desmantelamiento del reactor de investigación rts

DESMANTELAMIENTO DEL REACTOR DE INVESTIGACIÓN
RTS-1 GALILEO GALILEI EN PISA (ITALIA).
José Tomás Ruiz Martinez /GD Energy Services (España)
Giovanni Farella /GD Energy Services (Italia)
Emilio Cimini / CISAM (Italia)
Massimiliano Russo /CISAM (Italia).
SINOPSIS
El reactor RTS-1 Galileo Galilei es un reactor de investigación tipo piscina
perteneciente a la familia de reactores heterogéneos de uranio fuertemente
enriquecido (90%), moderado y refrigerado con agua ligera y con una potencia
nominal de 5 MWth. El reactor está situado en el CISAM (Centro Interforze per
Studi e Applicazioni Militari) en San Piero a Grado (Pisa-Italia). El reactor está
actualmente en fase de desmantelamiento. El presente trabajo trata sobre los
aspectos más relevantes de la primera fase del desmantelamiento.
La primera fase del desmantelamiento consistió en la eliminación del agua de
la piscina, previo tratamiento mediante evaporación, el desmantelamiento de
todos los elementos activados sumergidos y otros elementos activados y/o
contaminados que han formado parte de la instalación nuclear.
En primer lugar, se tuvo que definir una fórmula de descarga para establecer
los niveles de vertido de cada uno de los radionucleidos presentes en el agua
después del tratamiento de la misma, de manera que permitiera su liberación
en el medio ambiente sin restricciones radiológicas. El tratamiento del agua de
la piscina se ha realizado mediante evaporación a vacío. El desmantelamiento
de los componentes activados se ha realizado utilizando técnicas de
movimiento de cargas pesadas, corte mecánico y térmico y herramientas de
manipulación tele-operadas.
Se han tratado y evacuado unos 700 m3 de agua de la piscina del reactor,
liberándola conforme a la fórmula de descarga aprobada. Se han desmantelado
y acondicionado de manera segura la mayoría de los componentes activados
presentes en la piscina del reactor y en otras partes del edificio como el canal
de irradiación y la celda gamma. Todos los componentes, una vez
desmantelados, han sido convenientemente caracterizados radiológicamente.
Todos los residuos radiactivos han sido convenientemente acondicionados en
contenedores conforme a la legislación italiana.
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Introducción
El reactor "RTS-1 Galileo Galilei" es un reactor de investigación tipo piscina,
perteneciente a la familia de reactores heterogéneos de uranio fuertemente
enriquecido (90%), moderado y refrigerado con agua ligera.
La puesta en marcha se produjo el 4 de Abril de 1963 y ha permanecido en
funcionamiento durante 17 años. El 7 de Marzo de 1980 el Reactor se paró
definitivamente.
La instalación se encuentra en el Centro Interforze Studi per la Applicazioni
Militari (CISAM) de San Piero a Grado (Pisa).
Objetivos
La primera fase del desmantelamiento del CISAM consiste en:
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Obtención de la “fórmula de descarga” de todos los efluentes líquidos de
la planta.
Tratamiento del agua de la piscina y de los tanques de almacenamiento
con un sistema de purificación, y su posterior traslado y vertido
incondicional.
Corte y acondicionamiento de todo el material activado y contaminado,
móvil y fijo, presente en la Sala del Reactor y locales adyacentes.
Caracterización y gestión de todos los materiales residuales en
condiciones seguras.
Caracterización radiológica de las áreas de trabajo.
Plan de vigilancia radiológica ambiental del sitio y de la zona de
descarga de los efluentes tratados.
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Descripción del Proyecto
A continuación se describen las fases más importantes del proyecto de
desmantelamiento.
Fórmula de descarga o de vertido.
En primer lugar se ha escogido el punto de liberación (centro autorizado para
recibir las aguas residuales, ubicada cerca del CISAM) y, a continuación, se ha
elaborado la fórmula de vertido haciendo uso del programa de cálculo FRAMES
GENII 2, demostrando la no relevancia radiológica, y presentarla al CISAM
para su autorización por parte de la Autoridad de Defensa (A.D.).
Los principales elementos que la propuesta de fórmula de vertido establece
son:
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La definición del punto de liberación.
Las modalidades de la liberación.
La identificación del grupo/s crítico/s de la población.
La identificación de las vías de introducción.
La evaluación de la dosis efectiva.
La necesidad de los preparativos necesarios para la colocación de los
vertidos en el cuerpo receptor.
La periodicidad y el modo de caracterización de los efluentes líquidos
antes de su liberación.
Las modalidades de la liberación de agua aprobada por la A.D.
determinarán los niveles de tratamiento del agua de la piscina y de los
tanques de almacenamiento.
Todas las operaciones de tratamiento y descarga de las aguas provenientes
del reactor RTS-1 del CISAM han sido efectuadas respetando siempre la
condición de “No Relevancia Radiológica”:
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Dosis eficaz inferior o igual a 10 μSv año.
Dosis colectiva eficaz a la largo de un año no superior a 1 Sv·persona.
Teniendo en cuenta los elementos anteriores y mediante la creación de unos
escenarios simulados con el código Frames/Geni se ha llegado a una fórmula
de vertido que cumple con las condiciones establecidas en los objetivos para
obtener la autorización de las autoridades.
En la tabla siguiente se muestra el resultado de la denominada fórmula de
descarga.
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Tabla 1. Fórmula de descarga
Tratamiento de agua de piscina, depósitos ELR y RT.
En esta fase se realizará el filtrado, trasvase y tratamiento, por evaporación, de
los aproximadamente 700 m3 de agua hasta su destino final en el canal de
recepción. En particular,
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Filtrado y trasvase del agua de la piscina. La cantidad total de agua en el
interior de la piscina del reactor es de 630 m3.
Filtrado y trasvase agua de los depósitos de efluentes líquidos
radiactivos (ELR) y de los recipientes temporales (RT). La cantidad total
de agua en el interior de los depósitos ELR es de 42 m3, mientras que
en los RT es de 19 m3.
Figura 1. Piscina del reactor y depósitos de efluentes.
Para la evaporación de agua se utilizó un evaporador de vacío que destila el
agua a 35 ºC con una producción máxima de 4.8 m3/día (figura 2).
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Figura 2. Evaporador a vacío y recipientes de almacenamiento temporal del agua tratada.
El agua condensada es almacenada en distintos depósitos, de 30 m3 de
capacidad, a la espera de ser analizada.
El agua tratada con valores de concentración de la actividad por debajo de los
límites de la Fórmula de Vertido, es enviada a la depuradora por medio de
camiones autocisterna.
La descarga se realiza en un depósito de 50 m3 de donde se trasiega a la balsa
de cloración de la depuradora para, finalmente, realizar el vertido en el Canal
de Navicelli.
La siguiente figura muestra el diagrama de flujo seguido en el tratamiento del
agua.
Figura 3. Diagrama de flujo del tratamiento de agua
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Fase 3. Desmantelamiento y descontaminación.
Las actividades de desmantelamiento han consistido en la extracción, corte y
acondicionamiento de todo el material activado y contaminado, móvil y fijo, que
se encuentra en la Sala del Reactor, así como en los locales anexos. Se han
realizado las siguientes actividades:
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Descontaminación de Superficies y Componentes.
Movimentación de Cargas.
Diseño y Construcción SAS de Confinamiento Estático y Dinámico.
Instalación de Bombas para el Trasvase de Agua.
Tratamiento Biológico de Elementos Sumergidos.
Corte Mecánico y Corte Térmico con Oxiacetileno.
Limpieza en Espacios Confinados.
Condicionamiento y Minimización de Residuos.
Movimentación y Puesta en Seguridad de Fuentes Radiactivas.
Hormigonado de Residuos en Bidones Tipo CC500.
Los principales elementos desmantelados han sido:
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Estructura soporte del núcleo y placa matriz.
Los puentes deslizantes (puente conectado con la estructura soporte de
celosía y el puente deslizante auxiliar).
Colectores de aspiración.
Colectores de entrega.
Sistema neumático de introducción de muestras en la piscina (Rabbit).
Las puertas de separación de las tres piscinas.
Tubos de irradiación (colimadores).
Bastidores y otros materiales móviles presentes en los locales.
Caja de experimentos con Carburo de Boro.
Equipamiento en la Celda Gamma.
Equipamiento en el Canal de Irradiación.
Intercambiador de calor fuera de servicio.
Fuentes y otros componentes existentes en el interior de la piscina.
Por otro lado, se ha realizado el control radiológico de todas las actividades, así
como la caracterización radiológica de todos los bultos generados.
La figura 4 muestra una vista parcial de la piscina del reactor antes de ser
vaciada y de desmantelar todos sus elementos sumergidos. En la figura 5 se
observa la piscina después del desmantelamiento, con la cubierta de
protección transparente.
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Figura 4. Vista de la piscina al inicio.
Figura 5. Vista de la piscina al final.
Los trabajos duraron 12 meses e implicaron a un equipo mixto italo-español de
20 personas.
Resultados y conclusiones
El volumen total contabilizado ha sido de 705,387 m3. La figura 6 muestra las
cantidades y los porcentajes de esta agua que ha sido vertida en la depuradora
o utilizada para el cementado de bidones o remanente como concentrado.
Volumen Total de Agua (m3)
10,195
1,45%
Volumen Total Vertido en
Depuradora (m3)
695,192
98,55%
Volumen Utilizado/Remanente
(m3)
Figura 6. Balance del agua tratada
El origen del agua utilizada/remanente ha sido el concentrado producido en el
evaporador, por un lado, y los lodos existentes en el fondo de la piscina y los
depósitos por otro.
El uso de esta agua ha sido la fabricación del hormigón utilizado para la
cementación de los bidones tipo CC500.
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El peso total de los componentes desmantelados ha sido de 28.697 Kg. En
total se han utilizado 80 bidones tipo CC500 para el hormigonado de todos los
residuos radiactivos.
Total Componentes Desmantelados
4429
15,43%
Componentes
Embidonados (Kg)
Componentes No
Embidonados (Kg)
24268
84,57%
Figura 7. Balance de materiales
Se ha realizado un control radiológico en continuo de todas las actividades
realizadas durante el desmantelamiento.
Además, se ha realizado la caracterización radiológica de todos los bidones
tipo CC500, como paso previo a su transporte y disposición al depósito de
bidones.
El resultado de la caracterización radiológica de las zonas de trabajo ha
evidenciado que las actividades desarrolladas no han tenido relevancia
radiológica alguna, por lo que el Ente Terzo (ENEA), ha podido emitir un
certificado del estado medioambiental del sitio.
Finalmente, las dosis colectivas recibidas por los trabajadores han sido las
siguientes:
Dosimetría Externa Oficial
Dosis Superficial Hp007
Dosis Profunda Hp10
(mSv-persona)
(mSv-persona)
0,26
0,23
Tabla 2.Dosis colectiva total
Conclusiones
La primera fase del desmantelamiento del reactor RTS-1 ha sido el primero de
esta categoría que una empresa española ha realizado en una instalación
nuclear italiana. El éxito de los trabajos ha permitido a GD Energy Services
consolidarse como una referencia en los proyectos de desmantelamiento en
Europa.
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