
Fe 55 10000 10000 Pb 210 1 1
Co 56 1 10 Bi 207 1 10
Co 57 10 100 Po 210 1 0,1
Co 58 1 10 Ra 226 1 0,1
Co 60 1 10 Ra 228 1 1
Ni 59 10000 10000 Th 228 1 0,1
Ni 63 10000 10000 Th 229 1 0,1
Zn 65 1 100 Th 230 1 0,1
As 73 100 1000 Th 232 1 0,1
Se 75 1 100 Pa 231 1 0,1
Sr 85 1 100 U 232 1 0,1
Sr 90 10 10 U 233 1 1
Y 91 10 100 U 234 1 1
Zr 93 10 100 U 235 1 1
Zr 95 1 10 U 236 10 1
Nb 93m 1000 10000 U 238 1 1
Nb 94 1 10 Np 237 1 0,1
Mo 93 100 1000 Pu 236 1 0,1
T c 97 1000 1000 Pu 238 1 0,1
T c 97m 1000 1000 Pu 239 1 0,1
T c 99 100 1000 Pu 240 1 0,1
Ru 106 1 10 Pu 241 10 10
Ag 108m 1 10 Pu 242 1 0,1
Ag 110m 1 10 Pu 244 1 0,1
Cd 109 10 100 Am 241 1 0,1
Sn 113 1 100 Am 242m 1 0,1
Sb 124 1 10 Am 243 1 0,1
Sb 125 10 100 Cm 242 10 1
T e 123m 10 100 Cm 243 1 0,1
T e 127m 100 100 Cm 244 1 0,1
I 125 1 100 Cm 245 1 0,1
I 129 1 10 Cm 246 1 0,1
Cs 134 1 10 Cm 247 1 0,1
Cs 135 10 1000 Cm 248 1 0,1
Cs 137 1 100 Bk 249 100 100
Ce 139 10 100 Cf 248 10 1
Ce 144 10 10 Cf 249 1 0,1
Pm 147 10000 1000 Cf 250 1 0,1
Sm 151 10000 1000 Cf 251 1 0,1
Eu 152 1 10 Cf 252 1 0,1
Eu 154 1 10 Cf 254 1 0,1
Eu 155 10 1000 Es 254 10 1
Radionuclide Radionuclide
Livelli di clearance per il riciclo di rottami metallici
Co nt amin azion e Co nt aminazion e
Radio nuclide Superficiale Radio nuclide Superficiale
(Bq/cm2) (Bq/cm2)
H 3 10000 Gd 153 10
C 1 4 1000 T b 160 10
Na 22 1 T m 170 1000
S 3 5 1000 T m 171 100 00
Cl 36 100 T a 182 10
K 4 0 10 W 181 100
Ca 45 100 W 185 1000
Sc 46 10 Os 185 10
Mn 53 10000 Ir 192 10
Mn 54 10 T l 204 100
Fe 55 1000 Pb 210 1
Co 56 1 Bi 207 1
Co 57 10 Po 210 0,1
Co 58 10 Ra 226 0,1
Co 60 1 Ra 228 1
Ni 59 10000 T h 228 0,1
Ni 63 1000 T h 229 0,1
Zn 65 10 T h 230 0,1
As 73 1000 T h 232 0,1
Se 75 10 Pa 231 0,1
Sr 85 10 U 232 0,1
Sr 90 10 U 233 1
Y 91 100 U 234 1
Zr 93 100 U 235 1
Zr 95 10 U 236 1
Nb 93m 1000 U 238 1
Nb 94 1 Np 237 0,1
Mo 93 100 Pu 236 0,1
T c 97 100 Pu 238 0,1
T c 97m 1000 Pu 239 0,1
T c 99 1000 Pu 240 0,1
Ru 106 10 Pu 241 10
Ag 108m 1 Pu 242 0,1
Ag 110m 1 Pu 244 0,1
Cd 109 100 A m 241 0,1
Sn 113 10 A m 242m 0,1
Sb 124 10 A m 243 0,1
Sb 125 10 Cm 242 1
T e 123m 100 Cm 243 0,1
T e 127m 100 Cm 244 0,1
I 1 25 100 Cm 245 0,1
I 1 29 10 Cm 246 0,1
Cs 134 1 Cm 247 0,1
Cs 135 100 Cm 248 0,1
Cs 137 10 Bk 249 100
Ce 139 10 Cf 248 1
Ce 144 10 Cf 249 0,1
Pm 1 47 1000 Cf 250 0,1
Sm 1 51 1000 Cf 251 0,1
Eu 152 1 Cf 252 0,1
Livelli di clearance per il riutilizzo diretto di oggetti metallici
Rilascio di edifici Riutilizzo edifici
-occupazione -ristrutturazioni
Demolizione edifici
Trasporto
Smaltimento in discarica dei materiali cementizi
Trasporto
Riutilizzo materiali senza lavorazioni (riempimenti)
Riutilizzo materiali con lavorazioni
(framment. selezione)
Costruzione - fondazioni - strade
-- ……
Inerte per nuovo c.a.
-edilizia residenziale - piattaforme
- ……..
Cont aminazione Cont aminazio ne Rad ionuclide Superficiale Radio nuclid e Sup erficiale
(Bq /cm2) (Bq/cm2)
H 3 10000 Gd 153 10
C 14 1000 Tb 160 1
Na 22 1 Tm 170 1000
S 35 1000 Tm 171 1000
Cl 36 100 Ta 182 1
K 40 10 W 181 100
Ca 45 1000 W 185 1000
Sc 46 1 Os 185 10
Mn 53 10000 Ir 192 10
Mn 54 1 Tl 204 1000
Fe 55 10000 Pb 210 1
Co 56 1 Bi 207 1
Co 57 10 Po 210 10
Co 58 10 Ra 226 1
Co 60 1 Ra 228 1
Ni 59 100000 Th 228 0,1
Ni 63 10000 Th 229 0,1
Zn 65 1 Th 230 1
A s 73 1000 Th 232 0,1
Se 75 10 Pa 231 0,1*
Sr 85 10 U 232 0,1
Sr 90 100 U 233 1
Y 91 1000 U 234 1
Zr 93 1000 U 235 1
Zr 95 1 U 236 1
Nb 93m 1000 U 238 1
Nb 94 1 Np 237 1
Mo 93 100 Pu 236 1
Tc 97 100 Pu 238 1
Tc 97m 100 Pu 239 0,1
Tc 99 100 Pu 240 0,1
Ru 106 10 Pu 241 10
A g 108m 1 Pu 242 1
A g 110m 1 Pu 244 1
Cd 109 100 A m 241 1
Sn 113 10 A m 242m 1
Sb 124 1 A m 243 1
Sb 125 1 Cm 242 1
Te 123m 10 Cm 243 1
Te 127m 100 Cm 244 1
I 125 100 Cm 245 0,1
I 129 10 Cm 246 1
Cs 134 1 Cm 247 1
Cs 135 1000 Cm 248 0,1
Cs 137 1 Bk 249 100
Ce 139 10 Cf 248 1
Ce 144 10 Cf 249 0,1
Pm 147 1000 Cf 250 1
Sm 151 10000 Cf 251 0,1
Eu 152 1 Cf 252 1
1,3 E-2 nel caso il contributo del radionuclide sia
Livelli di clearance per riutilizzo o demolizione di edifici
(attività totale nella struttura per unità di superficie)
Co n t aminazion e Co nt aminazio ne Radio nuclide Superf iciale Radio nuclide Superficiale
(Bq/cm2) (Bq/cm2)
H 3 10000 Gd 153 100
C 14 10000 Tb 160 10
Na 2 2 1 0 Tm 170 10000
S 35 100000 Tm 171 10000 0
Cl 36 100 Ta 182 10
K 40 1 0 W 181 1 000
Ca 4 5 100000 W 185 1 000 000
Sc 46 1 0 Os 185 10
Mn 53 10000 Ir 192 100
Mn 54 1 0 Tl 204 1 000
Fe 55 10000 Pb 210 1
Co 56 1 0 Bi 207 10
Co 57 100 Po 210 100
Co 58 1 0 Ra 226 1
Co 60 1 Ra 228 10
Ni 59 100000 Th 228 1
Ni 63 100000 Th 229 1
Zn 6 5 1 0 Th 230 1
A s 7 3 10000 Th 232 1
Se 7 5 100 Pa 231 0,1
Sr 85 100 U 232 1
Sr 90 100 U 233 10
Y 91 100000 U 234 10
Zr 93 1000 U 235 10
Zr 95 1 0 U 236 10
Nb 93m 100000 U 238 10
Nb 94 1 0 Np 237 10
Mo 93 1000 Pu 236 10
Tc 97 1000 Pu 238 1
Tc 97m 1000 Pu 239 1
Tc 99 100 Pu 240 1
Ru 106 100 Pu 241 100
A g 108m 1 0 Pu 242 1
A g 110m 1 0 Pu 244 1
Cd 109 10000 A m 241 1
Sn 113 100 A m 242m 1
Sb 124 1 0 A m 243 1
Sb 125 1 0 Cm 242 100
Te 123m 100 Cm 243 10
Te 127m 10000 Cm 244 10
I 125 10000 Cm 245 1
I 129 1 0 Cm 246 1
Cs 134 1 0 Cm 247 1
Cs 135 10000 Cm 248 1
Cs 137 1 0 Bk 249 1 000
Ce 1 39 100 Cf 248 10
Ce 1 44 100 Cf 249 1
Pm 14 7 10000 Cf 250 10
Sm 15 1 10000 Cf 251 1
Eu 1 52 1 0 Cf 252 10
Eu 1 54 1 0 Cf 254 10
Eu 1 55 100 Es 254 10
Livelli di clearance per la demolizione di edifici
(attività totale nella struttura per unità di superficie)
Concent razione Concent razione Radionuclide di massa Radionuclide di massa
(Bq/g) (Bq/g)
H 3 100 Gd 153 10
C 14 10 Tb 160 0,1
Na 22 0,1 Tm 170 100
S 35 1000 Tm 171 1000
Cl 36 1 Ta 182 0,1
K 40 1 W 181 10
Ca 45 1000 W 185 1000
Sc 46 0,1 Os 185 1
Mn 53 1000 Ir 192 0,1
Mn 54 0,1 Tl 204 100
Fe 55 1000 Pb 210 0,1
Co 56 0,1 Bi 207 0,1
Co 57 1 Po 210 1
Co 58 0,1 Ra 226 0,1
Co 60 0,1 Ra 228 0,1
Ni 59 1000 Th 228 0,1
Ni 63 1000 Th 229 0,1
Zn 65 1 Th 230 0,1
A s 73 100 Th 232 0,1
Se 75 1 Pa 231 0,1*
Sr 85 1 U 232 0,1
Sr 90 1 U 233 1
Y 91 100 U 234 1
Zr 93 100 U 235 1
Zr 95 0,1 U 236 1
Nb 93m 1000 U 238 1
Nb 94 0,1 Np 237 0,1
Mo 93 100 Pu 236 0,1
Tc 97 10 Pu 238 0,1
Tc 97m 10 Pu 239 0,1
Tc 99 1 Pu 240 0,1
Ru 106 1 Pu 241 1
A g 108m 0,1 Pu 242 0,1
A g 110m 0,1 Pu 244 0,1
Cd 109 100 A m 241 0,1
Sn 113 1 A m 242m 0,1
Sb 124 100 A m 243 0,1
Sb 125 1 Cm 242 1
Te 123m 1 Cm 243 0,1
Te 127m 100 Cm 244 0,1
I 125 100 Cm 245 0,1
I 129 0,1 Cm 246 0,1
Cs 134 0,1 Cm 247 0,1
Cs 135 1000 Cm 248 0,1**
Cs 137 1 Bk 249 10
Ce 139 1 Cf 248 1
Ce 144 10 Cf 249 0,1
Pm 147 1000 Cf 250 0,1
Sm 151 1000 Cf 251 0,1
Eu 152 0,1 Cf 252 0,1
Livelli di clearance per i materiali cementizi
(concentrazione di massa)
* 3,5 E-3 nel caso il contributo del radionuclide sia maggiore del 10%
** 2,6 E-2 nel caso il contributo del
radionuclide sia
maggiore del 10%
Scenari per i livelli di clearance generali
Inalazione: 1. Inalazione di polveri da parte di un lavoratore, concentrazione 1 mg/m 3 , respirazione 1,2 m 3 /h, 1800 h/anno
2. Inalazione di polveri da parte di un bambino,
concentrazione 0,1 mg/m 3 , respirazione 0,24 m 3 /h, 8760 h/anno
Ingestione: 1. Ingestione di 20 g/anno da parte di un lavoratore attraverso il percorso mani-bocca
2. Ingestione di 100 g/anno da parte di bambino
attraverso l’ingestione di terreno contaminato
Esposizione esterna: 1. Lavoratore di una discarica, 1800 h/anno, 10% di materiale contaminato
2. Guidatore di autocarro per il trasporto
di materiale contaminato 200 h/anno
3. Persona che vive in una casa costruita con 2% di materiale cementizio contaminato
7000 h/anno
Dose pelle: mani e avambracci di un lavoratore coperti da
100m di polvere per 1800 h/anno
H-3 100 Sb-122 1 Tl-200 1
Be-7 10 Sb-124 0,1 Tl-201 10
C-14 10 Sb-125+ 1 Tl-202 1
Na-22 0,1 Te-123m 1 Tl-204 10
P-32 100 Te-125m 100 Pb-203 1
P-33 100 Te-127m+ 10 Pb-210+ 0,01
S-35 100 Te-129m+ 10 Bi-206 0,1
Sc-48 0,1 Te-131m+ 1 Bi-207 0,1
V-48 0,1 Te-132+ 0,1 Bi-210 10
Cr-51 10 Te-134 1 Po-210 0,01
Mn-52 0,1 I-125 1 Ra-223+ 1
Mn-53 1000 I-126 1 Ra-224+ 1
Mn-54 0,1 I-129 0,1 Ra-225 1
Fe-55 100 I-131+ 1 Ra-226+ 0,01
Fe-59 0,1 Cs-129 1 Ra-228+ 0,01
Co-56 0,1 Cs-131 1000 Ac-227+ 0,01
Co-57 1 Cs-132 1 Th-227 1
Co-58 0,1 Cs-134 0,1 Th-228+ 0,1
Co-60 0,1 Cs-135 10 Th-229+ 0,1
Ni-59 100 Cs-136 0,1 Th-230 0,1
Ni-63 100 Cs-137+ 1 Th-231 100
Zn-65 1 Ba-131 1 Th-232+ 0,01
Ge-71 10000 Ba-140 0,1 Th-234+ 10
As-73 100 La-140 0,1 Pa-230 1
As-74 1 Ce-139 1 Pa-231 0,01
As-76 1 Ce-141 10 Pa-233 1
As-77 100 Ce-143 1 U-230+ 1
Se-75 1 Ce-144+ 10 U-231 10
Br-82 0,1 Pr-143 100 U-232+ 0,1
Rb-86 10 Nd-147 10 U-233 1
Sr-85 1 Pm-147 100 U-234 1
Sr-89 10 Pm-149 100 U-235+ 1
Sr-90+ 1 Sm-151 100 U-236 1
Y-90 100 Sm-153 10 U-237 10
Y-91 10 Eu-152 0,1 Pu-239 0,1
Zr-93 10 Eu-154 0,1 Pu-240 0,1
Zr-95+ 0,1 Eu-155 10 Pu-241 1
Nb-93m 100 Gd-153 10 Pu-242 0,1
Nb-94 0,1 Tb-160 0,1 Pu-244+ 0,1
Nb-95 1 Dy-166 10 Am-241 0,1
Mo-93 10 Ho-166 10 Am-242m+ 0,1
Mo-99+ 1 Er-169 100 Am-243+ 0,1
Tc-96 0,1 Tm-170 10 Cm-242 1
Tc-97 10 Tm-171 100 Cm-243 0,1
Tc-97m 10 Yb-175 10 Cm-244 0,1
Tc-99 1 Lu-177 10 Cm-245 0,1
Ru-97 1 Hf-181 1 Cm-246 0,1
Ru-103+ 1 Ta-182 0,1 Cm-247+ 0,1
Ru-106+ 1 W -181 10 Cm-248 0,1
Rh-105 10 W -185 100 Bk-249 10
Pd-103+ 1000 Re-186 100 Cf-246 10
Ag-105 1 Os-185 1 Cf-248 1
Ag-108m+ 0,1 Os-191 10 Cf-249 0,1
Ag-110m+ 0,1 Os-193 10 Cf-250 0,1
Ag-111 10 Ir-190 0,1 Cf-251 0,1
Cd-109+ 10 Ir-192 0,1 Cf-252 0,1
Cd-115+ 1 Pt-191 1 Cf-253+ 1
Cd-115m+ 10 Pt-193m 100 Cf-254 0,1
In-111 1 Au-198 1 Es-253 1
In-114m+ 1 Au-199 10 Es-254+ 0,1
Sn-113+ 1 Hg-197 10 Es-254m+ 1
Sn-125 1 Hg-203 1