L’obiettivo della sicurezza nucleare è quello di applicare le migliori procedure riconosciute a livello internazionale per quanto riguarda i requisiti per la localizzazione del sito, le modalità di funzionamento dell’impianto, la protezione delle persone e dell’ambiente esterno. La sicurezza deve essere garantita nei confronti di eventi sia interni che esterni all’impianto, nonché nel caso di errori da parte degli operatori dell’impianto medesimo.
Il principio base della sicurezza adottato nel progetto degli impianti nucleari è quello della “Difesa in Profondità”.
In ogni impianto nucleare vi sono almeno quattro successive barriere interposte fra la sorgente di radioattività (il cosiddetto “nocciolo del reattore”, dove avvengono le reazioni nucleari) e l’ambiente esterno. Partendo dall’esterno, si hanno:
- l’edificio di contenimento;
- il circuito di raffreddamento del nocciolo;
- la guaina in cui è contenuto il combustibile nucleare;
- il materiale solido che costituisce il combustibile nucleare stesso.
L’edificio di contenimento serve sia per proteggere l’ambiente in caso di incidente con rilascio di prodotti radioattivi, sia per proteggere l’impianto in caso di eventi naturali estremi o di attentati terroristici. Per quanto riguarda gli eventi incidentali interni, l’edificio è in grado di resistere persino alla rottura della seconda barriera, costituita dal circuito di raffreddamento del nocciolo; per quanto concerne gli eventi incidentali esterni, l’edificio è progettato per resistere all’impatto di un aereo di linea, come hanno mostrato diversi test tra cui quello effettuato nel 1988 in un noto laboratorio americano, nel quale un F-4 Phantom è stato lanciato a circa 800 km/h contro una parete che simulava la parete esterna dell’edificio di contenimento. Gli impianti nucleari sono progettati per resistere anche agli eventi sismici più estremi; infatti, il contenitore di sicurezza poggia su un basamento di calcestruzzo di 6 m di spessore, in grado di far fronte anche al peggiore evento sismico mai registrato nella zona in cui è ubicato l’impianto: se si verifica un sisma di minore intensità, l’impianto non subisce danni; se invece il sisma ha un’intensità maggiore, l’impianto si spegne automaticamente. Oltre alle quattro barriere fisiche sopra menzionate, tutti gli impianti nucleari hanno altri sistemi di sicurezza – finalizzati a evitare l’insorgere di incidenti o a contenere i danni da essi provocati – che possono essere di tipo attivo o passivo. I sistemi di sicurezza tradizionali, attivi, richiedono il funzionamento di specifici dispositivi, alimentati elettricamente. L’affidabilità è quindi assicurata dalla ridondanza dei componenti. Al contrario, i sistemi di sicurezza passiva sono azionati da fenomeni fisici, come la gravità, la convezione naturale, che si innescano spontaneamente in presenza di determinate condizioni anche in caso di malfunzionamento. Tali sistemi sono in grado di contenere e di bloccare, sul nascere, le cause di potenziali incidenti senza interventi attivi. Nei reattori GEN III+, come l’EPR e l’AP-1000, si fa abbondante uso di questi sistemi sia attivi che passivi. L’affidabilità di questi impianti è basata sulla ridondanza e sulla diversificazione dei sistemi di sicurezza. Nell’EPR, ad esempio, il circuito di refrigerazione del nocciolo è suddiviso in quattro parti completamente indipendenti e geograficamente separate le une dalle altre, in modo da minimizzare potenziali malfunzionamenti interni o sabotaggi. Inoltre, questi sistemi sono ulteriormente protetti contro l’impatto aereo attraverso un doppio edificio di contenimento in cemento armato spesso oltre 1 metro. L’EPR è anche dotato di un serbatoio, resistente ad altissime temperature, in grado di accogliere il materiale proveniente dalla fusione completa del nocciolo del reattore.