FRANCO CARLINI ,

Un luogo comune si sta imponendo con tutta la forza dell’ovvio, ma immotivato. Lo propagandano le industrie, i governi e molti commentatori. Lo fanno proprio anche molti ricercatori ed esso suona così: avete proprio ragione, l’effetto serra c’è ed è minaccioso, dato che sta già provocando un riscaldamento globale del globo. Ma allora, cari ambientalisti, per una volta dovrete essere anche voi realisti: se volete ancora l’aria condizionata e tutte le vostre comodità – cioè se volete un pianeta salvato, ma moderno – dovete prendere atto che c’è una sola fonte energetica pulita, la quale non produca gas serra. Dunque lasciate perdere carbone e petrolio, tanto più che le riserve di idrocarburi hanno ormai raggiunto il picco, e rivolgetevi alla nuova energia nucleare. Per comodità di ragionamento prendiamo per buone le premesse, e vediamo come stanno davvero le cose: il nucleare del futuro è promosso soprattutto dal consorzio Gif (Forum internazionale per la IV generazione – http://gif.inel.gov/) cui aderiscono 9 paesi più l’Euratom: Argentina, Brasile, Francia, Giappone, Corea del sud, Sud Africa, Svizzera, Inghilterra, Stati uniti. L’obiettivo è di mettere a punto nuove tecnologie che siano intrinsecamente sicure, che producano meno scorie e che siano convenienti dal punto di vista economico. La sicurezza intrinseca verrà assicurata da forme di autospegnimento dei reattori, quando essi disgraziatamente finiscano in situazioni critiche; le scorie di lavorazione devono essere poche non solo per ridurre i problemi della loro conservazione, ma anche per evitare che esse possano essere utilizzate per produrre armi nucleari; il basso costo di gestione è necessario perché l’energia nucleare finora prodotta ha avuto in realtà costi elevatissimi, quando si mettano nel conto anche le spese di smantellamento delle centrali obsolete (il cosiddetto decommissioning) e quelle di deposito e trattamento delle scorie.

Senza entrare in dettagli tecnici eccessivi, va ricordato che le tecnologie che si candidano per la IV generazione sono almeno sei, ma che tra queste solo due, a detta degli esperti, appaiono vincenti; in sigla vengono chiamate Scwr e Vhtr. In tutti i casi il trucco per ottenere rese migliori e dunque costi più bassi del kilowattora è di operare ad alte temperature, dai 500 ai 1000 gradi, per ottenere una migliore conversione del calore in elettricità.

La prima (Supercritical Water Cooled Reactor) usa l’acqua come raffreddante, ma ad altissime pressioni, di modo che non evapori. La seconda tecnologia, (Very Hight Temperature Reactor) viene oggi provata in un reattore prototipo giapponese dove il raffreddante è l’elio e sono già state raggiunte temperature di 950 gradi. Ma nessuna di queste tecniche è pronta per andare sul mercato e molte ricerche devono essere ancora sviluppate, in particolare di fisica dei materiali. Le strutture infatti devono essere ultraresistenti a temperatura, corrosione e intenso bombardamento di neutroni.

Tra i vantaggi ipotizzabili derivanti da queste tecniche c’è la possibilità di produrre non solo la «solita» elettricità, ma anche idrogeno, staccandolo dalle molecole d’acqua con un processo termochimico. E proprio all’idrogeno molti guardano come al «carburante» del futuro per i mezzi di trasporto.

In ogni caso, al di là di ogni altra considerazione, i più ottimisti sperano di avere dei prototipi provati non prima dell’anno 2030 e comunque uno studio del Mit mette seriamente in dubbio che dal nuovo nucleare possano derivare prezzi dell’energia competitivi con il carbone e il gas. Questo è il vero problema che mina la fiducia nella IV generazione. Nei prossimi anni saranno costruiti diversi nuovi reattori, specialmente in Asia, essendo questi paesi affamati di energia, ma saranno di terza generazione, per così dire rivista e resa più sicura. Nel frattempo continuerà lo smantellamento dei reattori occidentali storici e perciò non sembra realistico pensare che dal nucleare possa venire un contributo significativo: oggi vale il 17% e tale grosso modo resterà.

http://www.ilmanifesto.it/terraterra/archivio/2004/Luglio/40e444346b077.html

Semaforo verde per l’energia nucleare in Europa

Ora che l’energia nucleare è “tornata prepotentemente all’ordine del giorno”, per usare le parole del primo ministro britannico Tony Blair, Georges Van Goethem della DG Ricerca della Commissione europea, responsabile di fissione nucleare e radioprotezione, ha rilasciato un’intervista al Notiziario CORDIS in cui si è soffermato sui nuovi approcci nei confronti della sicurezza nella progettazione delle centrali a fissione nucleare. Ha fornito alcune indicazioni sorprendenti sulle credenziali verdi dei reattori nucleari di quarta generazione, il cui lancio come prototipi è previsto addirittura per il 2020.

“La sicurezza nucleare europea è oggetto di ricerca dal 1957, dai tempi del trattato EURATOM”, afferma Van Goethem. Il trattato in questione è stato uno dei pilastri dell’Unione europea, e i due concetti sono pertanto cresciuti insieme nell’arco di quasi 50 anni.

“Negli anni cinquanta e sessanta, le basi su cui poggiava la sicurezza europea erano costituite dalla strategia cosiddetta “difesa in profondità”. L’esempio che meglio illustra tale strategia sono le bambole russe o le bucce di cipolla”, spiega. I reattori erano custoditi all’interno di tre pareti sigillate, l’ultima delle quali era l’ampia struttura a cupola che normalmente si tende ad associare alla centrale nucleare. “L’approccio consisteva nell’individuare degli ‘incidenti base di progetto’ e nel proteggersi dai medesimi”, osserva.

“Si tratta di un approccio deterministico, studiato per combattere eventi ipotetici”, aggiunge. L’utilizzo di dispositivi ausiliari di sicurezza per garantire la protezione rende l’energia nucleare molto simile all’aeronautica. “Noi però andiamo oltre, per proteggere il materiale radioattivo. Ogni strato è contraddistinto da ridondanza e diversità. Ad esempio, i sistemi idraulici ed elettrici, ma questo approccio è tuttora molto deterministico”.

Negli anni settanta la sicurezza si è orientata verso un approccio misto “deterministico-probabilistico”, “in quanto non è possibile prevedere tutti gli eventi del caso peggiore. Ciò implica la necessità di scomporre le aree in piccole parti e di chiedersi che cosa accadrebbe in caso di anomalia di ciascun componente. Esiste un altro sviluppo interessante nella progettazione della sicurezza nucleare; la prevenzione e il contenimento. Fino a Chernobyl, sceglievamo la prevenzione tramite la progettazione. Adesso andiamo oltre e progettiamo al fine di mitigare le conseguenze. Pertanto, aggiungiamo caratteristiche tecniche tanto da eliminare ‘praticamente’ tutte le conseguenze possibili dei casi peggiori”, afferma.

Georges Van Goethem ha fatto un raffronto con l’industria automobilistica. “Negli anni cinquanta e sessanta la sicurezza delle autovetture non era poi così male, ma oggi abbiamo molto di più: ABS, airbag, cinture di sicurezza, tutti dispositivi che attenuano le conseguenze dell’anomalia. Attualmente, per noi il sistema deve comprendere la sicurezza passiva intrinseca. Ad esempio, se è presente una sorta di degrado grave del nocciolo, i controlli attivi potrebbero prevedere l’utilizzo di milioni di galloni di acqua per sommergere il nocciolo. I controlli passivi sottraggono tale caratteristica all’operatore o al dispositivo di sicurezza e fanno sì che i serbatoi si svuotino automaticamente, il che significa assenza completa di interventi o di sistemi elettrici, e ricorso alla semplice forza di gravità: è questa la sicurezza passiva”.

Altri sistemi passivi potrebbero utilizzare gas compresso o molle per azionare i sistemi, ma l’aspetto importante è l’assenza dell’intervento umano o del ricorso a energia esterna. In tal caso la sicurezza nucleare diventa improvvisamente d’attualità e si sovrappone al concetto di protezione da incidenti, in quanto tali sistemi passivi saranno efficaci in caso di attacchi volontari.

è impossibile parlare di sicurezza nucleare ignorando lo spettro di Chernobyl. Georges Van Goethem ci tiene a spiegare perché Chernobyl rappresenta una lezione ormai consolidata. “A Chernobyl erano stati commessi due errori di progettazione essenziali: il primo era la mancanza di una terza barriera, uno standard in tutte le progettazioni comunitarie e non. Nel 1979, il disastro di Three Mile Island negli Stati Uniti ha rappresentato anch’esso un incidente molto grave, ma la progettazione comprendeva la terza barriera (l’edificio di contenimento in cemento) e i danni sono rimasti confinati all’interno, quindi non è fuoriuscito nulla.

“Il secondo difetto era che Chernobyl funzionava sulla base dell’anello di retroazione positiva. Quasi tutti i macchinari industriali si basano sull’anello di retroazione negativa, per cui in mancanza di intervento si fermano”. Si può paragonare all’andare in bicicletta: se si smette di pedalare, la bicicletta finisce per fermarsi e si cade. Lo stesso dovrebbe accadere nel reattore: se non si interviene, si chiude. A Chernobyl è successo il contrario e il nocciolo ha accelerato.
 

http://www.molecularlab.it/news/view.asp?n=4244

In cerca dell’uranio pulito

di Giuseppe Caravita

27 settembre 2007

In un certo senso la si potrebbe chiamare l’equazione irrisolta di Venezia. Il problema difficile affrontato nella tre giorni alla Fondazione Cini sul futuro della scienza della scorsa settimana. Tema: la crisi climatica e la giusta risposta, innanzitutto in tema di energie pulite.

Il primo termine dell’equazione, ancora piena di incognite e di variabili incerte, lo ha spiegato, in un video inviato via internet il famoso ecologo inglese James Lovelock, il padre dell’ipotesi Gaia, colui che per primo, via cibernetica e scienza dei sistemi, ha raffigurato la Terra come un organismo vivente, capace di risposte anche non lineari. E l’ultimo libro di Lovelock, The revenge of Gaia, ha letteralmente impaurito il mondo: prevede una crisi climatica auto-cumulativa, con destertificazione di gran parte del pianeta (salvo i poli) e riduzione drastica del genere umano. «Se vogliamo fermare un processo che ci porterà a un pianeta come è il Sahara oggi – ha detto Lovelock nel suo video – l’unica è puntare rapidamente e in modo massiccio sulla grande energia pulita che nutre l’universo: il nucleare».

Una tesi netta, persino brutale. Specie se proveniente da un ecologista che dieci anni fa vedeva il nucleare come il diavolo. Ma oggi la scala di priorità sembra cambiata. Il cambiamento climatico non lineare, cumulativo e improvviso, è oggi il terreno di ricerca dagli scienziati della Nasa (che studiano il troppo rapido scioglimento dei ghiacci dell’artico e della Groelandia) e del principale consigliere climatico di Angela Merkel, Joachim Shellnuber, ex fisico teorico oggi a capo del Potsdam Istitute, un migliaio di scienziati al lavoro proprio sui modelli climatici non lineari. E la sua previsione a Venezia fissa (provvisoriamente) una data limite, il 2070. Di questo passo, senza una rivoluzione energetica, il gran ballo potrebbe cominciare allora. E, una volta in moto, sarà davvero difficile fermarlo.

Il nucleare, quindi, come una delle grandi armi energetiche (con il solare, l’eolico, il geotermico, la riforestazione, le biomasse, l’alcool via enzimi biotech da cellulosa…) per la sopravvivenza dell’umanità. Sì, ma quale nucleare?

Ed è qui l’equazione difficile. Il nucleare di oggi è concettualmente ancora quello di Fermi. Usa l’uranio (arricchito), ma piuttosto male, solo in una prima “spremitura”. Il resto sono scorie, sia di uranio che di pericoloso plutonio, a misura di bombe. Mentre la risorsa base uranio sta diventando relativamente scarsa. Secondo Michale Dittmar dell’Eth di Zurigo le riserve conosciute non superano i cinquant’anni, ai ritmi attuali. Che potrebbero però ridursi a trenta se Cina, India e Russia dovessero accelerare i loro grandi programmi sul nucleare tradizionale.

Troppo poco. Una centrale tradizionale costruita oggi entrerebbe in funzione nel 2020 e avrebbe solo vent’anni di autonomia. Ecco quindi il primo obiettivo della ricerca: trovare nuovi modi per allungare la vita della risorsa base. Recuperando l’uranio dalle scorie (già lo si fa sia in Usa che in Europa), creando combustibili misti (Mox, misti di ossidi di uranio e plutonio), ripensando, anche alle fondamenta, le centrali stesse.

Per questo il mondo oggi corre, sulla ricerca. La pistola del clima è puntata, e il vecchio scudo nucleare troppo piccolo. La Global nuclear energy partnership, lanciata da meno di un anno dal Doe Usa, ha coinvolto a razzo oggi tredici Paesi e prevede iniziative come la messa al sicuro del plutonio (reso inutilizzabile per farne bombe), la gestione in comune delle scorie, la ricerca sul loro riutilizzo. E così la cosiddetta quarta generazione nucleare. «In realtà un aggregato di ben otto filoni di ricerca avanzata – spiega Rubbia – alcuni che si escludono l’un l’altro. E non certo per domani». Secondo Maurizio Cumo, docente di impianti nucleari a Roma, la quarta generazione arriverà, se va bene, al 2030.

Il Governo italiano vuole esserci, sulla ricerca. A Vienna, all’assemblea dell’Iaea (l’agenzia Onu sul nucleare), ha ufficialmente chiesto la candidatura a entrare sia nel Gnep che nel club della quarta generazione.

Ma per fare cosa? La quarta generazione vuol dire tutto e il suo contrario. Si va dalla riedizione ingegneristica dei reattori veloci a plutonio, sodio e acqua (i breeder), «talmente pericolosi e instabili da essere stati di fatto spenti in tutto mondo, negli scorsi decenni», osserva Rubbia». Verranno riaperti per disperazione? Oppure sostuiti dai prototipi di breeder a piombo, a acqua supercritica (altissima temperatura e altissima pressione) e così via. «Tutte frontiere dove non ci siamo, e dove è ormai tardi per entrare, dice Rubbia».

L’Italia, oggi, ha sì pochi ingegneri nucleari ma molti fisici, e di alta qualità. «Dobbiamo puntare su un progetto che nel 2003, all’Enea, ci è stato incomprensibilmente cancellato – dice Rubbia –. Un acceleratore di particelle capace di bombardare con neutroni il plutonio, trarne energia e progressivamente trasmutarlo, bruciarlo, fino a renderlo inoffensivo. Ci saremmo risolti il problema delle scorie con una macchina da 500 milioni, già progettata da anni al Cern, e avremmo avuto energia pulita, a sicurezza intrinseca, autospegnente».

Oggi Start è uno dei programmi europei di punta sulla quarta generazione. L’Italia si è autoesclusa. E se vogliamo rientrare nel club della ricerca nucleare facciamolo pure. Ma almeno con un’idea nostra. E da Nobel.

http://www.ilsole24ore.com/art/SoleOnLine4/Tecnologia%20e%20Business/2007/09/in-cerca-uranio-pulito.shtml?uuid=ae92cf38-6c44-11dc-a441-00000e25108c&DocRulesView=Libero

L’atomo si spacca in due

di Gigi Riva

A vent’anni dal referendum, si torna a discutere di nucleare. E come ieri, il Paese si divide. Tra favorevoli, contrari. E pentiti

Prima un rumore di fondo, poi un parlottare più aperto, e ora delle voci stentoree, alte, chiare, per sancire che in Italia siamo tornati ai due partiti, pro e contro il nucleare. Come 20 anni fa quando un referendum (8-9 novembre 1987), cancellando i benefici per le comunità che accoglievano i siti, sancì di fatto la fine delle nostre centrali. L’immagine plastica di un confronto che torna a essere infuocato si avrà in occasione della ricorrenza. Il 10 novembre i Solari (così si definiscono), capeggiati dal ministro Alfonso Pecoraro Scanio, saranno alle 16 in piazza Farnese a Roma per festeggiare la vittoria, ma anche, obiettivo dichiarato, “per fermare di nuovo la lobby dell’atomo”. Contemporaneamente, nel cyberspazio, la rivista neocentrista ‘Formiche’ di Paolo Messa organizzerà quattro ore di dibattito e approfondimento collegandosi con il canale web Sherpa tv. E il giorno prima”Fare ambiente”, movimento ecologista democratico-liberale di nuova costituzione, al Capranichetta sosterrà le ragioni del ritorno all’uranio con un convegno. Non mancherà Pier Ferdinando Casini.

Il leader Udc è il politico che con più forza ha riaperto il dibattito sulle ragioni del sì in polemica diretta col ministro dell’Ambiente. Premette di non voler affrontare questioni tecniche, ma gli sembra giunta l’ora di una scelta strategica: “Il Paese sta scivolando in serie C. Non solo paghiamo il doppio degli altri, ma siano alla deriva sotto il profilo dell’autonomia energetica. Basta che qualcuno chiuda i rubinetti e siamo a terra”. Conosce bene l’obiezione per la quale nessun sito può essere immune da un attacco terroristico, ma attacca: “E se qualcuno avvellena l’acquedotto di Roma e muoiono milioni di persone? Che significa, che non dobbiamo più avere l’acqua?”. Domanda retorica e conclusione netta: “Siamo scesi da un treno, dobbiamo rimetterci nell’ultimo convoglio e sperare di risalire. Abbiamo perso vent’anni, non perdiamone altri venti”.
Il campione dello schieramento opposto, il ministro Pecoraro Scanio, per non cadere nelle accuse di ideologismo, esordisce citando un premio Nobel: “La penso come Carlo Rubbia. Il quale sostiene che il nucleare ha tre problemi. Cernobyl, Hiroshima e scorie”. Nell’ordine: ancora non è stato progettato l’impianto supersicuro e le conseguenze di un incidente possibile sono incomparabili con qualunque altro evento; la proliferazione incondizionata impedisce poi di opporsi a paesi come l’Iran, che dicono di volersene dotare e magari hanno scopi non pacifici; non si è risolta la questione di come smaltire le scorie. Fine? Niente affatto se la questione, piaccia o no, si è riaperta. E investe anche settori del centrosinistra. Uno come Chicco Testa, promotore del referendum nel 1987, si è dichiarato pentito. Massimo D’Alema ha ricordato che allora lui era a favore. Pier Luigi Bersani, posizione neutra, ha fatto rientrare l’Italia nella ricerca sui reattori di quarta generazione (se ne parla, a essere ottimisti dal 2025). Però, ancora Pecoraro: “Noi siamo stati eletti con un programma che esclude l’atomo. E Casini, che tanto si agita, cosa ha fatto nei cinque anni in cui il suo schieramento è stato al governo?”. Nulla. Il centrodestra non fece nulla. Però è solo da qualche mese, sull’onda del petrolio che sale verso la vetta simbolica dei 100 dollari, del rischio black-out, del timore per le fonti, che l’atomo è tornato prepotentemente sulla scena. E l’anniversario del referendum non è altro che il detonatore che fa uscire allo scoperto schieramenti contrapposti.

Non c’è uomo politico che possa parlare, in materia, senza il supporto di tecnici che conoscono lo stato avanzato di una ricerca che chiede una competenza così settoriale. Per i fautori del nucleare un punto di riferimento è senza dubbio il professor Fabio Pistella, già presidente del Cnr e oggi al Cnipa (Centro nazionale per l’informatica nella Pubblica amministrazione). Il quale non aspetterebbe la quarta generazione di Bersani (reattori che producono una dose minima di scorie) e ripartirebbe da subito coi generatori Tre più (il meglio oggi su piazza), anche perchè così quantifica il fabbisogno di tempo: “Ci vogliono dai tre ai cinque anni per scegliere il sito, il passaggio più difficile, altri 3-4 per costruire”. E allora, perché non attendere la quarta di generazione? Perché, a suo avviso, non si può temporeggiare e si sarà pronti per il dopo se si avrà esperienza ‘prima’. Resta da capire se l’Italia ha le professionalità. E lui pronto: “Quelli andati all’estero basta un fischio e tornano. E poi all’Ansaldo, una pattuglia seppur sparuta è rimasta”. La sua risposta all’esigenza di sicurezza non è scientifica ma filosofica: “How safe is safe enough?”, si chiede. Cioè, quanto ‘sicuro’ è sicuro abbastanza? Benché ci si stia avviando a standard sempre più raffinati quanto a garanzie il suo timore è che non basteranno mai per convincere chi è contro: “Mentre accettiamo il rischio probabilistico per tutte le faccende della vita solo col nucleare non è così”. Sulle scorie allarga la visuale: “Il problema su scala mondiale è una barzelletta. Mi si deve spiegare quale problema ci può essere a installare un bunker mille metri sottoterra nel deserto di Gobi”. L’Europa è il riferimento: “Non capisco perché ci siano direttive comunitarie sui profilattici e non sul nucleare, tema che ci accomuna e al quale dovremmo trovare risposte comuni”.

(06 novembre 2007)

http://espresso.repubblica.it/dettaglio/L’-atomo-si-spacca-in-due/1860279

Flop in Finlandia

Uno dei luoghi dove si sta costruendo una nuova centrale in Europa è Olkiluoto, Finlandia. E le cose stanno procedendo con notevoli intoppi. In due anni si è già accumulato un ritardo di 24 mesi. La spesa prevista, 3 miliardi di euro, è aumentata del 25 per cento. La ditta tedesca che aveva in appalto lo scafo del reattore ha subappaltato a una ditta polacca che fa chiglie per pescherecci e il risultato è stato che le saldature non sono risultate a norma. Gli indiani che dovevano occuparsi della base in cemento non hanno considerato che in Finlandia piove spesso e hanno dovuto rifare tutto. Inoltre era stato deciso a priori di rafforzare la cupola standard prevista contro eventuali attacchi terroristici.

(05 novembre 2007)

ultimo aggiornamento 05 Novembre 2007

La crisi energetica rilancia il nucleare Kyoto è l’obiettivo

LE PROSPETTIVE / PER RAGGIUNGERE I PARAMETRI FISSATI NEL PROTOCOLLO FIRMATO IN GIAPPONE E ABBATTERE L’EFFETTO SERRA, L’EUROPA INDICA DUE STRADE CHE PRESENTANO ENTRAMBE CONTROINDICAZIONI: LE FONTI RINNOVABILI E L’ENERGIA ATOMICA

WALTER GALBIATI

 

Energia nucleare e fonti rinnovabili. Due parole che un tempo non potevano nemmeno essere accostate, quasi fossero il diavolo e l’acqua santa, mentre ora sembra l’unico binomio in grado di portare l’Europa verso gli obiettivi del Protocollo di Kyoto. Il nemico numero uno e comune si chiama anidride carbonica, il gas responsabile del surriscaldamento del pianeta attraverso il cosiddetto effetto serra. E il protocollo firmato dai 35 Paesi più ricchi del mondo, la cui prima fase si chiuderà nel 2012, ne prevede la graduale riduzione.
La via per centrare gli obiettivi di Kyoto, al momento irraggiungibili, è stata indicata dal vertice europeo di Bruxelles, tenutosi lo scorso marzo, quando venne sancita la fine della “criminalizzazione” del nucleare, riconosciuto nell’occasione come l’opzione energetica a più bassa emissione di carbonio. E ha trovato una conferma nel rapporto presentato in agosto dall’Unfccc (United Nations Framework Convention on Climate Change) a Vienna alla Conferenza Onu sul clima. Gli esperti hanno raccomandato una drastica ristrutturazione degli investimenti energetici, ponendo l’accento soprattutto sulle energie rinnovabili e contemporaneamente sull’energia nucleare. Visto il collegamento fra i mutamenti climatici e la produzione di Co2 da parte dell’uomo, sarebbe necessario, secondo il rapporto, cambiare la destinazione degli investimenti fino al 2030 in modo da indirizzare qualcosa come 148 miliardi di dollari alle centrali nucleari, a quelle elettriche e ad altre fonti di energia rinnovabile, così come pure a centrali a petrolio e gas dotandole però di filtri Co2.
Le indicazioni, corrette o no, degli studiosi sono state prese al balzo dall’Europarlamento, che a fine ottobre ha approvato a larga maggioranza la relazione del popolare tedesco Hebert Reul. Il documento sancisce come l’energia nucleare «sia indispensabile per coprire il fabbisogno europeo nel medio termine» e come «la rinuncia al nucleare renderebbe impossibile raggiungere gli obiettivi di riduzione di Co2». Un testo che è stato approvato con 509 voti a favore, 153 contro e 30 astenuti. Il voto degli eurodeputati italiani presenti ha registrato 29 sì, 14 no e 2 astensioni.
Sono i numeri, secondo Reul, a suggerire la riscoperta del nucleare. Le energie fossili (petrolio, gas e carbone) coprono circa l’80% dei consumi europei, con la dipendenza dall’import destinata a salire fino al 70% del totale nel 2030 (con punte dell’85% per il gas). Troppo in relazione al problema della sicurezza delle forniture, per non parlare poi della produzione dei gas serra. L’energia nucleare, presente in 15 su 27 Paesi dell’Unione, già provvede a coprire il 31% del totale della produzione Ue di energia elettrica e potrebbe essere ampliata con notevoli benefici anche sul fronte delle emissioni di Co2. In Finlandia è bastato costruire una quinta centrale nucleare per tagliare del 15% le emissioni di anidride carbonica.
L’apertura verso il nucleare comunque rimane competenza esclusiva di ciascun Paese, che si deve confrontare non solo con le pubbliche opinioni nazionali, ma anche con la gestione dei rifiuti tossici e la difficoltà nell’insediare nuove centrali. Pur se l’Europarlamento afferma che negli ultimi 40 anni lo sviluppo industriale dell’energia nucleare su vasta scala è avvenuto in «condizioni sempre migliori di affidabilità e sicurezza» e che i reattori di quarta generazione consentono «lo sfruttamento più efficace dei combustibili e la riduzione della quantità di rifiuti», molti Paesi come l’Italia al momento hanno scelto di non seguire questa via.
L’altra alternativa è puntare sulle energie rinnovabili, anche se gli stessi esperti dell’Onu e dell’Unione europea mettono in guardia contro l’uso indiscriminato di queste fonti. Un esempio è il bioetanolo, il più diffuso combustibile di origine vegetale prodotto da palma, barbabietole, patate, canna da zucchero e mais. La sua produzione è caldeggiata non solo perché si tratta di un carburante rinnovabile, ma anche perché il processo di fotosintesi delle piante coltivate per produrlo chiuderebbe in pareggio il ciclo delle emissioni di anidride carbonica dei veicoli che lo utilizzano. Nessuno però ha fatto i conti con gli effetti collaterali. Secondo un rapporto dell’Unep, l’agenzia Onu per l’ambiente, i rimedi dei paesi ricchi ai cambiamenti climatici rischiano di peggiorare le condizioni di quelli più poveri. L’importazione in Occidente dei biocarburanti ha portato ad una coltivazione indiscriminata che sta già minacciando la biodiversità e le foreste di molti paesi in via di sviluppo.
Le conseguenze estreme di questo boom del bioetanolo si stanno riversando soprattutto sulle foreste vergini e sulle pianure umide delle regioni tropicali dove è in atto una nuova aggressione per soddisfare la domanda di etanolo dei paesi industrializzati. A tal punto che, secondo alcune organizzazioni ambientaliste, la deforestazione ha prodotto addirittura un aumento dei gas da effettoserra. Una soluzione potrebbe essere quella di produrre bioetanolo di seconda generazione, ovvero con gli scarti dell’agricoltura, o con sistemi ancora più raffinati come l’EcoEthanol della Iogen, che viene estratto dalla cellulosa utilizzando particolari enzimi.
Un altro effetto collaterale dell’aumento di terreni destinati alla produzione di biocarburanti è la concomitante contrazione di terreni destinati alle normali coltivazioni, una dicotomia che non ha fatto altro che lievitare i prezzi delle materie prime agricole, a danno dei più poveri. Recentemente negli Usa, dove hanno deciso di puntare con decisione sul bioetanolo, le esportazioni di mais verso il Messico sono sensibilmente calate, provocando rincari sul prezzo delle tortillas, piatto fondamentale del Paese centroamericano. E un problema analogo si è verificato in Cina, dove il mercato delle derrate alimentari è entrato in crisi perché la produzione di carburanti ecologici ha fatto innalzare il prezzo del granoturco del 40% e dell’avena del 20%. Un rapporto pubblicato a fine luglio dalla Commissione europea sostiene che nel 2020 la Ue, per rispettare l’impegno di mettere nei motori il 10% di biocarburanti, dovrà consumare 59 milioni di tonnellate di mais e frumento tenero.

http://www.repubblica.it/supplementi/af/2007/11/05/rapportoenergiaeambiente/044atomik.html

Tecnologie sperimentali e progetti alternativi per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi: nel passato, nel presente, nel futuro



Il problema dello smaltimento delle rifiuti radioattivi ha portato i diversi Stati della mondo ad adottare diverse soluzioni: gli USA hanno deciso di stoccarli nello Yukka Mountain, in Nevada, senza riciclarli. La Federazione Russa è propensa a compiere un’operazione simile. Francia, Belgio, Inghilterra, Giappone hanno invece deciso di riciclarli sotto forma di MOX (ossidi di U e Pu) e riutilizzarli per aumentare la resa di produzione di energia e ridurre la quantità degli stessi. Sono due filosofie completamente differenti con grosse implicazioni politiche e strategiche, culminanti nel cosiddetto NPT (Non Proliferation Treaty), avente la finalità di minimizzare il rischio di proliferazione, incidente o sabotaggio.

Alcune soluzioni sono rese impossibili:
– depositare le scorie nei ghiacci polari dell’Antartico non è permesso a seguito di un trattato internazionale il quale sostiene che l’ultimo continente incontaminato non deve venire a contatto con il nucleare
– seppellire le scorie radioattive nella crosta terrestre ad un livello sufficientemente profondo perché possano essere risucchiate nel nucleo incandescente del pianeta, è una possibilità che è già stata studiata dagli Stati Uniti e dalla Russia, ma non esisterebbero i presupposti geologici per realizzarla.

Altre soluzioni sono poi state prese in considerazione nel passato e ancora altre si prendono in considerazione per il futuro. Vediamo alcune di queste idee.
 

A – Lo smaltimento sotto i fondali marini

B – La “trasmutazione” dei nuclei radioattivi a vita media-lunga in elementi stabili

C – Il Sole come discarica per le scorie nucleari

D – L’uso civile e bellico dell’ uranio impoverito (il “prodotto di scarto”)

E – Il batterio che ripulisce dalla radioattività

http://www.zonanucleare.com/tecnologie_sperimentali_progetti_alternativi_smaltimento/B_rubbia_ads_accelerator_driven_systems_trasmutazione.htm

B – La “trasmutazione” dei nuclei radioattivi a vita media-lunga in elementi stabili

In tutto il mondo si stanno studiando tecnologie avanzate di trasmutazione basate sull’impiego di Nuclear Transmuters (Reattori dedicati alla trasmutazione) ed Accelerator Driven Systems for Transmutation (Acceleratori accoppiati a Reattori per la Trasmutazione o ADS); entrambe le tecnologie hanno lo scopo di abbreviare l’emivita delle scorie, permettendo un ulteriore recupero energetico. L ‘Italia è coinvolta seriamente in alcuni di tali progetti.   [4]

È in corso un vasto programma europeo (oltre che programmi in altri grandi paesi industrializzati, tra cui Usa e Giappone) – che ha già ricevuto l’adesione di un gruppo di paesi (Austria, Belgio, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Portogallo, Spagna, Svezia) trasmutazione mediante sistemi pilotati da acceleratori (Accelerator Driven Systems, ADS).   [5]

E proprio nel luglio 2003, il Prof. Carlo Rubbia ( Commissario Straordinario dell’Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia e l’Ambiente, ENEA) e il Dr. Peter Fritz ( Condirettore del Consiglio Esecutivo del Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, FZK ) hanno firmato un Accordo di Collaborazione per attività di Ricerca e Sviluppo Sviluppo sia nel campo delle tecnologie dei metalli liquidi pesanti, sia nel campo della sicurezza nucleare e della chiusura del ciclo del combustibile degli impianti nucleari. La collaborazione tra i due Enti mira, in particolare, a sviluppare congiuntamente sistemi e tecnologie finalizzati a ridurre drasticamente la radiotossicità dei rifiuti radioattivi a lunga vita principalmente plutonio ed attinidi minori provenienti dal combustibile esausto degli impianti nucleari, mediante il processo di trasmutazione. Per raggiungere questi ambiziosi obiettivi la collaborazione fra i due Enti ha assunto come soluzione tecnologica di riferimento l’applicazione del concetto di trasmutazione dei radionuclidi a lunga vita, mediante l’uso di sistemi sottocritci sostenuti da acceleratori (cosiddetti ADS, Accelerator Driven Systems).
L’accordo firmato fra ENEA e FZK si inserisce, quindi, a pieno titolo nelle iniziative più rilevati connesse alla riduzione della pericolosità delle scorie nucleari ed allo sviluppo degli ADS e segna un riconoscimento significativo dell’impegno profuso da ENEA in questi ultimi anni in questo campo. Tale impegno potrà portare, in un prossimo futuro, ad ulteriori e rilevanti ricadute per l’ Ente ed il Paese, anche in altri settori quali quelli delle sorgenti di neutroni intense, per usi industriali e di ricerca, e delle tecnologie e dei componenti per i rettori nucleari di quarta generazione.
In base a tale accordo, l’ ENEA ha messo a disposizione il reattore TRIGA (Training Research Isotopes General Atomics) del Centro Ricerche della Casaccia
(Roma), per lo svolgimento delle attività relative all’esperimento TRADE (TRIGA Accelerator Driven Experiment) che, primo nel suo genere al mondo, consentirà lo studio della fisica dell’accoppiamento di un acceleratore di particelle con un sistema nucleare sottocritico, a potenza significativa.   [6]

Ed infatti l’ Enea sta sperimentando già da qualche tempo una nuova tecnologia messa a punto dal premio Nobel Carlo Rubbia che prevede una variante del sistema ADS (Accelerator Driven System) e che consentirà di “bruciare” le scorie radioattive. “L’alternativa oggi allo studio è quella di ‘bruciare’ quegli elementi che hanno vita troppo lunga per garantire la sicurezza ambientale futura” ha detto Rubbia, riferendo che “l’Enea è attualmente impegnato in attività sperimentali derivanti dall’utilizzo del sistema ADS, che si basa sull’accoppiamento tra un acceleratore di particelle ad altissima intensità e un dispositivo sottocritico nucleare”. “L’ADS – ha aggiunto Rubbia – è il frutto della reciproca fecondazione di tecnologie indipendenti: gli acceleratori di particelle come quelli usati per la ricerca, i reattori – operati in regime sottocritico – refrigerati a piombo fuso, come quelli usati nei sottomarini russi, e il trattamento dei combustibili usati”.  [7]

Il motore nucleare ideato da Carlo Rubbia (detto perciò “Rubbiatron”) è una delle numerose applicazioni pratiche di un esperimento, il TARC, nato con finalità di ricerca pura. L’esperimento TARC è stato avviato da Carlo Rubbia nel 1996 al Ps, il Sincrotrone a protoni del Cern (laboratorio europeo per la fisica delle particelle) di Ginevra. Scopo dell’esperimento era studiare il comportamento di alcuni particolari atomi nelle reazioni di fissioni nucleare. Da questo esperimento lo scienziato italiano è riuscito a ricavare numerose applicazioni pratiche, ora in fase di sviluppo. “L’idea, dunque, è stata quella di provocare una trasformazione delle scorie radioattive, una trasmutazione, bombardandole con neutroni che si ottengono sparando protoni nel piombo fuso. Così, uranio e plutonio diventano sostanze diverse che non emettono più radiazioni o devono essere contenuti per un periodo ben più breve, non oltre 5-600 anni: vale a dire un tempo nel quale ragionevolmente si può pensare di gestire un controllo. Al Cern abbiamo già condotto esperimenti per verificare la nuova idea e il sistema funziona. Per sparare i protoni utilizzo un acceleratore di particelle come quelli che normalmente utilizziamo nello studio della materia. La difficoltà tecnica forse maggiore è l’impiego del piombo fuso, ma ci possono dare una mano i russi; loro hanno sviluppato questa tecnologia per scopi militari, e ho già contatti con gli scienziati di Mosca che sono interessati al progetto”.
Ma oltre a distruggere le scorie radioattive, la macchina di Rubbia nasce con l’obiettivo di generare energia, con un vantaggio sui generatori nucleari finora costruiti: essere molto più sicuro, allontanando lo spettro di Chernobyl. “Se nel piombo fuso immergo del torio invece delle scorie, i neutroni che lo colpiscono provocano una fissione nucleare, cioè una reazione nella quale ottengo calore utilizzabile per generare energia elettrica. Perché è più sicuro degli altri? Primo: utilizzo come elemento combustibile il torio, che si trova normalmente nella crosta terrestre, ma è tre volte più abbondante dell’uranio e, soprattutto, elimino quasi completamente le scorie radioattive, e in particolare il terribile plutonio. Secondo: a tenere acceso il reattore ci pensa l’iniettore di protoni. Se c’è un problema, lo spengo come giro l’interruttore della luce e la reazione si blocca istantaneamente. Nulla può sfuggire di mano e portare all’incubo della fusione del nocciolo, come accadde a Chernobyl.”   [8]
 

http://www.zonanucleare.com/tecnologie_sperimentali_progetti_alternativi_smaltimento/A_fondali_oceanici_odm.htm

http://www.zonanucleare.com/tecnologie_sperimentali_progetti_alternativi_smaltimento/C_sole_discarica_scorie.htm

http://www.zonanucleare.com/tecnologie_sperimentali_progetti_alternativi_smaltimento/D_uranio_impoverito_u_238.htm

http://www.zonanucleare.com/tecnologie_sperimentali_progetti_alternativi_smaltimento/E_batterio_radioattivita.htm

http://www.zonanucleare.com/scienza/scorie_nucleari.htm

I rifiuti radioattivi 

                                  A) Definizione di “Rifiuti Radioattivi”

Definizioni in ambito internazionale

“… qualsiasi materiale che contiene o è contaminato da radionuclidi a concentrazioni o livelli di radioattività superiori alle “quantità esenti” stabilite dalle Autorità Competenti, e per i quali non é previsto alcun uso …”

(Dal Glossario IAEA)

“… materiale radioattivo in forma solida, liquida o gassosa per il quale non è previsto alcun ulteriore uso e che è tenuto sotto controllo come rifiuto radioattivo dall’Organismo Nazionale a ciò preposto secondo le norme e le leggi nazionali”

(Art. 2 punto “h” della Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management”)

Definizione secondo la legge italiana

“… qualsiasi materia radioattiva, ancorché contenuta in apparecchiature o dispositivi in genere, di cui non é previsto il riciclo o la riutilizzazione …”

(Decreto Legislativo 17 marzo 95 N° 230 modificato dall’ Art. 4, comma 3/i del Decreto Legislativo 241/00)

                                       B) Modalità di classificazione

Per classificare i rifiuti radioattivi possono essere presi in considerazione vari parametri, quali:

iuti sono classificati in:

– Rifiuti gassosi

– Rifiuti liquidi

– Rifiuti solidi

Rifiuti gassosi

Sono prodotti essenzialmente nel ciclo del combustibile nucleare (reattore, riprocessamento).

Sono costituiti essenzialmente da gas nobili, ad esempio:
Kr-85 (cripto 85), tempo di dimezzamento 10,7 anni
Xe-133, (xeno 133), tempo di dimezzamento 5,2 giorni
Alcuni radioisotopi solidi particolarmente volatili possono accompagnare i rifiuti gassosi. Ad esempio:
I-131 (iodio 131), tempo di dimezzamento 8 giorni
I-129 (iodio 129), tempo di dimezzamento 15 milioni di anni
Cs-137 (cesio 137), tempo di dimezzamento 30 anni.
Anche il tritio(H-3) e il carbonio-14 possono dar luogo a prodotti radioattivi gassosi (idrogeno, vapor d’acqua, anidride carbonica).

Per tutti questi deve essere previsto un efficace sistema di intrappolamento, con conseguente produzione di rifiuti solidi o liquidi, a seconda delle tecniche impiegate. 

Rifiuti liquidi

Sono prodotti in tutte le attività che implicano la produzione e l’impiego di radionuclidi.
Sono costituiti essenzialmente da soluzioni acquose, più o meno concentrate in sali.

Per quanto riguarda la quantità e qualità dei radionuclidi in essi contenuti, possono appartenere a tutte le categorie di classificazione.

I volumi più importanti (anche se relativamente a bassa radioattività) sono prodotti nelle operazioni di lavaggio e decontaminazione.

Sono generalmente raccolti e contenuti in serbatoi di caratteristiche adeguate, in attesa di essere sottoposti ai processi di trattamento e condizionamento.

Sono anche prodotte relativamente piccole quantità di rifiuti liquidi non acquosi, come ad esempio i solventi organici usati nel riprocessamento, oli lubrificanti contaminati, miscele di composti organici usati per scopi analitici (scintillazione liquida).

Rifiuti solidi

Sono prodotti in tutte le attività che implicano la produzione e l’impiego di radionuclidi.

Per quanto riguarda la quantità e qualità dei radionuclidi in essi contenuti, possono appartenere a tutte le categorie di classificazione.

I rifiuti solidi possono essere distinti : 

                   D) Classificazione italiana -Guida Tecnica n.26 – ANPA

Terza Categoria

 
Guida Tecnica n. 26 – La gestione dei rifiuti radioattivi

                                    E) Origine dei Rifiuti Radioattivi
 

Tutte le attività in cui sono utilizzati o manipolati materiali radioattivi generano rifiuti radioattivi.
Si illustrano di seguito le principali fonti di produzione dei rifiuti radioattivi, distinte per le diverse concentrazioni di radioattività.

 – Rifiuti a bassa attività
 – Rifiuti a media attività
 – Rifiuti ad alta attività


Rifiuti a bassa attività

Le principali fonti di produzione sono:
·  Installazioni nucleari
·  Ospedali
·  Industria
·  Laboratori di ricerca

Essi includono generalmente:
·  Carta, stracci, indumenti, guanti, sovrascarpe, filtri
·  Liquidi (soluzioni acquose o organiche)

Un tipico reattore nucleare di potenza ne produce circa 200 m³ all’anno.
Un significativo contributo proviene dalla disattivazione delle installazioni nucleari non più in funzione.

Rifiuti a media attività

Le principali fonti di produzione sono:
·  Centrali nucleari
·  Impianti di fabbricazione del combustibile a ossidi misti (MOX)
·  Impianti di riprocessamento
·  Centri di ricerca

Includono generalmente:
·  Scarti di lavorazione, rottami metallici
·  Liquidi, fanghi, resine esaurite

Un tipico reattore nucleare di potenza ne produce circa 100 m³ all’anno.
Un significativo contributo proviene dalla disattivazione delle installazioni nucleari non più in funzione

 

Rifiuti ad alta attività

Sono le “ceneri” prodotte dal “bruciamento” dell’uranio nei reattori. I principali componenti sono i prodotti di fissione e gli attinidi transuranici.

Essi sono costituiti:
·  dal combustibile nucleare irraggiato “tal quale”
· dalle scorie primarie del riprocessamento

Un tipico reattore nucleare di potenza produce circa 30 tonnellate all’anno di combustibile irraggiato.
Nel caso del riprocessamento, questo quantitativo corrisponde a circa 4 m³ di prodotti della vetrificazione dei rifiuti ad alta attività.

 fonte: A.N.P.A

http://www.zonanucleare.com/scienza/rifiuti_radioattivi.htm

http://www.zonanucleare.com/scienza/gestione_rifiuti_radioattivi.htm

La Guida Tecnica n. 26 – La gestione dei rifiuti radioattivi
(Guida Tecnica n. 26 CNEN-DISP, poi ENEA-DISP ed infine ANPA poi diventata APAT)

I. INTRODUZIONE



I.1 Premessa

I principi fondamentali a cui si deve far riferimento per la gestione dei rifiuti radioattivi sono quelli della protezione sanitaria delle popolazioni e dei lavoratori, e della preservazione dell’ambiente, tenendo anche conto dell’impatto sulle generazioni future. I rifiuti radioattivi prodotti nell’impiego pacifico dell’energia nucleare si presentano sotto varie forme ed il loro contenuto di attività può variare entro limiti molto estesi; le radiazioni emesse inoltre sono di natura diversa (α, β, γ e n) e di diversa energia, così come diversi sono i tempi di dimezzamento: da tali diversità discende la necessità di una gestione differenziata dei rifiuti stessi. Tale gestione, che comprende la raccolta, la cernita, il trattamento e condizionamento, il deposito temporaneo, il trasporto e lo smaltimento, risulta strettamente connessa anche con la scelta dei processi e con la progettazione degli impianti che generano i rifiuti radioattivi, poiché questi possono influenzarne notevolmente la natura e le quantità prodotte.



I.2 Obiettivi e campo di applicazione

La presente Guida Tecnica è volta a precisare i criteri che debbono essere rispettati per una corretta gestione dei rifiuti radioattivi.
In essa i rifiuti sono classificati in tre categorie cui corrispondono tempi diversi per il loro confinamento e diverse strategie di gestione. Vengono in particolare fornite indicazioni per le prime due delle tre categorie e sono inoltre contenute alcune indicazioni generali per la terza categoria riguardante i rifiuti che richiedono tempi di confinamento dell’ordine di centinaia di migliaia di anni. La presente Guida Tecnica si applica ai rifiuti radioattivi prodotti nelle attività disciplinate dalle norme di legge vigenti sull’impiego pacifico dell’energia nucleare; non si applica ai rifiuti aeriformi e ai rifiuti liquidi che vengono smaltiti nell’ambiente sotto forma di effluenti.



I.3 Definizioni

Ai fini della presente Guida Tecnica valgono le seguenti definizioni:

Rifiuto radioattivo: materiale prodotto o utilizzato nell’impiego pacifico dell’energia nucleare contenente sostanze radioattive e per il quale non è previsto il riutilizzo; non sono da computarsi i radionuclidi delle famiglie dell’uranio e del torio naturalmente presenti nei materiali, purché in concentrazioni inferiori a quelle stabilite dal Consiglio delle Comunità Europee ai sensi dell’art. 197 del Trattato Istitutivo della Comunità Europea dell’Energia Atomica; non sono altresì da considerarsi rifiuti radioattivi gli elementi di combustibile irraggiato.

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.

Confinamento: segregazione dei radionuclidi della biosfera con limitazione di un loro rilascio al di sotto di quantità e concentrazioni ritenute accettabili.

Deposito di smaltimento: struttura naturale e/o artificiale adibita alla sistemazione dei rifiuti radioattivi ai fini dello smaltimento.

Inglobamento: condizionamento dei rifiuti radioattivi solidi con la produzione di una matrice solida eterogenea.

Solidificazione: condizionamento dei rifiuti radioattivi liquidi o semiliquidi con la produzione di una matrice solida omogenea.

Trattamento: complesso di operazioni che mediante l’applicazione di processi fisici e/o chimici, 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.
 

II. CRITERI


II.l Radioprotezione e protezione dell’ambiente

Le dosi individuali e collettive alla popolazione e ai lavoratori derivanti dalla gestione dei rifiuti radioattivi devono essere ridotte al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenendo conto di fattori economici e sociali e dell’impatto sulle generazioni future. Deve inoltre essere limitato il possibile impatto sull’ambiente tenendo conto, oltre che degli aspetti radiologici, anche di tutti gli aspetti che hanno o possono avere una rilevanza per la preservazione della qualità dell’ambiente e per gli usi attuali e futuri del territorio.


II.2 Riduzione della quantità di rifiuti prodotti e riduzione del volume

Debbono essere adottati adeguati provvedimenti atti a:

• ridurre la produzione dei rifiuti radioattivi all’origine, in termini di massa, volume ed attività
• ridurre il volume dei rifiuti radioattivi prodotti mediante selezione di specifici processi di trattamento, anche in relazione alla prevista soluzione di smaltimento

Tutti gli aspetti tecnici, gestionali, amministrativi, che hanno o possono avere una precisa rispondenza sulle quantità di rifiuti radioattivi generate e sulla loro riduzione di volume e che possono riguardare le fasi di progettazione tecnica e/o modalità operativa di impianti o apparecchiature, di pianificazione di servizi, di selezione di processi, ecc. devono essere anche a tal fine ottimizzati.



II.3 Classificazione dei rifiuti radioattivi

I rifiuti radioattivi sono classificati in tre categorie in relazione alle caratteristiche e alle concentrazioni dei radioisotopi contenuti. A ciascuna categoria corrispondono diverse modalità di gestione ed, in particolare, diverse soluzioni di smaltimento.


II.3.1 Prima categoria

Sono classificati in prima categoria i rifiuti radioattivi che richiedono tempi dell’ordine di mesi, sino ad un tempo massimo di alcuni anni, per decadere a concentrazioni di radioattività inferiori ai valori di cui ai commi b) e c) del punto 2 dell’art. 6 del D.M. 14 luglio 1970, e quelli contenenti radionuclidi a lungo periodo di dimezzamento purché in concentrazioni inferiori a tali valori. Questi rifiuti hanno origine essenzialmente dagli impieghi medici e di ricerca scientifica, dove i radionuclidi utilizzati (tranne alcuni casi specifici quali quelli del ³H e del¹⁴C) sono caratterizzati da tempi di dimezzamento relativamente brevi (inferiori ad 1 anno) e, nella maggior parte dei casi, inferiori ai 2 mesi.


II.3.2 Seconda categoria

Sono classificati in seconda categoria i rifiuti che richiedono tempi variabili da qualche decina fino ad alcune centinaia di anni per raggiungere concentrazioni di radioattività dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g (una decina di nCi/g) nonché quei rifiuti contenenti radionuclidi a vita molto lunga purché in concentrazioni di tale ordine. Questi rifiuti sono in particolare caratterizzati da una concentrazione di radioattività tale che, a seguito di eventuali processi di trattamento e condizionamento cui potranno essere sottoposti i rifiuti, non si abbia il superamento, all’atto dello smaltimento, dei valori indicati in tabella l.
In questa categoria rientrano in gran parte i rifiuti provenienti da particolari cicli di produzione degli impianti nucleari e soprattutto dalle centrali elettronucleari di potenza nonché da alcuni particolari impieghi medici, industriali e di ricerca scientifica. Vi rientrano, inoltre, anche alcune parti e componenti di impianto derivanti dalle operazioni di ”decommissioning” degli impianti nucleari.


II.3.3 Terza categoria

Sono classificati in terza categoria tutti i rifiuti che non appartengono alle categorie precedenti. A questa categoria appartengono in particolare i rifiuti radioattivi che richiedono tempi dell’ordine di migliaia di anni ed oltre per raggiungere concentrazioni di radioattività dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g (una decina di nCi/g). In tale categoria rientrano in particolare:

• i rifiuti liquidi ad elevata attività specifica derivanti dal primo ciclo di estrazione degli impianti di riprocessamento (o liquidi equivalenti) ed i solidi in cui questi liquidi possono essere convertiti
• i rifiuti contenenti emettitori di alfa e neutroni provenienti essenzialmente dai laboratori di ricerca scientifica, da usi medici ed industriali, dagli impianti di fabbricazione degli elementi di combustibile ad ossido misto e dagli impianti di riprocessamento.

II.4 Gestione dei rifiuti della prima categoria

I rifiuti classificati in prima categoria devono essere conservati in apposito deposito per un periodo di tempo sufficiente al raggiungimento di valori di concentrazione inferiori a quelli di cui al precedente paragrafo II.3.1.
Qualora siano presenti radionuclidi con tempi di dimezzamento diversi, si dovrebbe prevedere una raccolta differenziata sul luogo di produzione al fine di ottimizzare la permanenza nel deposito. Ove questo non sia possibile, sono i rifiuti a tempo di dimezzamento più lungo che determinano la permanenza nel deposito. I rifiuti devono essere conservati nel deposito in contenitori atti a garantirne il contenimento, anche tenendo conto dei processi di interazione chimico-fisica fra rifiuto e contenitore.
Al fine di ridurre eventuali problemi di contaminazione del contenitore, nel caso di suo previsto riutilizzo, è opportuno che i rifiuti vengano raccolti in un ulteriore sistema di contenimento (ad es. sacchi di plastica). I livelli di irraggiamento esterno e di contaminazione superficiale, relativamente ai contenitori e al locale di deposito, devono essere conformi alla classificazione del locale e dei lavoratori.
Qualora sia previsto il trasporto di questi rifiuti devono altresì essere soddisfatti i requisiti posti dalla normativa relativa al trasporto di materie radioattive, sia per quel che riguarda le attività trasportate che i contenitori. Deve essere istituito un sistema di registrazione che indichi, per ogni contenitore: i radionuclidi presenti,le attività e la concentrazione, la data di fine raccolta dei rifiuti, la loro provenienza, la data prevista per lo smaltimento.
Tali dati, o comunque un inequivocabile riferimento ad essi, devono essere indicati sul contenitore. Per la valutazione delle concentrazioni possono essere adottati anche metodi indiretti, purché di dimostrata affidabilità. Il locale da adibire al deposito dei contenitori deve essere tale da garantire:

a) la protezione dagli agenti meteorici e dall’allagamento;
b) una opportuna prevenzione e protezione contro 1’incendio;
c) la non accessibilità da parte dei non addetti.

Allorché le concentrazioni di radioattività siano scese a valori inferiori a quelli di cui al precedente paragrafo II.3.1, i rifiuti possono essere smaltiti nel rispetto delle norme di cui al DPR n. 915 del 10 settembre 1982.


II.5 Gestione dei rifiuti della seconda categoria

I criteri di seguito indicati sono riferiti a soluzioni di smaltimento nei fondali oceanici o su terraferma, in superficie o a piccole profondità; la maggior parte di essi è inoltre applicabile anche ad altri tipi di smaltimento su terraferma, quali lo smaltimento in miniere abbandonate, cavità rocciose naturali, ecc.


II.5.1 Criteri di radioprotezione e protezione dell’ambiente

Lo smaltimento sulla terraferma dei rifiuti radioattivi deve avvenire nel rispetto degli obiettivi di cui al capitolo II.1.
In particolare l’esposizione presente e futura degli individui dei gruppi di riferimento della popolazione, non deve essere superiore al valore individuato come obiettivo di progetto per altri tipi di impianto. Tale valore, che corrisponde ad un equivalente di dose efficace annuo di 0,1 mSv (10 mrem), rappresenta una piccola frazione dell’esposizione dovuta al fondo medio naturale di radiazione. Tali obiettivi devono essere perseguiti attraverso la selezione di requisiti tecnici idonei a carico dei rifiuti, del deposito e del relativo sito di smaltimento, nonché attraverso provvedimenti gestionali da prevedere già in fase di progettazione del deposito di smaltimento e di pianificazione delle procedure per la gestione dei rifiuti stessi.


II.5.2 Requisiti per i rifiuti radioattivi ai fini dello smaltimento

I rifiuti radioattivi appartenenti alla seconda categoria, ad eccezione di quanto riportato nel paragrafo II.5.3, devono essere sottoposti, dopo eventuale trattamento, a specifici processi di condizionamento. Ciò comporta la solidificazione dei rifiuti liquidi e semiliquidi e l’inglobamento dei rifiuti solidi. Nella definizione
(progettazione ed esercizio) dei sistemi di condizionamento, fermo restando le esigenze di ordine radioprotezionistico ed il criterio di cui al punto II.2 b) relativo alla riduzione dei volumi, va considerato quanto segue:

a) il condizionamento dei rifiuti radioattivi deve realizzarsi in una fase temporale quanto più prossima possibile alla fase di produzione;
b) vanno messe in atto nella misura ragionevolmente possibile le tecniche che fanno ricorso ad una miscelazione delle diverse correnti di rifiuti e che risultano in una diminuzione dei volumi dei rifiuti condizionati.

La concentrazione dei radionuclidi in un rifiuto condizionato non deve essere superiore ai limiti riportati nella tabella 1.
Il rispetto di tali limiti è temporalmente riferito alla fase di smaltimento ma è richiesto che, per quanto possibile, tali limiti siano rispettati anche per il manufatto al termine del processo di condizionamento. A tale proposito è consentito che, nel quadro più generale di un bilanciamento con il requisito di minimizzazione dei volumi, la concentrazione di radioattività nei manufatti al termine del processo di condizionamento possa in alcuni casi superare i limiti di cui sopra. In tali casi specifici và fornita, a supporto del periodo temporale di stoccaggio prospettato, una chiara dimostrazione dell’adeguatezza, in termini di capacità e di caratteristiche (v. punto II.5.9), del deposito temporaneo che si intende utilizzare: il periodo temporale di stoccaggio assunto ai fini della valutazione delle concentrazioni di radioattività non può in ogni caso essere superiore a 10 anni.
I limiti di cui alla tabella 1, che non eccedono i limiti di concentrazione previsti nella normativa NEA per l’affondamento in mare, si intendono di norma riferiti all’intero volume monolitico in cui il materiale radioattivo è distribuito; sono pertanto di norma esclusi dal computo del peso complessivo gli strati di materiale a cui possono attribuirsi funzioni di schermaggio e altre funzioni che non siano quelle relative alla solidificazione e inglobamento del materiale radioattivo stesso. Analogamente, nel caso di inglobamento di rifiuti solidi di notevoli dimensioni il computo delle attività specifiche ai fini del rispetto dei valori della tabella 1 va riferito alla massa del rifiuto solido e non all’intera massa del manufatto.
Qualora nel rifiuto da smaltire siano presenti più radionuclidi, i limiti della tabella 1 sono rispettati quando la somma dei quozienti ottenuti dividendo la concentrazione dei singoli radionuclidi presenti nel rifiuto per il corrispondente limite riportato nella tabella 1 non è superiore ad l.
I metodi impiegati per la valutazione delle concentrazioni nei manufatti, possono essere diretti o indiretti, ma comunque tali da consentire una verifica del rispetto dei limiti riportati nella tabella l.


II.5.3 Rifiuti della seconda categoria che non necessitano di condizionamento ai fini dello smaltimento

I rifiuti di tipo solido secco che, anche a seguito di eventuali processi di trattamento finalizzati alla riduzione del volume, presentino concentrazioni di radioattività inferiori a quelle indicate in tab.2 e che richiedono quindi tempi dell’ordine di pochi decenni per decadere a livelli dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g (decine di nCi/g) possono essere smaltiti in terraferma, nel rispetto degli obiettivi di protezione sanitaria e dell’ambiente soprarichiamati, senza un loro preventivo condizionamento.
Tali rifiuti sono in genere costituiti da oggetti contaminati o leggermente attivati, quali ad esempio, stracci, carta, vestiario, attrezzi e componenti di origine e genere diversi. La possibilità di smaltimento sulla terraferma di tali rifiuti è inoltre condizionata dalla loro natura fisica e chimica, dai processi di trattamento, dalle modalità e tecniche di confezionamento utilizzate, dall’assenza di liquidi liberi associati ai rifiuti confezionati.
I metodi impiegati per la lavorazione delle concentrazioni possono essere diretti o
indiretti, ma comunque tali da consentire una verifica del rispetto dei limiti riportati
nella tabella 2.
Questi rifiuti debbono essere posti in contenitori e, nel deposito di smaltimento,
separati dai rifiuti di seconda categoria condizionati.
 

II.5.4 Condizionamento dei rifiuti radioattivi

I rifiuti condizionati devono presentare una serie di caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche che li rendano idonei allo smaltimento sulla terraferma. I manufatti devono comunque rispettare tutti i requisiti di confezionamento richiesti dalla normativa NEA per l’affondamento in mare (Guidelines for sea dumping packages of radioactive wastes, NEA, Aprile 1979).
Nel processo di condizionamento debbono essere tenuti presenti, particolarmente nel caso di previsto trasporto alla rinfusa, i requisiti richiesti dalle norme in vigore sul trasporto nazionale e internazionale di materie radioattive cui i manufatti dovranno soddisfare all’atto della loro produzione, o direttamente, o mediante componenti addizionali di schermatura.
Il livello di irraggiamento esterno del manufatto senza l’ausilio di componenti addizionali e rimovibili di schermatura, non deve comunque superare all’atto della produzione, un equivalente di dose a contatto di 10 mSv/h (1 rem/h). Vengono di seguito indicati i requisiti minimi che i rifiuti condizionati devono possedere, precisando in alcuni casi la normativa nazionale ed estera alla quale si può fare riferimento per la definizione dei requisiti o della modalità di esecuzione delle prove; le norme indicate possono essere sostituite da altre norme o procedure equivalenti.

a) Resistenza alla compressione
La resistenza alla compressione deve essere non inferiore a 500 N/cm². Per i materiali con caratteristiche elasto-plastiche la stessa deve essere valutata in corrispondenza del carico per il quale si ha una deformazione pari al 5% nel senso della compressione (le prove possono essere eseguite secondo le norme UNI per le prove distruttive sul calcestruzzo).

b) Resistenza ai cicli termici
Non devono osservarsi crepe e la resistenza a compressione deve mantenersi superiore al limite sopra indicato, a seguito di almeno 30 cicli termici di 24 ore da –
40°C + 40°C con una umidità relativa pari al 90%.

c) Resistenza alle radiazioni
La resistenza alla compressione deve mantenersi superiore al limite sopra indicato a seguito di esposizioni a 10⁶ Gy (10⁸ Rad) di radiazioni gamma.

d) Resistenza al fuoco
I rifiuti condizionati devono essere non combustibili od almeno autoestinguenti ai sensi della norma ASTM D 635-81.

e) Lisciviabilità
I rifiuti condizionati devono presentare una elevata resistenza alla lisciviazione. Le prove di lisciviabilità vanno effettuate con metodi di valutazione a lungo termine.

f) Liquidi liberi
I rifiuti condizionati devono essere esenti da liquidi liberi ai sensi della norma
ANSI/ANS 55-1.

g) Resistenza alla biodegradazione
I rifiuti condizionati devono avere adeguate caratteristiche di resistenza alla biodegradazione mantenendo la resistenza alla compressione superiore al limite sopra indicato.

h) Resistenza all’immersione
L’immersione per 90 giorni in acqua dolce non deve dar luogo a rigonfiamenti né comportare una diminuzione della resistenza alla compressione rispetto al limite indicato.

La verifica del rispetto di tali requisiti deve essere inquadrata in un programma documentato di qualificazione e controllo (sviluppato a fronte dei criteri applicabili di Garanzia della Qualità della Guida Tecnica n. 8 dell’ENEA/DISP) del sistema di condizionamento che preveda una serie di prove di caratterizzazione alle quali devono essere sottoposti campioni di laboratorio o prototipi dei manufatti in opportuna scala simulanti i rifiuti condizionati. Il programma deve riguardare inoltre i metodi di valutazione della concentrazione di radioattività dei manufatti ed i criteri di progetto ed esercizio dell’impianto di condizionamento. Qualora le prove di caratterizzazione venissero effettuate su campioni di laboratorio, le caratteristiche di tali campioni devono essere correlate a quelle dei rifiuti condizionati in scala reale.


II.5.5 Contenitori per rifiuti radioattivi

I contenitori per rifiuti radioattivi devono garantire le seguenti funzioni:

a) costituire una valida barriera per il contenimento delle sostanze radioattive durante le operazioni di riempimento, movimentazione e di eventuale stoccaggio nel deposito temporaneo;
b) costituire, se del caso, uno schermo contro le radiazioni;
c) garantire, per il trasporto, la tenuta secondo quanto previsto dalle prove standard stabilite a livello internazionale (ONU).

Il contenitore deve essere costruito con materiali di buona qualità compatibili con il contenuto e con il processo di condizionamento prescelto. Le caratteristiche meccaniche devono essere tali da garantire un’adeguata resistenza a fronte di urti o cadute che si possano verificare nell’impianto durante la movimentazione e il trasporto. Le superfici devono essere, ove necessario, facilmente decontaminabili.
Il contenitore deve, infine, fornire una adeguata resistenza alla corrosione della superficie esterna, essere, relativamente alla superficie interna, compatibile col processo di condizionamento ed avere una forma tale da facilitare le operazioni di movimentazione. Al fine di ottimizzare gli spazi disponibili e le attrezzature di movimentazione, devono essere utilizzati, per quanto possibile, in relazione ai precedenti punti a) e b), contenitori di tipo standard.


II.5.6 Schedatura ed etichettatura

Deve essere istituito un sistema di registrazione che preveda, per ciascun contenitore destinato allo smaltimento, le seguenti informazioni:

a) ente produttore del manufatto;

b) descrizione del manufatto e del contenitore: massa, dimensioni, densità;

c) caratteristiche del rifiuto (ad es. resine a scambio ionico, vetreria di laboratorio, ecc.) e sua composizione chimica (ad es. calcio fluoruro, toluene, ecc.);

d) agente solidificante (ad es. cemento, ecc.);

e) attività totale α, β, γ e n (Bq);

f) radionuclidi principali presenti nel rifiuto;

g) concentrazioni di radioattività per i diversi gruppi di radionuclidi di cui alla tabella
1 (Bq/g);

h) massimo livello di irraggiamento alla superficie del manufatto (mSv/h);

i) livello di contaminazione superficiale trasferibile (Bq/m²);

l) data di confezionamento del manufatto;

m) sigla di identificazione.

La sigla di identificazione deve essere riportata in maniera indelebile sul contenitore.


II.5.7 Caratteristiche generali del sito di smaltimento sulla terraferma

Le caratteristiche idrogeologiche del sito devono essere tali da minimizzare la possibilità di lisciviazione dei rifiuti da parte della acque sotterranee e del ritorno delle acque eventualmente contaminate in superficie o comunque nella biosfera. Le caratteristiche climatiche, geografiche e geomorfologiche del sito devono essere tali
da escludere significativi processi di erosione, specie ad opera di acque meteoriche e superficiali. Si devono anche escludere possibilità di dissesti (frane) ed inondazioni. Devono essere escluse le aree dove sono in atto significativi processi tettonici, sismici o vulcanici che possano compromettere il confinamento dei rifiuti. Le caratteristiche geologiche e idrogeologiche del sito di smaltimento devono essere omogenee e tali da rendere rappresentative le osservazioni ed analisi svolte su di esso.
Nella scelta del sito devono essere presi in considerazione gli usi del territorio, la presenza di attività pericolose, la presenza di opere suscettibili di modificare, a seguito di incidenti, le caratteristiche del sito stesso.
Ai fini del rispetto degli obiettivi di protezione sanitaria e della tutela dell’ambiente, devono essere previste sul sito di smaltimento e/o sul relativo deposito, opere ingegneristiche atte a prevenire o ritardare il contatto diretto fra rifiuti e ambiente ospitante, con conseguente possibile rilascio di radioattività. La progettazione di queste opere deve tendere ad evitare interventi di manutenzione.


II.5.8 Sorveglianza

Sul sito deve essere prevista una rete di monitoraggio ambientale. Un regime di sorveglianza ambientale deve essere mantenuto anche dopo che la capacità del sito ad accogliere rifiuti radioattivi da smaltire si è esaurita.


II.5.9 Deposito temporaneo

I rifiuti radioattivi condizionati ed i rifiuti di cui al paragrafo II.5.3 possono sostare in depositi temporanei in attesa di essere trasportati al sito di smaltimento. Le caratteristiche dei depositi temporanei devono essere tali da garantire:

a) ispezionabilità diretta o indiretta dei manufatti e dei rifiuti confezionati;

b) protezione dei manufatti e dei rifiuti condizionati da agenti meteorici;

c) protezione dei manufatti e dei rifiuti contro eventi esterni, quali ad es.: trombe d’aria, sisma;

d) sistemi di drenaggio sul pavimento con possibilità di raccolta e campionamento dei liquidi drenati;

e) sistemi per la rivelazione e prevenzione di incendio commisurati al carico di fuoco esistente;

f) non accessibilità da parte dei non addetti.

Devono inoltre essere messe in atto procedure amministrative che consentano il controllo dei rifiuti presenti (etichettatura, sistemi di registrazione dei rifiuti, etc.).


II.6 Gestione dei rifiuti della terza categoria

Ferma restando la necessità di effettuare analisi specifiche caso per caso, sono di seguito fornite alcune indicazioni per la gestione dei rifiuti della terza categoria, considerando in particolare:
– rifiuti liquidi o solidificati, contenenti emettitori β / γ  ad elevata concentrazione di radioattività, provenienti dagli impianti di riprocessamento;
– rifiuti contenenti emettitori α e n, provenienti dal ciclo del combustibile e da laboratori di ricerca;
– sorgenti di radiazioni, contenenti emettitori α e n, quali parafulmini, rivelatori di fumo, etc.;
– sorgenti β / γ   che non rientrano nella seconda categoria.


II.6.1 Rifiuti contenenti emettitori β / γ ad elevata concentrazione di radioattività

Per i rifiuti in forma liquida deve essere previsto il condizionamento sotto forma di rifiuti solidi entro un periodo di tempo riconosciuto idoneo mediante processi di vetrificazione o altri processi di condizionamento sufficientemente provati. I rifiuti solidificati, in attesa della definizione di opportune soluzioni di smaltimento, devono essere conservati in depositi ingegneristici nei quali sia garantito il necessario smaltimento del calore tramite adeguati sistemi di raffreddamento ad aria o ad acqua.


II.6.2 Rifiuti contenenti emettitori α e n provenienti dal ciclo del combustibile e da laboratori di ricerca scientifica

Nell’ambito dei rifiuti in oggetto si individuano, fra gli altri:

1. i rifiuti in forma liquida di diversa origine contenenti emettitori alfa;
2. i materiali di diversa origine contaminati da radionuclidi alfa emettitori;
3. le guaine e i componenti di assemblaggio derivanti dal riprocessamento degli elementi di combustibile irraggiati.

I rifiuti di cui ai punti 1) e 3) devono essere sottoposti a specifici processi di trattamento e condizionamento. Le modalità e la natura di tali processi, le caratteristiche dei rifiuti condizionati e tutti gli altri aspetti che sono in relazione con l’intera gestione di tali rifiuti, incluso lo smaltimento, devono essere riconosciuti validi in relazione ai singoli casi in esame.
I rifiuti di cui al punto 2), riguardano materiali che possono essere di diversa natura e dimensione; per essi deve essere prevista la conservazione in contenitori capaci di garantire adeguata tenuta, resistenza meccanica e resistenza alla corrosione. La conservazione deve essere preceduta da una suddivisione dei rifiuti in base al contenuto di plutonio od altri radionuclidi di equivalente radiotossicità e/o in base alle caratteristiche di combustibilità, lisciviabilità, ecc. e, se del caso, da processi di trattamento finalizzati soprattutto alla riduzione del volume. I depositi temporanei di questi rifiuti devono avere le caratteristiche riportate al paragrafo II.5.9.


II.6.3 Sorgenti di radiazioni contenenti emettitori α e n

I rifiuti costituiti da sorgenti di radiazioni contenenti emettitori α e n, quali le sorgenti di Ra-226 utilizzate per i parafulmini radioattivi, le sorgenti di Am-241 utilizzate nei rilevatori di fumo, le sorgenti di Am-Be, ecc., devono essere condizionati con inglobamento in matrice cementizia, nel rispetto dei limiti di attività e degli altri requisiti stabiliti dalle norme NEA per l’affondamento in mare. Le modalità del processo di condizionamento devono essere riconosciute valide in relazione ai singoli casi.
Per questi rifiuti le possibilità di smaltimento consistono nel confinamento in formazioni geologiche o nell’affondamento in mare.
I preparati di Ra-226 provenienti dall’uso terapeutico, per i quali è previsto l’eventuale recupero, devono essere opportunamente conservati in contenitori metallici schermati.
 

II.6.4 Sorgenti di emettitori β / γ che non rientrano nella seconda categoria

Tali sorgenti devono essere condizionate con inglobamento in matrice cementizia (le modalità del processo di condizionamento devono essere riconosciute valide in relazione ai singoli casi) nel rispetto dei limiti di attività e degli altri requisiti stabiliti dalle Norme NEA per l’affondamento in mare. Anche per esse le possibilità di smaltimento consistono nel confinamento in formazioni geologiche o nell’affondamento in mare.





fonte:
E.N.E.A.
 

http://www.zonanucleare.com/norme/guida_tecnica_26_gestione_rifiuti_radioattivi.htm

http://www.zonanucleare.com/scienza/elenco_documentazione_rifiuti_nucleari.htm

http://www.zonanucleare.com/norme/scelta_sito_rifiuti_nucleari.htm

http://www.zonanucleare.com/questione_scorie_italia/mappa_attuali_depositi/A_rapporto_installazioni_attuali.htm

http://www.zonanucleare.com/questione_scorie_italia/situazione_italia_rifiuti_radioattivi.htm

http://www.zonanucleare.com/dossier_mondo/costo_conservazione_smaltimento_rifiuti_radioattivi.htm

http://www.zonanucleare.com/dossier_mondo/depositi_smaltimento_rifiuti_nucleari/A_smaltimento_bassa_radioattivita.htm

http://www.zonanucleare.com/dossier_mondo/depositi_smaltimento_rifiuti_nucleari/C_smaltimento_alta_radioattivita.htm

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