Stato attuale degli impianti nucleari in Ucraina: possibili problemi nel conflitto con la Russia

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Il timore che l’invasione russa dell’Ucraina possa degenerare in una guerra nucleare è reale.
La più grande centrale nucleare in Ucraina e tutta l’eutopus è sotto il controllo dell’esercito russo.
Cosa dobbiamo aspettarci?

Sicuramente non è intenzione della Russia far saltare in aria uno dei reattori nucleari in funzione, anzi… hanno preso il controllo del settore energetico per prevenire possibili azioni di “sabotaggio” che darebbero la colpa alle azioni militari russe in territorio ucraino.
Sfortunatamente, le azioni dei militanti comportano dei rischi, e uno di questi è stato l’incendio scoppiato a Zaporizhzhia … immediatamente spento.

Quando venerdì le truppe russe sono avanzate su Zaporizhzhia, la più grande centrale nucleare d’Europa, non solo hanno innescato un incendio in un edificio di addestramento all’interno della struttura, ma anche i timori globali di una grave catastrofe nucleare.

Sebbene l’Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina abbia riferito che l’incendio era stato spento, che non erano state rilevate perdite di radiazioni e che il personale era in grado di continuare a lavorare sul sito, l’attacco ha portato l’attenzione del mondo sulla realtà di una guerra combattuta in un paese così dipendente dall’energia nucleare.

“È una situazione unica nella storia dell’energia nucleare – in effetti nella storia – che abbiamo una situazione in cui una nazione gestisce 15 reattori nucleari ed è nel mezzo di una guerra su vasta scala”, Shaun Burnie, specialista nucleare con Greenpeace East Asia, ha detto a DW. 

Situata nell’Ucraina meridionale, la centrale elettrica di Zaporizhzhia ha sei di questi reattori e produce circa un quarto dell’elettricità dell’Ucraina. Un solo reattore è attualmente in funzione, secondo il regolatore nucleare.  

Non costruito per proteggere dalla guerra su vasta scala

Costruire protezioni in caso di guerra su vasta scala non è mai stato parte della pianificazione di una nazione, “almeno in termini di energia nucleare commerciale”.

I combattimenti a Zaporizhzhia sono “una prima orribile nell’era atomica”
Quale sarà la minaccia militare alle altre tre centrali nucleari in funzione in Ucraina… nessuno lo sa!

Sebbene alcuni reattori dell’era della Guerra Fredda nell’Unione Sovietica siano stati costruiti sottoterra per scongiurare le minacce militari, le “enormi strutture” in Ucraina sono state tutte costruite fuori terra.

“Una centrale nucleare è una delle installazioni industriali più complesse e sensibili, che richiede un insieme molto complesso di risorse sempre pronte per mantenerle al sicuro. Questo non può essere garantito in una guerra.

I sistemi di raffreddamento disabilitati potrebbero innescare perdite di radiazioni

I reattori in funzione sono particolarmente vulnerabili in caso di arresto della rete elettrica durante la guerra. Se l’alimentazione di un impianto fosse inabilitata a causa di pesanti bombardamenti nella regione, ciò potrebbe disabilitare il raffreddamento del reattore e il raffreddamento del deposito di combustibile esaurito che è contenuto all’interno di pareti relativamente leggere.

Nel peggiore dei casi, ciò potrebbe portare a un tracollo simile a Fukushima e a “massicci rilasci di radioattività”.

Il conflitto armato nella regione di Zaporizhzhia “solleva lo spettro di grandi rischi”.

Il sito è già vulnerabile, affermano gli autori, poiché alcuni reattori obsoleti sono stati costruiti e progettati mezzo secolo fa negli anni ’70. Roger Spautz, attivista nucleare di Greenpeace Francia e Lussemburgo, afferma che la durata originale di 40 anni di questi reattori è già stata ampliata, come nel caso della Francia.

“Il rischio più grande è che i combustibili esauriti vengano colpiti da un missile o non possano essere raffreddati a causa del sistema energetico disabilitato”, ha affermato Spautz. “Hai bisogno di elettricità che funzioni 24 ore al giorno”, ha detto, osservando che i generatori di backup diesel potrebbero non essere in grado di funzionare per diverse settimane, il che potrebbe essere necessario in tempo di guerra.    

Griglia di elettricità

  • La rete elettrica in Ucraina funziona attualmente in una “modalità isola”, il che significa che non è collegata alla rete di nessun paese vicino. Un test di questa modalità era già in corso all’inizio di febbraio 2022.

Centrali nucleari

  • In Ucraina 15 reattori ad acqua pressurizzata di design russo  VVER  sono gestiti dalla società nazionale di generazione di energia nucleare dell’impresa statale ” Energoatom ” in quattro impianti. Questi impianti funzionano secondo le normative di sicurezza nucleare implementate  dall’Ispettorato statale di regolamentazione nucleare dell’Ucraina  (SNRIU).
  • Secondo le informazioni disponibili, la centrale nucleare di Zaporizhzhia è stata bombardata la notte del 4 marzo, ma l’incendio che ne è derivato è stato spento e non ha avuto alcun impatto sulle apparecchiature essenziali. La gestione dell’impianto è ora agli ordini del comandante delle forze russe che ha preso il controllo del sito. La NEA sta monitorando da vicino la situazione.

Zona di esclusione di Chernobyl

La centrale nucleare di Chernobyl era composta da 4 unità operative e 2 in costruzione al momento dell’incidente nell’aprile 1986 nell’unità 4. È anche il sito di un impianto di combustibile esaurito provvisorio e di un impianto di combustibile esaurito centrale.

  • L’unità 1 è in fase di disattivazione; L’unità 2 è stata chiusa nel marzo 1999; L’unità 3 è stata chiusa nel dicembre 2000; L’unità 4, luogo dell’incidente, era inizialmente protetta da un  sarcofago . Un  nuovo confinamento sicuro  è stato costruito per racchiudere il sarcofago esistente e spostato in posizione nel 2016; Le unità 5 e 6 erano in costruzione al momento dell’incidente, ma non furono mai terminate.
  • La costruzione di un impianto di stoccaggio del combustibile esaurito provvisorio è stato completato nel 2017. L’impianto immagazzina ed elabora i gruppi di combustibile esaurito dalle unità 1, 2 e 3.
  • Il  Central Spent Fuel Storage Facility  (CSFSF), è un sito di stoccaggio a secco per i gruppi di combustibile nucleare usato dai reattori di  Khmelnytskyi ,  Rivne  e  dell’Ucraina meridionale .
  • Il 25 febbraio, a seguito di segnalazioni di misurazioni delle radiazioni più elevate nel sito di Chernobyl, l’autorità di regolamentazione dell’Ucraina ha dichiarato che potrebbero essere state causate da veicoli militari pesanti che hanno sollevato il terreno ancora contaminato dall’incidente del 1986. Le letture riportate dal regolatore – fino a 9,46 microSievert all’ora – sono basse e rimangono entro il range operativo misurato nella Zona di Esclusione da quando è stata istituita, e sono state quindi  giudicate dall’AIEA  non comportano alcun pericolo per la popolazione .
  • Al 27 febbraio, non è stato rilevato alcun aumento del tasso di dose ambientale nei paesi europei, tramite la  piattaforma europea per lo scambio di dati radiologici (EURDEP) .

National Science Center, Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov

L’Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov è il sito di un reattore nucleare sperimentale utilizzato per la ricerca e per la produzione di isotopi per uso medico e industriale.

  • Le informazioni ricevute dall’Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina indicano che la struttura è stata danneggiata dai bombardamenti il ​​6 marzo ma non ha causato alcun aumento dei livelli di radiazioni nel sito. I rapporti iniziali erano che una sottostazione era stata distrutta; danneggiati i cavi per i sistemi di raffreddamento dei condizionatori d’aria della galleria del cluster di acceleratori lineari e quel riscaldamento dell’intero complesso è stato danneggiato.

Impianti statali interregionali specializzati per la gestione dei rifiuti radioattivi (SISP) di UkrDO  Radon  – Filiale di Kiev

La filiale di Kiev del SISP viene utilizzata per immagazzinare sorgenti radioattive in disuso che erano state applicate a trattamenti medici, usi industriali e ricerca scientifica. 

  • Il 26 febbraio, le testate giornalistiche hanno riferito che questa struttura è stata colpita da una bomba o da un missile; tuttavia è ora confermato che la struttura non ha subito danni ed è stato ripristinato il funzionamento del suo sistema di monitoraggio automatico. Non ci sono segnalazioni di rilasci radiologici.

Ucraina – Settore elettrico

Produzione totale (nel 2019):  154 TWh

Mix di generazione:  nucleare 83,0 TWh (54%); carbone 45,4 TWh (29%); idro 7,9 TWh (5%); gas naturale 11,9 TWh (8%); solare 2,9 TWh (2%); vento 2,0 TWh (1%); biocarburanti e rifiuti 0,4 TWh.

Saldo import/export:  4,0 TWh di export netto.

Consumo totale:  117 TWh

Consumo pro capite:  c. 2600 kWh nel 2019.

Fonte: Agenzia internazionale per l’energia e Banca mondiale. Dati per l’anno 2019.

La capacità totale nel 2019 è stata di circa 51 GWe, di cui 22 GWe a carbone, 13,8 GWe nucleare, 6,3 GWe idro, 5 GWe gas, 1,9 GWe idro e 0,8 GWe eolico. Gran parte della centrale a carbone è vecchia e con emissioni illimitate e quasi la metà è destinata alla chiusura. Un nuovo collegamento da 750 kV da Rovno a Kiev è stato commissionato nel dicembre 2015 e ha consentito per la prima volta agli impianti di Rovno e ​​Khmelnitski di funzionare a piena potenza (4840 MWe lordi).

Politica energetica

Gran parte della fornitura di energia primaria in Ucraina proviene dall’uranio del paese e da notevoli risorse di carbone. Il resto è petrolio e gas, per lo più importati dalla Russia, ma sempre più dall’Unione Europea (UE). Nel 1991, a causa del crollo dell’Unione Sovietica, l’economia del paese è crollata e la sua produzione di elettricità è diminuita drasticamente da 296 TWh nel 1990 a 170 TWh nel 2000, tutta la diminuzione proveniente da centrali a carbone e gas.

Nel dicembre 2005 l’Ucraina e l’UE hanno firmato un accordo di cooperazione energetica che lega maggiormente il paese all’Europa occidentale per quanto riguarda sia l’energia nucleare che la fornitura di elettricità. L’Ucraina ha indagato sullo sviluppo dei suoi significativi giacimenti di gas di scisto, ma la produzione interna rimane modesta.

A metà del 2012 la strategia energetica dell’Ucraina fino al 2030 è stata aggiornata e sono stati proposti 5000-7000 MWe di nuova capacità nucleare entro il 2030, per un costo di circa 25 miliardi di dollari. Era previsto un forte aumento della domanda di elettricità a 307 TWh all’anno entro il 2020 e 420 TWh entro il 2030 e la politica del governo era di continuare a fornire la metà di questa dall’energia nucleare. Ciò avrebbe richiesto 29,5 GWe di capacità nucleare nel 2030, da 13,8 GWe (13,1 GWe netti) fino al 2021. 

Il nuovo governo formato nel 2014 ha confermato questi obiettivi e ha affermato che l’Ucraina mirava a integrarsi con la rete elettrica e del gas europea per rendere il Paese parte del mercato energetico europeo entro il 2017, ma questo è tecnicamente e politicamente complicato e non è ancora proceduto . Un ulteriore aggiornamento della strategia energetica nell’agosto 2017 ha portato la quota nucleare di elettricità a circa il 50% fino al 2035, con idroelettrico del 13% e altre rinnovabili del 25%.

Nel febbraio 2021 il governo ha confermato la necessità di altri tre reattori nucleari, in particolare il completamento di Khmelnitsky 3&4 e la costruzione di Rovno 5 per sostituire le due unità più vecchie lì, oltre ad attuare il progetto del “ponte energetico” in Polonia e Ungheria. 

‘Ponte energetico’ Ucraina-UE (Energomost)

Nel marzo 2015 è stato firmato un accordo tra la società di distribuzione ucraina Ukrenergo e Polenergia, una controparte polacca, per esportare elettricità nell’ambito del “ponte energetico” Ucraina-Unione Europea e relativo al Piano di interconnessione del mercato energetico baltico. Ciò consentirebbe un maggiore utilizzo della capacità nucleare dell’Ucraina e genererebbe fondi per pagare l’aumento di tale capacità a Khmelnitski completando le unità 3 e 4. Il piano prevede una connessione di trasmissione da 750 kV e 2000 MW da Khmelnistki 2 a Rzeszow in Polonia, comprendendo anche la centrale a carbone ucraina di Burshtyn nell’estremo ovest del paese, con Khmelnistki 2 che verrà quindi disconnesso dalla rete ucraina e sincronizzato con la rete dell’UE, come lo è già Burshtyn*. Anche Albertirsa in Ungheria deve essere collegata. Nel giugno 2015 il governo ha approvato il progetto, ma non è ancora andato avanti.

* La centrale di Burshtyn da 2300 MWe è stata disconnessa dalla rete nazionale nel 2002 per formare la Burshtyn Energy Island, sincronizzata con la rete dell’UE – ENTSO-E – e con un collegamento a 400 kV verso Ungheria, Slovacchia e Romania e proposto un collegamento HVDC. Viene proposta la sostituzione di un terzo della sua vecchia capacità con una nuova unità supercritica. Tuttavia, Burshtyn fa affidamento in parte sul carbone proveniente dalle miniere dell’Ucraina orientale ora controllate dai ribelli filo-russi. Nel 2017 è stata dichiarata una capacità effettiva di 550 MWe.

Il consorzio di progetto comprende Polenergia, EdF Trading e Westinghouse, che avevano già collaborato al suo studio di fattibilità. Il costo stimato del progetto è di $ 2,6 miliardi.

Nell’agosto 2016 Energoatom ha firmato un accordo con Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP), il cui obiettivo è collaborare al progetto del ponte energetico Ucraina-UE, oltre a completare Khmelnitski 3&4. Nel settembre 2020 KHNP proponeva di costruire un reattore APR1400 a Rovno.

Industria nucleare

Reattori operanti in Ucraina

NomeModelloTipo di reattorePotenza unità di riferimento (MWe)Collegamento alla rete
Khmelnitsky 1VVER V-320PWR9501987-12
Khmelnitsky 2VVER V-320PWR9502004-08
Rivne 1VVER V-213PWR3811980-12
Rivne 2VVER V-213PWR3761981-12
Rivne 3VVER V-320PWR9501986-12
Rivne 4VVER V-320PWR9502004-10
Ucraina meridionale 1VVER V-302PWR9501982-12
Ucraina meridionale 2VVER V-338PWR9501985-01
Ucraina meridionale 3VVER V-320PWR9501989-09
Zaporizhzhia 1VVER V-320PWR9501984-12
Zaporizhzhia 2VVER V-320PWR9501985-07
Zaporizhzhia 3VVER V-320PWR9501986-12
Zaporizhzhia 4VVER V-320PWR9501987-12
Zaporizhzhia 5VVER V-320PWR9501989-08
Zaporizhzhia 6VVER V-320PWR9501995-10

Le centrali nucleari ucraine sono gestite da  NNEGC  Energoatom , la società di servizi di energia nucleare del paese. Tutti i reattori sono di tipo VVER russo, due dei quali sono stati aggiornati i modelli V-312 da 440 MWe e il resto le unità più grandi da 1000 MWe: due dei primi modelli e il resto V-320.

Sviluppo dell’industria nucleare

Lo sviluppo dell’energia nucleare è iniziato nel 1970 con la costruzione della centrale di Chernobyl, la prima unità messa in servizio nel 1977. L’unità 4 è entrata in funzione nel 1983 ed è stata distrutta nel 1986.

Sebbene l’industria nucleare ucraina sia stata strettamente coinvolta con la Russia per molti anni, è rimasta relativamente stabile durante i cambiamenti avvenuti quando il paese è diventato indipendente dall’ex Unione Sovietica. In effetti, durante quel periodo e da allora, ci sono stati continui miglioramenti nella sicurezza operativa e nei livelli di produzione dei reattori nucleari ucraini.

I fattori di carico sono aumentati costantemente da quando il primo reattore è stato messo in servizio nel 1977 e hanno raggiunto l’81,4% nel 2004. Una diminuzione del fattore di carico del Paese dopo il 2005 è legata alle restrizioni imposte dalla rete elettrica nazionale. Nel 2019 era del 75%.

Alla fine del 1995 Zaporozhe 6 è stata collegata alla rete rendendo Zaporozhe la  più grande centrale nucleare d’Europa, con una capacità netta di 5700 MWe. (La seconda stazione operativa più grande è Gravelines, vicino a Dunkerque in Francia, con una capacità netta di 5460 MWe.)

Nell’agosto e nell’ottobre 2004 Khmelnitski 2 e Rovno 4 rispettivamente sono stati collegati alla rete, ponendo fine alla loro costruzione lunga e interrotta e aggiungendo 1900 MWe per sostituire quelli persi dalla chiusura di Chernobyl 1&3 rispettivamente nel 1996 e nel 2000. Sono stati completati da Energoatom utilizzando un consorzio di Framatome ANP e Atomstroyexport. Vedere il resoconto più completo di K2-R4 nell’appendice di seguito.

All’inizio del 1990 la costruzione di tre reattori (unità 2-4) a Khmelnitski era stata interrotta, sebbene l’infrastruttura del sito per tutte e quattro le unità fosse stata in gran parte completata. L’unità 3 è stata (ed è) completata al 75%; unità 4, completata al 28%. Questi sono stati mantenuti in una certa misura da allora. Vedere la sezione sullo  sviluppo di ulteriore capacità nucleare di  seguito.

Altri reattori VVER-1000 singoli erano in costruzione a Chyhyryn, Odessa, Kharkiv e in Crimea a Shcholkine, ma i lavori su tutti sono cessati nel 1989-90.

Nel giugno 2014 il ministero dell’Energia ha affermato che un nuovo concetto per lo sviluppo dell’energia nucleare includerebbe gli aspetti tecnici e finanziari della costruzione di nuove unità di potenza, nonché i piani avanzati per un impianto di fabbricazione di combustibili e un deposito di rifiuti. A luglio il gabinetto ha riesaminato la situazione, ha affermato la priorità dell’energia nucleare e ha affermato che un reattore di progettazione occidentale potrebbe essere costruito nell’Ucraina meridionale, che aveva accesso dal mare per la consegna di grandi apparecchiature.

Nell’agosto 2018, il governo russo e i rappresentanti di Rosatom si sono incontrati per discutere la costruzione di una centrale nucleare per la desalinizzazione dell’acqua di mare in Crimea.

Estensione e aggiornamenti a vita

La durata del progetto originale dei reattori russi era di 30 anni. Energoatom inizialmente prevedeva di estendere la durata di Rovno 1&2 e South Ukraine 1 di 15 anni e il controllo finale dei recipienti a pressione (per infragilimento) e degli interni di tutte e tre le unità è stato nel 2008-9. A metà del 2012 Energoatom ha annunciato che gli 11 reattori più antichi da 1000 MWe avrebbero avuto un’estensione della vita di 20 anni entro il 2030.

Un’estensione di 10 anni delle licenze operative per Rovno1&2 è stata concessa dall’Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina (SNRI o SNRC) nel dicembre 2010. Un’ulteriore proroga di dieci anni fino al 2030 è stata concessa per l’unità 1 nel dicembre 2020. Energoatom ha affermato che più di 300 milioni di dollari sono stati investiti nell’aggiornamento delle due unità dal 2004, in collaborazione con l’AIEA. Nel 2006 Rovno è stato il primo impianto progettato dalla Russia ad ospitare una missione OSART dell’AIEA per la revisione della sicurezza. Poi, nel 2016, ha ospitato la prima revisione interregionale interregionale del centro congiunto dell’AIEA, incorporando gli aspetti post-Fukushima. Nel luglio 2018, Rovno 3 ha ottenuto una proroga di 20 anni dalla SNRC.

Nel febbraio 2013 l’SNRI ha affermato che l’Ucraina meridionale 1 potrebbe avere un’estensione della durata operativa dopo un importante aggiornamento nel 2013 e in ottobre ha approvato i piani per un’estensione di dieci anni fino al 2023. Nel maggio 2015 l’Ucraina meridionale 2 è stata chiusa per importanti aggiornamenti rispetto sette mesi con un costo di 114 milioni di dollari per consentire un’estensione della durata operativa di dieci anni, confermata dall’SNRI a dicembre. Nel gennaio 2016 il governo ha approvato un progetto da 38 milioni di dollari in tre anni per aumentare la fornitura di acqua di raffreddamento all’impianto dell’Ucraina meridionale in modo da ottenere un aumento fino a 2,5 TWh della produzione annua. A maggio 2019 l’unità 3 è stata chiusa per un aggiornamento di oltre sei mesi per consentire un’estensione della durata operativa di 10 anni fino al 2030, confermata dall’SNRI a dicembre. 

Zaporozhe (Immagine: Energoatom)

Nel maggio 2015 Energoatom ha richiesto un’estensione della licenza di 15 anni per Zaporozhe 1 e nel settembre 2016 la licenza è stata estesa a dicembre 2025 dopo un’interruzione prolungata per l’aggiornamento. Con un aggiornamento simile in corso, nell’agosto 2016 Zaporozhe 2 è stato autorizzato al funzionamento fino al 2026 e la licenza è stata prorogata in ottobre. Zaporozhe 3 è stato chiuso a febbraio 2017 per un aggiornamento simile. L’unità 4 è stata chiusa nel marzo 2018 per lavori di aggiornamento e l’SNRI ha concesso un’estensione della licenza operativa di dieci anni fino al 2028 in ottobre. SNRI ha concesso un’estensione della licenza di 10 anni fino al 2030 per l’unità 5, dopo un importante aggiornamento nel 2020.

Nel luglio 2019 l’SNRI ha concesso un’estensione di 10 anni alla licenza operativa di Khmelnitski 1 in modo che potesse operare fino a dicembre 2028. Nel 2018-19 sono state intraprese una serie di aggiornamenti per consentire l’estensione a vita.

Il programma di estensione della vita è stato contestato ai sensi della Convenzione delle Nazioni Unite sulla valutazione dell’impatto ambientale in un contesto transfrontaliero – nota informalmente come Convenzione di Espoo – che è stata ratificata da 44 paesi e dall’UE. La convenzione rientra nella Commissione economica per l’Europa e la sfida si basava su una valutazione ambientale inadeguata.

All’inizio di marzo 2013 la Banca europea per la ricostruzione e lo sviluppo (BERS) ha annunciato un prestito di 300 milioni di euro per l’ammodernamento completo della sicurezza del reattore, corrispondente a 300 milioni di euro da Euratom. Il progetto da 1,4 miliardi di euro comprende fino a 87 misure di sicurezza che affrontano problemi di sicurezza della progettazione, compresa la sostituzione delle apparecchiature nei sistemi rilevanti per la sicurezza, il miglioramento della strumentazione e del controllo per i sistemi rilevanti per la sicurezza e l’introduzione di miglioramenti organizzativi per la gestione degli incidenti. Il programma è iniziato nel 2011 e doveva essere completato entro la fine del 2017, ma è stato ritardato di tre anni fino al 2020 a causa dei ritardi nei prestiti a seguito del cambio di governo del 2014.

Energoatom ha pianificato di aumentare la sua tariffa elettrica per finanziare la riorganizzazione del complesso del ciclo del combustibile nucleare e per implementare ammodernamenti della sicurezza in tutti gli impianti, nonché per finanziare estensioni della durata operativa e costruzione di nuovi impianti.

Nell’ottobre 2015 Energoatom ha firmato accordi con Tractebel Engineering dal Belgio per l’aggiornamento della sicurezza e l’aumento della capacità dei reattori. Tractebel ha offerto assistenza tecnica e ingegneristica per il completamento di Khmelnitski 3&4. Nel marzo 2016 Energoatom ha annunciato un accordo tra Turboatom e Westinghouse per aumentare la capacità di 13 gruppi elettrogeni a turbina VVER-1000 fino al 10%.

Nel novembre 2015 Energoatom ha firmato un accordo con Areva “per gli aggiornamenti di sicurezza delle centrali nucleari esistenti e future in Ucraina, l’estensione della durata e l’ottimizzazione delle prestazioni”. Ha affermato che il suo “programma molto forte di modernizzazione e ricostruzione … è finanziato dalla Comunità europea, dall’Euratom e dalla BERS” come parte di una nuova fase nello sviluppo delle relazioni contrattuali UE-Ucraina, mirando all’associazione politica e all’integrazione economica. Un accordo del 2012 per Rosatom per completare due reattori russi era stato revocato nel settembre 2015.

Nell’ottobre 2016 Energoatom ha firmato un accordo con GE Power Sp. Zo. – ex filiale polacca di Alstom – per aggiornare le apparecchiature della sala turbine delle centrali nucleari e per ampliare la cooperazione nel servizio a lungo termine di tali apparecchiature.

Nel settembre 2017, Energoatom ha firmato un contratto con Westinghouse per la fornitura di sistemi di strumentazione di monitoraggio all’impianto di Zaporozhe nell’ambito del programma di aggiornamento della sicurezza complesso (consolidato) in corso delle unità di potenza delle centrali nucleari.

Nell’ottobre 2018 Energoatom ha firmato un accordo di partnership strategica con  Electrotyazhmash , con sede a Kharkov,  per la sostituzione dei vecchi turbogeneratori da 1000 MWe.

Nell’agosto 2019, Energoatom ha avviato un programma di modernizzazione per tutti i 15 reattori operativi da completare nel periodo 2020-2024. Il programma prevede la sostituzione dei condensatori della turbina, nonché lavori di aggiornamento della turbina.

Costruire ulteriore capacità nucleare

Le interruzioni nella fornitura di gas naturale dalla Russia nel gennaio 2006 hanno fortemente focalizzato l’attenzione sulla necessità di una maggiore sicurezza energetica e sul ruolo dell’energia nucleare nel raggiungimento di tale obiettivo. Una strategia per l’energia nucleare che prevede la costruzione e la messa in servizio di 11 nuovi reattori con una capacità totale di 16,5 GWe (e 9 unità sostitutive per un totale di 10,5 GWe) per più del doppio della capacità nucleare entro il 2030 è stata approvata dal governo nel 2006 per rafforzare l’indipendenza energetica dell’Ucraina. Nessun progresso significativo è stato fatto su questo nei successivi 15 anni.

La strategia dell’Ucraina del 2006 prevedeva il completamento di  Khmelnitski 3&4 , che erano rispettivamente completati al 75% e al 28% quando i lavori si fermarono nel 1990.

Inizialmente ci si aspettava che una gara internazionale avrebbe aperto la scelta della tecnologia e nel marzo 2008 Areva, Westinghouse e fornitori sudcoreani sono stati invitati a fare offerte per completarli o sostituirli, insieme ad Atomstroyexport e Skoda, tutti con tipi di acqua pressurizzata (PWR). . Nel caso solo Atomstroyexport e Korea Hydro & Nuclear Power hanno presentato offerte, con la prima scelta per completare le unità parzialmente costruite. KHNP ha rinnovato il suo interesse per il progetto nel 2016 e ha proposto di costruire una nuova unità a Rovno nel 2020 (vedi sotto).

Il governo ha annunciato nel settembre 2008 che la costruzione di Khmelnitski 3&4 sarebbe ripresa nel 2010 per il completamento nel 2016 e nel 2017, queste date di completamento sono state riaffermate nell’aggiornamento della politica energetica di metà 2011. Nel giugno 2010 è stato firmato un accordo intergovernativo con la Russia sul completamento delle due unità e nel febbraio 2011 è stato firmato un contratto quadro per Atomstroyexport per completarle come impianti AES-92 con reattori V-392B simili a quelli già presenti sul sito. In base all’accordo intergovernativo, circa l’85% del progetto stimato di 40 miliardi di UAH (3,7 miliardi di euro) sarebbe finanziato attraverso un prestito russo, con il 15% di finanziamenti provenienti dall’Ucraina. Il prestito sarebbe stato rimborsato entro cinque anni dall’entrata in servizio dei reattori. Nel luglio 2012 il governo ha confermato la fattibilità, i costi e i tempi del progetto, quindi un totale di 4,9 miliardi di dollari.

Dopo l’annessione della Crimea alla Russia nel marzo 2014, il governo a luglio ha riesaminato la situazione politica con la Russia, ha affermato la priorità dell’energia nucleare e ha affermato che un reattore di progettazione occidentale potrebbe essere costruito nell’Ucraina meridionale, che aveva accesso dal mare per la consegna di apparecchiature di grandi dimensioni.

Nel dicembre 2014 il primo ministro ha riaffermato la priorità di completare le unità Khmelnitski 3&4 entro il 2018 per soddisfare la domanda prevista, sebbene Energoatom abbia affermato che il governo stava revocando l’accordo intergovernativo con la Russia e modificando la corrispondente legislazione nazionale per la costruzione di Khmelnitski 3&4 da parte di Atomstroyexport (ora NIAEP-ASE). Il ministero dell’energia avrebbe voluto che Skoda JS rilevi il contratto da Atomstroyexport. Tuttavia, il ministero degli Esteri inizialmente si è opposto a questo perché Skoda JS è di proprietà dell’OMZ russo, ed Energoatom ha fatto appello al presidente per risolvere la questione. Il costo per il completamento delle due unità era stato stimato a 3,7 miliardi di euro compreso il primo carico di carburante a 296 milioni di euro. Un investitore polacco ha offerto un finanziamento di 1,48 miliardi di euro in cambio della fornitura di elettricità alla Polonia.

Nel settembre 2015 il parlamento ha votato per abrogare la legge del 2012 sulla costruzione delle due unità sulla base dell’inadempimento di Atomstroyexport. Il governo voleva che Skoda JS assumesse il progetto e Skoda desiderava farlo. Energoatom ha firmato un accordo con la banca Barclays per finanziare il completamento delle unità Khmelnitski 3&4 e sottolinea che Skoda JS “opera secondo le leggi europee nonostante il fatto che la società russa sia il suo azionista”.

Energoatom ha respinto le manifestazioni di interesse cinesi. Nell’agosto 2016 Energoatom ha firmato un accordo con Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP), il cui obiettivo è collaborare al completamento di Khmelnitski 3&4. Un obiettivo associato è cooperare al progetto “ponte energetico” Ucraina-UE, esportando energia da Khmelnitski 2 alla Polonia. Nel luglio 2017 Energoatom ha affermato che Skoda JS aveva modificato il design e avrebbe fornito sia i servizi di ingegneria che molti dei componenti per le due unità, con un contenuto complessivo ucraino del 70%.

Nel settembre 2020 KHNP ha dichiarato di essere in discussione con Energoatom in merito alla sua partecipazione a un progetto di nuova costruzione nel sito della centrale nucleare di Rovno nel paese utilizzando il progetto del suo reattore APR1400.

Nel settembre 2021 Energoatom e Westinghouse hanno firmato un accordo per la costruzione di quattro reattori AP1000 in siti stabiliti nel paese. Ma prima, un progetto pilota sarà il completamento congiunto di Khmelnitsky 4, che ora avrà alcuni componenti AP1000 provenienti da quelli in deposito dal progetto VC Summer 2&3 interrotto negli Stati Uniti.

L’accordo che copre i cinque reattori ha un valore di circa 30 miliardi di dollari. Il finanziamento sarà dalla US Eximbank. Nel novembre 2021 è stato firmato un contratto per due unità AP1000 a Khmelnitski, del costo di 5 miliardi di dollari ciascuna e con il 60% di contenuto in Ucraina. Energoatom ha affermato che prevede di completare l’unità 3 VVER prima del 2025 e di costruire ulteriori unità AP1000 a Zaporozhe, Rovno e ​​nel sud dell’Ucraina. Oltre a ciò, ne prevedeva quattro a Chyhyryn nella regione di Cherkasy e quattro in un nuovo sito nell’Ucraina occidentale. L’obiettivo è di 24 GWe di capacità nucleare entro il 2040.

Le due unità più antiche in Ucraina, Rovno 1 e 2, dovevano essere sostituite nell’ambito della strategia nucleare del 2006. Nel 2018, tuttavia,  Energoatom ha firmato un accordo  con Holtec International per sostituirli entro il 2030 con sei unità SMR-160. Si prevede che questo sarà un progetto pilota e che ne risulterà un hub di produzione per questi reattori. Nel giugno 2019 Holtec, Energoatom e il Centro scientifico e tecnologico statale (SSTC) hanno istituito il consorzio del modulo ucraino per portare avanti i piani per le unità SMR-160.

Nel 2018 è stata completata una linea di trasmissione ad alta tensione da 500 kV e 477 km che collega la centrale nucleare di Rostov in Russia alla Crimea.

Ucraina reattori in costruzione

Nome del reattoreModelloCapacità lordaInizio costruzione
Khmelnitsky 3VVER V-392B10891986-03-01
Khmelnitsky 4VVER V-392B10891987-02-01

Nella tabella dei reattori della World Nuclear Association, K3&4 sono elencati come “in costruzione”, ma la costruzione è attualmente sospesa. Altre due unità sono elencate come “proposte”.

Chigirin/Chyhyryn/Chehyrn sul fiume Tyasmyn nell’oblast di Cherkasy nel centro del paese è proposto come sito per una nuova centrale nucleare. Un’unità VVER-1000 era in costruzione lì fino al 1989 circa, la prima delle quattro pianificate.

Piccoli reattori modulari

Nel giugno 2019 è stato istituito il consorzio del modulo ucraino tra la società statunitense Holtec, Energoatom e il Centro scientifico e tecnico statale per la sicurezza nucleare e dalle radiazioni (SSTC NRS). Ha annunciato che stava valutando la possibilità di costruire sei SMR-160 nel sito della centrale nucleare di Rivne nel paese a partire dal 2030. Energoatom stava valutando la possibilità di implementare unità SMR-160 in modo più ampio per integrare le rinnovabili intermittenti. Anche il progetto ARC-100 SMR, un reattore a neutroni veloce integrato sviluppato con GE Hitachi, è stato offerto a Energoatom.

Nel febbraio 2020 l’SSTC NRS ha firmato un memorandum d’intesa (MoU) con NuScale Power in merito alla collaborazione sulle lacune normative e di progettazione tra i processi statunitensi e ucraini per la licenza, la costruzione e il funzionamento di una centrale elettrica NuScale in Ucraina. Nel settembre 2021 Energoatom ha firmato un protocollo d’intesa con NuScale per esplorare il dispiegamento di unità NuScale in Ucraina. Ha affermato: “Stiamo valutando la possibilità di costruire SMR in Ucraina per sostituire le centrali termoelettriche a emissione di carbonio e per aumentare le capacità di carico del sistema energetico ucraino”.

Filiera nucleare

Energomashspetsstal ( EMSS ) di Atomenergomash, un produttore di pezzi fusi e forgiati, si trova a Kramatorsk nella regione di Donetsk. L’importante aggiornamento di EMSS è stato completato nel 2012, consentendogli di realizzare i componenti forgiati di grandi recipienti a pressione di reattori come quelli per le unità VVER-TOI. Oltre all’ingegneria energetica, ha divisioni di metallurgia, ingegneria meccanica e costruzione navale e in precedenza (fino al 1989) ha fornito generatori di vapore e recipienti a pressione di reattori per Atommash a Volgodonsk in Russia. Fa parte della tecnologia AEM di Rosatom e fornisce forgiati da rifinire negli stabilimenti AEM Petrozavodskmash e Atommash in Russia.

JSC  Turboatom  a Kharkov nel nord-est, fondata nel 1934 e ora di proprietà del governo al 75,2% (ma con questa quota in diminuzione), è tra le principali società mondiali di costruzione di turbine. È specializzato in turbine a vapore per centrali termiche e nucleari e ha la capacità di produrre 8000 MWe di tali all’anno, con singole unità fino a 1100 MWe. Ha fornito 110 turbine per un totale di 50 GWe per 24 centrali nucleari e nel 2015 ha fornito il suo 20 ° Unità da 1000 MWe. Le centrali elettriche ucraine impiegano 47 turbine prodotte da Turboatom e 43 quelle russe, per le quali Turboatom sta ora producendo pezzi di ricambio. Ha inoltre completato un contratto per l’ammodernamento delle turbine della centrale nucleare ungherese di Paks. Nel marzo 2016 ha firmato un accordo con Westinghouse per aumentare la capacità dei gruppi elettrogeni a turbina VVER-1000 fino al 10%.

Turboatom sta anche costruendo le botti Hi-Storm 190 di Holtec per il Central Spent Fuel Storage Facility (CSFSF) dell’Ucraina per il carburante VVER, celebrato come “l’alba di un nuovo capitolo nella cooperazione USA-Ucraina”. Come notato sopra, Westinghouse sta lavorando con Turboatom per aumentare la capacità di 13 gruppi elettrogeni a turbina VVER-1000 fino al 10%. L’azienda sta sviluppando mercati di esportazione in Europa, per sostituire la Russia.

All’inizio di febbraio 2010 Energoatom ha firmato un accordo di cooperazione con China Guangdong Nuclear Power Co (CGN) relativo alla progettazione, costruzione, funzionamento e manutenzione di centrali nucleari.

Risorse di uranio e estrazione mineraria

L’Ucraina ha modeste risorse recuperabili di uranio: 186.000 tU secondo l’edizione 2020 del “Libro rosso” dell’AIEA, 73.000 tU di queste recuperabili a meno di $ 80/kgU. Le risorse ragionevolmente garantite sono 122.000 tU, quasi tutte in depositi di metasomatite nel blocco di Kirovograd nel bacino di Dniprovski dello Scudo ucraino e richiedono l’estrazione sotterranea nella roccia del seminterrato. Il grado del minerale è 0,1-0,2% U. Alcuni depositi di arenaria meno profondi a grado inferiore sono suscettibili di ISL e hanno potenziali elementi di sottoprodotto. Le risorse ragionevolmente garantite per ISL sono 3700 tU a <$80/kg.

L’estrazione dell’uranio iniziò nel 1946 sottoterra a Pervomayskoye e Zheltorechenskoye, e nel 1951 il governo istituì la Vostochny Gorno-Obogatitel’niy Kombinat (VostGOK), Eastern Mining and Processing Enterprise o Skhidniy Gorno-Zdobychuval’nyi Kombinat (SkhidGZK in ucraino o Skhidniy HZK) a Zheltiye Vody o Zhovti Vody (Ukr) nell’oblast di Dnepropetrovsk, vicino al confine di Kirovograd, per elaborare il minerale. Nel 1959 qui fu costruito un secondo stabilimento. Alla fine del 2016 erano state prodotte in totale circa 130.000 tU. 

Produzione di miniere di uranio, tonnellate U

 20102011201220132014201520162017201820192020
Mulino Zheltye Vody8508909609229261200808707790800400

Novokonstantinovskoye non è riportato separatamente.

VostGOK produceva fino a 830 tonnellate di uranio all’anno, circa il 30% del fabbisogno del paese. Il mulino centrale si trova a Zheltye Vody, vicino al confine di Kirovograd. La produzione mineraria proviene da diverse fonti, in particolare  le miniere Ingulskaya e Smolinskaya  nella regione di Kirovograd, con risorse rispettivamente di circa 66.000 tU e 5000 tU. Al blocco di Ingulskaya viene intrapresa la lisciviazione nei depositi di Centralniy e Michurinskoye, e a Smolinskaya, l’estrazione del deposito di Vatutinskoye, il minerale arricchito dallo smistamento radiometrico in loco viene convogliato al mulino centrale. VostGOK aveva in programma di iniziare a estrarre il deposito di Severinskiy nel 2020, ma ciò non è avvenuto. La mineralizzazione avviene in depositi di metasomatite fino a 1300 metri di profondità, con grado tipico dello 0,1%U.

Si  dice che il progetto sull’uranio Novokonstantinovskoye  nella regione di Kirovograd (40 km a ovest di Kirovograd) sia il più grande giacimento di uranio in Europa e nel Libro rosso del 2018 sono citate circa 90.000 tU di risorse allo 0,14%. È anche un deposito di metasomatite. La prima produzione cerimoniale è avvenuta nell’agosto 2008, ma lo sviluppo è poi languito. Tre livelli sotterranei sono stati aperti da 680 a 1090 metri di profondità. La russa Rosatom aveva dichiarato di voler investire nello sviluppo del progetto, ma non è stato raggiunto un accordo sull’equità. Il governo stava cercando partner per aiutare a finanziare il costo di sviluppo di $ 820 milioni, ma dopo essere diventato impaziente per le controversie, ha legiferato per mettere il progetto sotto VostGOK da dicembre 2009.*

* Questo editto è stato cancellato nel febbraio 2010 e la società regionale di servizi pubblici Nedra Kirovogradshchiny ha dovuto assumerne la responsabilità. Tuttavia, questo è stato annullato a settembre e il progetto è tornato a VostGOK. In precedenza, il progetto era stato sviluppato indipendentemente da VostGOK dalla società di sviluppo dell’uranio Novokonstantinov, per produrre fino a 1500 t/anno entro il 2013 e alla fine 2500 t/anno.

Nell’ottobre 2010 VostGOK ha annunciato che la produzione sarebbe iniziata nel 2011, aumentando fino a 1050 tU/anno. Le aperture russe furono nuovamente respinte. La prima produzione è stata nel giugno 2011, con 99 tU previste per la fine dell’anno. La produzione nel 2012 doveva essere di 180-190 tU, quindi 424 tU nel 2013, 760 tU nel 2014 e 1270 tU nel 2015, il che si è rivelato irrealistico. VostGOK punta a investire oltre 6 miliardi di UAH (736 milioni di dollari) per sviluppare la miniera di Novokonstantinovskoye, ma il suo finanziamento dipende dall’assicurarsi contratti di vendita a lungo termine con NAEC Energoatom. Nel maggio 2013 il finanziamento sembrava essere bloccato nonostante fosse in corso uno stop allo sviluppo. Nel marzo 2019 il ministero dell’Energia ha dichiarato che mirava ad aumentare la produzione della miniera da 285 tU nel 2018 a 594 tU nel 2021.

La lisciviazione del mucchio avviene a Smolinskaya e anche a Novokonstantinovskoye per trattare un terzo del suo minerale. Il minerale di qualità superiore è trasportato a 100 km a est dalla miniera di Ingulskiy, a 150 km a est da Smolinskaya e a 130 km a est da Novokonstantinovskoye al mulino centrale e all’impianto idrometallurgico di Zheltye Vody nell’oblast di Dnipropetrovsk, a sud-est di Kiev. Dopo la frantumazione e la cernita radiometrica, il minerale viene lisciviato con acido in autoclavi ad alta temperatura e pressione.

Nel 2013 VostGOK ha terminato il ritrattamento di circa 3 milioni di tonnellate di sterili nella miniera di Smolinskaya e nel 2011 è stato commissionato un complesso mobile di smistamento dei minerali nella miniera di Ingulskaya per consentire lo stesso lì, sia per il recupero dell’uranio che per consentire un’adeguata riabilitazione dei siti .

Nel novembre 2015 la China Nuclear Energy Industry Corporation (CNEIC) ha espresso un certo interesse per lo sviluppo di Novokonstantinovskoye. VostGOK ha commentato la possibilità di esportazioni di uranio in Cina.

L’estrazione di uranio in situ (ISL) è iniziata nel 1961 e nei depositi di Devladovske e Bratske è avvenuta dal 1966 al 1983 utilizzando acido per recuperare 3925 tU, ma l’estrazione è stata interrotta per motivi ambientali. Nel giugno 2009 VostGOK ha annunciato l’intenzione di sviluppare il giacimento Safonovskiy/Safonovka utilizzando la lisciviazione in situ (ISL) per produrre 100-150 tU/anno in un deposito di arenaria a 80 m di profondità. Dal 2020 circa una società privata, Nuclear Energy Systems of Ukraine LLC (NES), ha estratto paleocanali a 30-100 metri di profondità nel deposito di Safonovka dall’ISL acido, prevedendo di recuperare 2250 tU.

Ci sono problemi legati all’ex estrazione e lavorazione dell’uranio, in particolare presso l’impianto chimico di Pridniprovsky (PHZ) a Dniprodzerzhinsk, non lontano dal fiume Dnipro. Nove dighe di sterili contenenti 42 milioni di tonnellate di residui di miniera e 4 PBq di attività e impianti di produzione abbandonati dalle operazioni nel periodo 1948-91 sono oggetto di un programma di bonifica su larga scala. PHZ ha lavorato i minerali dal giacimento di Michurinskoye (vicino a Kirovograd), i minerali di fosfato dal giacimento di Melovoye (vicino a Shevchenko, ora Aktau, Kazakistan) e il concentrato grezzo dalla RDT, dall’Ungheria e dalla Bulgaria.

Nel 2016 Kazatomprom ha concordato con il ministro ucraino del carbone e dell’energia di costituire una joint venture per l’estrazione dell’uranio, presumibilmente per l’estrazione dell’ISL.

L’Ucraina ha anche risorse di zirconio e fornisce zirconio alla Russia.

Ciclo del carburante

Il concentrato di uranio ucraino e la lega di zirconio vengono inviati in Russia per la fabbricazione di carburante. Il combustibile nucleare prodotto da questi componenti ucraini da TVEL in Russia viene quindi inviato alle centrali nucleari ucraine. Il carburante per le centrali nucleari ucraine viene fornito anche da Westinghouse nell’ambito del programma di diversificazione del combustibile nucleare dell’Ucraina (vedi sotto).

Il paese dipende principalmente dalla Russia per fornire anche altri servizi del ciclo del combustibile nucleare, in particolare l’arricchimento. Nel giugno 2007 l’Ucraina ha accettato di indagare sull’adesione al nuovo Centro internazionale di arricchimento dell’uranio ( IUEC) ad Angarsk, in Siberia, e di esplorare altre aree di cooperazione nel ciclo del combustibile nucleare e nella costruzione di reattori di potenza in altri paesi. Alla fine del 2008 ha firmato un accordo per la State Concern Nuclear Fuel dell’Ucraina per acquisire una partecipazione del 10% nella IUEC con sede ad Angarsk e nell’ottobre 2010 è entrato in vigore. A quanto pare, la società ucraina State Concern Nuclear Fuel vende uranio naturale alla IUEC, che lo arricchisce negli impianti russi. Quindi IUEC vende l’uranio arricchito alla Fuel Company TVEL, che fabbrica gruppi di combustibili e li fornisce a NAEC Energoatom. La prima fornitura commerciale da IUEC è stata nel novembre 2012. Il volume contrattuale è di 60.000 SWU/anno, proporzionale alla partecipazione ucraina. L’Ucraina richiede complessivamente circa 2 milioni di SWU/anno.

Nel luglio 2015 State Concern Nuclear Fuel ha firmato un accordo con Converdyn negli Stati Uniti per indagare sulla costruzione di un impianto di conversione per soddisfare il fabbisogno dell’Ucraina.

Nell’aprile 2015 Energoatom ha firmato un accordo con Areva (ora Orano) per la fornitura di uranio arricchito, come “un vero passo verso la diversificazione della fornitura di materiali nucleari alle centrali nucleari ucraine”. Le consegne inizieranno nel 2015 o quando sarà operativo il nuovo impianto di fabbricazione di combustibili in Ucraina, costruito da TVEL a Smolino. Questo è ora interrotto e non è chiaro dove potrebbe verificarsi la fabbricazione di carburante dalle fonti di Areva.

Nel gennaio 2022 il governo ha approvato un piano che mira ad aumentare la produzione interna di concentrato di uranio a 1265 tU nel 2026, rispetto alle 995 tU previste nel 2022.

Importazioni di combustibili fabbricati

Al fine di diversificare le forniture di combustibile nucleare, Energoatom ha avviato l’attuazione del Progetto di qualificazione del combustibile nucleare ucraino (UNFQP) per il combustibile VVER-1000. Il progetto prevedeva l’uso di carburante di fabbricazione occidentale nel VVER-1000 in seguito alla selezione di Westinghouse come fornitore sulla base di una gara d’appalto. Nel 2005, la terza unità dell’Ucraina meridionale è stata la prima del paese a utilizzare i sei gruppi di test di piombo forniti da Westinghouse, che sono stati inseriti nel nocciolo del reattore insieme al carburante russo per un periodo di operazioni pilota. Un lotto di ricarica di 42 gruppi di carburante è stato fornito da Westinghouse a metà del 2009 per un periodo di tre anni di attività commerciale presso l’unità con monitoraggio e reporting regolari. Oltre alla fornitura iniziale di combustibile da Westinghouse, altri obiettivi del progetto includevano il trasferimento di tecnologia per la progettazione del combustibile nucleare.

In base a un contratto del 2008, Westinghouse ha fornito un totale di 630 gruppi di carburante per l’Ucraina meridionale 2&3. Tuttavia, queste prove fino al 2011 sono state controverse, con Energoatom che ha rivendicato difetti di fabbricazione nel carburante e Westinghouse che ha affermato errori nel caricamento del carburante. Ogni reattore ha 163 gruppi di combustibile.

Nel giugno 2010, Energoatom ha firmato un contratto di fornitura di carburante a lungo termine con la TVEL russa per tutti i 15 reattori. In precedenza, Rosatom aveva offerto uno sconto sostanziale all’Ucraina se si fosse iscritta a TVEL per 20 anni. Nel 2010, TVEL ha venduto combustibile nucleare all’Ucraina per 608 milioni di dollari (449 milioni di euro). Nel 2013 tutto il carburante proveniva da TVEL, per un valore di 601 milioni di dollari. Nel 2014 l’Ucraina ha acquistato 588 milioni di dollari di servizi di carburante da TVEL e 39 milioni di dollari da Westinghouse Sweden.

Dopo l’annessione della Crimea alla Russia, nell’aprile 2014 l’Ucraina ha esteso il suo contratto del 2008 con Westinghouse per la fornitura di carburante fino al 2020. Nel 2015 Energoatom ha ordinato carburante Westinghouse per l’unità 5 dello stabilimento di Zaporozhe, nonché per l’Ucraina meridionale. Il carburante Westinghouse è fabbricato nel suo stabilimento di Vasteras in Svezia. Westinghouse ha commentato: “Questo nuovo accordo per la progettazione del carburante Westinghouse VVER testimonia la qualità del nostro design del carburante e dimostra che, in effetti, ha funzionato senza problemi nella centrale nucleare dell’Ucraina meridionale, come confermato da un ampio e recente congiunto Energoatom e Westinghouse ispezioni. Questa estensione del contratto …. consentirà a Energoatom di continuare a diversificare la sua fornitura di carburante. Ci aspettiamo che… Westinghouse aumenterà la sua quota nel mercato ucraino dei combustibili nucleari. Da allora fonti russe hanno suggerito che il carburante VVER di Westinghouse è privo di licenza e pericoloso. Nel 2015 Energoatom ha acquistato il 5% del suo carburante da Westinghouse, per un valore di 32 milioni di dollari, su un totale di 644 milioni di dollari. Nel 2016 Energoatom ha importato 549 milioni di dollari di carburante, di cui 387 milioni di dollari (70,5%) da TVEL e 162 milioni di dollari (29,5%) da Westinghouse, meno del 40% previsto. Nel 2017 Energoatom ha acquistato 368,9 milioni di dollari di combustibile nucleare da TVEL e 164,4 milioni di dollari di combustibile Westinghouse dalla Svezia (31% in valore). A luglio 2021, sei dei 15 reattori dell’Ucraina funzionavano utilizzando il carburante di Westinghouse: South Ukraine 2&3 e quattro unità a Zaporozhye. Nel 2016 Energoatom ha importato 549 milioni di dollari di carburante, di cui 387 milioni di dollari (70,5%) da TVEL e 162 milioni di dollari (29,5%) da Westinghouse, meno del 40% previsto. Nel 2017 Energoatom ha acquistato 368,9 milioni di dollari di combustibile nucleare da TVEL e 164,4 milioni di dollari di combustibile Westinghouse dalla Svezia (31% in valore). A luglio 2021, sei dei 15 reattori dell’Ucraina funzionavano utilizzando il carburante di Westinghouse: South Ukraine 2&3 e quattro unità a Zaporozhye. Nel 2016 Energoatom ha importato 549 milioni di dollari di carburante, di cui 387 milioni di dollari (70,5%) da TVEL e 162 milioni di dollari (29,5%) da Westinghouse, meno del 40% previsto. Nel 2017 Energoatom ha acquistato 368,9 milioni di dollari di combustibile nucleare da TVEL e 164,4 milioni di dollari di combustibile Westinghouse dalla Svezia (31% in valore). A luglio 2021, sei dei 15 reattori dell’Ucraina funzionavano utilizzando il carburante di Westinghouse: South Ukraine 2&3 e quattro unità a Zaporozhye.

All’inizio di gennaio 2018 Energoatom ha esteso il suo contratto con Westinghouse fino al 2025. Energoatom ha dichiarato che sette dei 15 reattori nucleari del paese utilizzeranno il combustibile Westinghouse entro il 2025. Nel luglio 2018, Westinghouse ha annunciato che l’Ucraina meridionale 3 è stata caricata con un nucleo completo del suo VVER- 1000 carburante: la prima unità in Ucraina a funzionare con il carburante Westinghouse VVER-1000 come unica fonte. Nel dicembre 2019, Zaporozhe 5 è stato caricato esclusivamente con carburante Westinghouse.

Nel dicembre 2018 Energoatom ha confermato che era stato firmato un accordo con TVEL per la fornitura continua di carburante per otto dei 15 reattori nucleari ucraini tra il 2021 e il 2025. Westinghouse fornirà carburante a sei.

Sebbene l’Ucraina non sia imminentemente una parte dell’UE, nel maggio 2014 la Commissione europea ha affermato che, come condizione per l’investimento, qualsiasi progetto di reattore non UE costruito nell’UE deve avere più di una fonte di carburante.

Piani di fabbricazione del carburante in Ucraina

Intorno al 2009 TVEL e Westinghouse hanno entrambi fatto un’offerta per costruire un impianto di fabbricazione di combustibili in Ucraina e nel settembre 2010 il Ministero dei combustibili e dell’energia ha selezionato TVEL. La State Concern Nuclear Fuel ha firmato un accordo con TVEL per una joint venture 50-50 per la costruzione di un impianto per la produzione di assemblaggi di carburante VVER-1000. Sono stati intrapresi lavori preparatori per l’impianto da 460 milioni di dollari (355 milioni di euro) a Smolino, nella regione di Kirovograd, 300 km a sud est di Kiev, per produrre circa 400 gruppi di carburante (200 tU) all’anno, ma con una capacità finale di 800 all’anno. Il sito è vicino alla miniera di uranio Smolinskaya.

Una condizione era che l’Ucraina detenesse una partecipazione di controllo nella società di joint venture che doveva essere costituita per gestire l’impianto, nonostante si affidasse a TVEL per fornire il 70% dei fondi del prestito per costruirlo. Un’altra condizione era che TVEL trasferisse entro il 2020 la tecnologia per la produzione di gruppi di combustibili con licenza non esclusiva, per reattori sia in Ucraina che all’estero. La Russia ha accettato di trasferire la tecnologia di fabbricazione del carburante entro il 2020. Il primo ministro ucraino lo ha definito “il progetto più sostanziale verso l’indipendenza energetica nella storia dell’Ucraina indipendente”. Nel dicembre 2011 è stata costituita la società per azioni privata Nuclear Fuel Production Plant (NFPP) per gestirlo.

I lavori del sito sono iniziati nel 2012 e la costruzione completa doveva iniziare a metà del 2014, con la prima fase fino al 2015 per la creazione di capacità per la fabbricazione di barre di combustibile e assemblaggi (utilizzando pellet da Ulba in Kazakistan, 34% di proprietà di TVEL), il secondo fase fino al 2020 che prevede la produzione di pellet di combustibile. Si prevedeva che avrebbe iniziato a fornire carburante nel 2016 e che avrebbe soddisfatto tutte le esigenze di combustibile nucleare delle centrali nucleari ucraine, mentre i prodotti in eccedenza avrebbero potuto essere esportati con accordi separati con TVEL, principalmente nell’Europa orientale. 

Nel luglio 2014 la costruzione è stata ritardata a causa del disaccordo sui termini e le condizioni del contratto e il viceministro ucraino ha affermato che potrebbero essere chiamati Westinghouse o Areva. Nell’agosto 2014 TVEL ha dichiarato di essere pronta a fornire l’attrezzatura per l’impianto non appena i disaccordi contrattuali e il finanziamento sono stati risolti e l’impianto di concentrati chimici di Novosibirsk (NCCP) ha affermato di aver prodotto le linee di processo e di metterle in deposito. Nell’ottobre 2015 il ministro dell’Energia ha affermato che il governo prevedeva di rescindere l’accordo con TVEL.

Nel 2016 il governo stava parlando con Kazatomprom della fabbricazione di combustibili in joint venture per l’Ucraina in corso in Kazakistan, poiché i precedenti piani per un impianto in Ucraina erano falliti.

Nel 2018 TVEL e China Nuclear Energy Industry Corporation (CNEIC) avrebbero preso in considerazione la costruzione congiunta di un impianto di fabbricazione di combustibili VVER in Ucraina. TVEL ha aiutato CNEIC e Jiangsu Nuclear Power Corporation a creare la produzione di carburante VVER a Yibin per i primi quattro reattori VVER della Cina.

Nell’agosto 2021 un accordo di cooperazione tra Stati Uniti e Ucraina includeva la menzione di un impianto di fabbricazione di combustibile nucleare presso l’impianto minerario e di lavorazione di Skhidniy in Ucraina, evidentemente da parte di Westinghouse.

In precedenza, negli anni ’90, era stato fatto un tentativo di creare una suite completa di strutture per il ciclo del carburante diverse dall’arricchimento, ma ciò non è riuscito per ragioni politiche e finanziarie. La decisione del dicembre 2006 di costituire Ukratomprom ha ravvivato le intenzioni di costruire un impianto di fabbricazione di combustibili (vedi Appendice).


Appendice

La saga K2R4

Negli anni ’90 sia il governo che Energoatom erano determinati a mettere in funzione due nuovi reattori – Khmelnitski 2 e Rovno 4 (K2R4) – il prima possibile. Entrambi i reattori erano completi all’80% quando fu imposto uno stop nel 1990.

Nel 1995 è stato firmato un Memorandum d’intesa tra i governi dei paesi del G7, la CE e il governo ucraino che richiedeva la chiusura dei reattori di Chernobyl in funzione. Pertanto, i reattori di Chernobyl sono stati chiusi, l’ultimo nel dicembre 2000.

Il memorandum ha stipulato l’accordo sugli aiuti finanziari internazionali all’Ucraina per sostenere la disattivazione di Chernobyl, la ristrutturazione del settore energetico, il completamento dei reattori nucleari K2R4, la riabilitazione di centrali termiche e idroelettriche, la costruzione di un impianto di accumulo di pompaggio e per sostenere progetti di efficienza energetica in conformità con l’energia dell’Ucraina strategia di settore.

Nel 2000 la Banca Europea per la Ricostruzione e lo Sviluppo (BERS) ha approvato (con l’89% dei voti escluse le astensioni) un prestito di 215 milioni di dollari per il completamento del K2R4. Questo finanziamento della BERS, sebbene una parte modesta dei 1480 milioni di dollari USA stimati necessari, è stato un fattore chiave nei piani per il loro completamento degli standard di sicurezza occidentali. Le condizioni del prestito includevano il miglioramento della sicurezza di tutti i 13 reattori nucleari dell’Ucraina, l’indipendenza dell’autorità di regolamentazione nucleare del paese e la riforma del mercato elettrico.

Dopo l’approvazione del prestito BERS, la Commissione Europea (CE) ha approvato un prestito di 585 milioni di dollari a Energoatom. La CE ha affermato che l’approvazione di questo finanziamento Euratom “pochi giorni prima della chiusura permanente di Chernobyl dà un chiaro segno dell’impegno della Commissione per la sicurezza nucleare … così come per l’approfondimento delle relazioni [UE] con l’Ucraina”. Essa “finanzierà il completamento, l’ammodernamento e la messa in servizio di due unità nucleari di terza generazione”. La CE ha sottolineato che essa e la BERS avevano concluso che il progetto soddisfaceva tutti i criteri di sicurezza, ambientali, economici e finanziari.

La Russia in precedenza aveva fornito un credito di 225 milioni di dollari per attrezzature e carburante K2R4, quindi nel 2002 è stato approvato un prestito russo di 44 milioni di dollari per il completamento delle unità. L’accordo riguardava beni e servizi dalla Russia. È seguito alla firma di un accordo da 144 milioni di dollari in giugno, inclusi circa 100 milioni di dollari di carburante.

Tuttavia, i prestiti promessi di 215 milioni di dollari USA ei 585 milioni di dollari dell’Euratom sono stati posticipati alla fine del 2001 perché il governo si era rifiutato di raddoppiare il prezzo all’ingrosso dell’energia a 2,5 cent/kWh come richiesto dalla BERS. L’Ucraina ha anche rifiutato quasi tutti i prestiti russi approvati. Il governo ucraino ha quindi approvato le stime per il completamento, i lavori di cantiere e gli aggiornamenti per i reattori nucleari K2R4, rispettivamente a 621 milioni di dollari e 642 milioni di dollari. Con la finanza locale e un’emissione obbligazionaria, Energoatom ha continuato a lavorare su entrambe le unità.

Nel luglio 2004, prima dell’avvio delle due unità, la BERS ha finalmente approvato un prestito ridotto di 42 milioni di dollari. Questa somma è stata compensata da 83 milioni di dollari da Euratom, approvato dalla CE. Il progetto finanzia la componente post-start-up di un programma di sicurezza e modernizzazione sviluppato per K2R4.

Il prestito è stato approvato a condizione che le tariffe riviste siano attuate al fine di finanziare l’aggiornamento di tutti i 13 reattori di potenza operativi in ​​Ucraina agli standard K2R4, che sia istituito un fondo per la disattivazione e che venga raggiunto “un livello concordato a livello internazionale di assicurazione sulla responsabilità nucleare”.

Il programma sulla modernizzazione e il miglioramento della sicurezza del K2R4 è stato stabilito tenendo conto delle raccomandazioni dell’AIEA. Si compone di 147 misure di “pre-commissioning”, nonché di “post-commissioning” e “prima e dopo la messa in servizio”. Nel 2003-2004 Framatome ANP, un esperto indipendente della BERS, insieme alla locale Riskaudit Company, ha esaminato lo stato di attuazione e la sufficienza del programma. Hanno valutato positivamente il risultato dell’attuazione di questo programma fino ad oggi. Le misure di modernizzazione successive alla messa in servizio sono state completate nel novembre 2010, nell’ambito del budget di 125 milioni di dollari della BERS e dell’Euratom.

Nell’agosto 2004 il presidente ucraino ha affermato che i governi occidentali non avevano onorato gli impegni del 1995 di assistere il suo paese in cambio della chiusura dell’impianto di Chernobyl, in particolare in relazione al completamento di Khmelnitski 2 e Rovno 4, alle infrastrutture di rete e a un impianto idroelettrico di pompaggio.

Struttura dell’industria nucleare e collegamento russo

Verso la fine del 2006 il governo si è trasferito per creare una nuova entità nazionale dell’industria nucleare – Ukratomprom, come holding nucleare integrata verticalmente che fa capo al Ministero dell’Energia e al gabinetto. Ukratomprom doveva consistere in sei imprese statali tra cui Energoatom, la società mineraria di uranio VostGOK e la società di sviluppo dell’uranio Novokonstantinov, con un patrimonio di circa $ 10 miliardi, di cui $ 6,35 miliardi per Energoatom.

Tre grandi progetti dovevano essere lanciati nel 2007, inclusa un’impresa di produzione di uranio da 1875 milioni di dollari comprendente la ristrutturazione dell’impianto idrometallurgico di VostGOK e la costruzione di un mulino di uranio a Novokonstantinov. Quindi è stato annunciato che Energoatom non sarebbe stato incluso in Ukratomprom e subito dopo i piani sono stati abbandonati.

La Russia ha compiuto sforzi strenui per riguadagnare la sua influenza in Ucraina e all’inizio del 2010 sono state avanzate varie proposte per joint venture nucleari civili. Ad aprile il presidente russo ha suggerito “una cooperazione su vasta scala delle nostre industrie nucleari” e che i due paesi istituiscano una grande holding che includerebbe impianti di produzione di energia, ingegneria pesante e ciclo del carburante.

Come prima fase, ha suggerito una fusione che coinvolge l’estrazione dell’uranio ucraino con l’impianto russo di concentrati chimici di Novosibirsk in Siberia, che produce carburante VVER. Ha anche notato che la Turboatom ucraina stava producendo grandi turbine a vapore esclusivamente per la Russia. Inoltre, tutti i reattori ucraini necessitano di una modernizzazione che, ha affermato, potrebbe essere più efficace con una stretta collaborazione delle imprese russe, aprendo allo stesso tempo l’accesso dei partner ucraini al mercato russo poiché espande notevolmente la capacità nucleare. Inoltre, Russia e Ucraina potrebbero collaborare sui mercati esteri sulla base di finanziamenti forniti dal governo russo e dalle principali istituzioni finanziarie. Il presidente dell’Ucraina ha convenuto in linea di principio che alcuni di questi particolari suggerimenti potrebbero essere meritevoli.

Rosatom ha proseguito con il suggerimento che se l’Ucraina avesse firmato contratti di fornitura di carburante a lungo termine (25 anni) con la Russia, avrebbe goduto di uno sconto di oltre 1 miliardo di dollari. Inoltre, Rosatom era pronta a trasferire fino al 50% delle azioni dell’impianto di concentrati chimici di Novosibirsk a partner ucraini e stabilire la produzione nazionale di carburante, “o [come] un ramo della mietitrebbia in cui possiamo essere azionisti insieme, o un nuovo pianta nel territorio ucraino”. Rosatom ha ribadito il suo desiderio di vecchia data di prendere una quota del progetto ucraino sull’uranio Novokonstantinov e ha anche proposto una joint venture che riunisse le risorse ingegneristiche pesanti della russa Atomenergomash e dell’ucraina Turboatom a Kharkov.

Energoatom ha istituito Atomproektengineering per gestire nuovi progetti di energia nucleare, inclusi investimenti, progettazione e costruzione. È già stato coinvolto con Khmelnitski 3&4. Nell’ottobre 2010 Atomenergomash ha annunciato che essa e NAEC Energoatom avrebbero costituito un consorzio strategico per localizzare la produzione di apparecchiature nucleari in Ucraina, in particolare in relazione a Khmelnitski 3&4.

I piani dell’Ucraina per lo sviluppo del ciclo del carburante sono di sviluppare l’estrazione dell’uranio e la fabbricazione di carburante, ma non la conversione, l’arricchimento o il ritrattamento: questi vengono fatti in Russia, anche se con una partecipazione dell’Ucraina nella IUEC


Nel maggio 2008 il Ministero ucraino dei combustibili e dell’energia ha firmato un accordo con Atomic Energy of Canada Ltd (AECL) per sviluppare la tecnologia CANDU. Ciò potrebbe fornire sinergie con i reattori VVER ucraini esistenti bruciando l’uranio recuperato dal combustibile usato dai VVER. Tuttavia, non si sono verificati sviluppi in Ucraina.

Disattivazione e gestione dei rifiuti

Non vi è alcuna intenzione di chiudere il ciclo del carburante in Ucraina, anche se la possibilità rimane allo studio. Nel 2008 è stato approvato il Programma Nazionale Obiettivo Ambientale per la Gestione dei Rifiuti Radioattivi. Lo stoccaggio del carburante usato per almeno 50 anni prima dello smaltimento rimane la politica. Il nuovo programma soddisfa i requisiti della legislazione europea e le raccomandazioni dell’Agenzia internazionale per l’energia atomica (AIEA) e della Comunità europea dell’energia atomica (Euratom). La sua attuazione creerà un sistema integrato di rifiuti radioattivi di tutti i tipi e categorie per 50 anni. Nel 2014 Energoatom ha avviato uno studio sull’utilizzo di carburante di origine sia TVEL che Westinghouse ritrattato da Areva a La Hague in Francia.

Il carburante usato viene per lo più immagazzinato in loco, sebbene parte del carburante VVER-440 abbia continuato a essere inviato in Russia per il ritrattamento in base a un accordo del 1993. A Zaporozhe è operativo dal 2001 un impianto di stoccaggio a secco a lungo termine per il combustibile esaurito, ma altro combustibile esaurito VVER-1000 è stato inviato in Russia per lo stoccaggio, a un costo per l’Ucraina di circa 200 milioni di dollari all’anno. Nella strategia energetica del governo del 2006 è stata proposta la costruzione di un impianto di stoccaggio a secco centralizzato per il combustibile esaurito (CSFSF).

Le indagini preliminari hanno selezionato i siti per un deposito geologico profondo per i rifiuti di livello alto e intermedio, compresi tutti quelli derivanti dalla disattivazione e dalla bonifica di Chernobyl.

Un nuovo impianto per il trattamento dei rifiuti radioattivi solidi si trova presso il sito della centrale nucleare di Zaporozhe, commissionato nel 2015. Sarà dotato di un inceneritore all’avanguardia di design danese.

Nel 2013, un progetto quadriennale Ucraina-NATO ha iniziato a ripulire i rifiuti radioattivi di basso livello in nove strutture militari nel paese. Sono stati preventivati ​​25 milioni di euro. I rifiuti saranno seppelliti nella zona di esclusione di Chernobyl.

CSFSF vicino a Chernobyl per carburante VVER

Nel dicembre 2005, Energoatom ha firmato un accordo da 150 milioni di dollari con la società statunitense Holtec International per implementare il progetto Central Spent Fuel Storage Facility (CSFSF) per i reattori VVER dell’Ucraina. Il lavoro di Holtec comprende la progettazione, la licenza, la costruzione, la messa in servizio dell’impianto e la fornitura di sistemi di trasporto e di stoccaggio a secco ventilato verticale per il combustibile nucleare VVER usato, inizialmente 2500 gruppi VVER-1000 e 1100 VVER-440. Questo doveva essere completato nel 2008, ma è stato trattenuto in attesa della legislazione. Poi nell’ottobre 2011 il parlamento ha approvato un disegno di legge sulla gestione del combustibile nucleare esaurito, che è stato approvato nella camera alta nel febbraio 2012. Prevede la costruzione dell’impianto di stoccaggio a secco all’interno dell’area di esclusione di Chernobyl, tra i villaggi reinsediati Staraya Krasnitsa, Buryakovka , Chistogalovka e Stechanka nella regione di Kiev, a sud-est di Chernobyl. L’Ucraina richiede che tutto il combustibile esaurito sia immagazzinato in contenitori multiuso a doppia parete (DWC).

Il nuovo impianto di stoccaggio diventerà parte del comune complesso di gestione del combustibile nucleare esaurito della società statale Chernobyl NPP, sebbene non richiederà alcun combustibile di Chernobyl. Nell’aprile 2014 il governo ha approvato il sito di 45 ettari per la struttura, per prelevare carburante da Rovno, Ucraina meridionale e Khmelnitski. La capacità di stoccaggio totale della struttura sarà di 16.530 assemblaggi di carburante usato, inclusi 12.010 assemblaggi VVER-1000 e 4520 assemblaggi VVER-440. Alcuni di questi hanno carburante ad alta combustione e sono caldi, con un carico termico fino a 38 kW. Dovrebbe costare $ 460 milioni, incluso il “complesso di start-up” $ 160 milioni. Holtec ha quotato tre anni per la costruzione a partire dalla metà del 2014, quando il progetto è stato riattivato sotto un nuovo governo con un nuovo contratto.

Allo stesso tempo, Holtec International (USA) è responsabile della fornitura di contenitori e fusti specifici per lo stoccaggio e il trasporto di combustibile nucleare esaurito che saranno utilizzati nei tre siti delle centrali nucleari e durante il trasporto del combustibile nucleare usato da questi al CSFSF, nonché presso la struttura stessa. Le botti da trasporto Holtec HI-STAR 190 verranno utilizzate per il trasporto dei contenitori nel sito dove verranno caricati nel sistema di stoccaggio verticale ventilato HI-STORM 190 di Holtec, per fornire protezione fisica, schermatura dalle radiazioni e consentire la rimozione passiva del calore. I contenitori a doppia parete (DWC) sono stati approvati dall’Ispettorato nucleare di Stato (SNRI) all’inizio del 2015. Nell’ottobre 2015 Holtec ha concordato con  Turboatom  in Ucraina la produzione delle botti HI-STORM 190, inizialmente 94 delle quali.

Il costo del progetto equivale a pochi anni di pagamenti alla Russia per lo stoccaggio del carburante ucraino proveniente dai tre impianti (circa 200 milioni di dollari all’anno). La costruzione del CSFSF è iniziata nell’agosto 2014, con Holtec in qualità di appaltatore generale del progetto, mentre due società ucraine, YUTEM Engineering Ltd e Ukrtransbud Inc, hanno iniziato a costruirlo. Nell’agosto 2015 Holtec ha affermato che la costruzione del sito era completa al 57% e doveva essere completata nel luglio 2016. Quindi, nell’ottobre 2016, la sussidiaria di Energoatom AtomProjectEngineering ha affermato che la fase attiva di costruzione doveva iniziare a marzo 2017. Nel luglio 2017 l’SNRI ha emesso un licenza per il progetto. Nel gennaio 2022 è stato riferito che il CSFSF era in prova a freddo con le prime spedizioni previste per aprile.

Holtec in precedenza aveva affermato che le ostilità nell’est avevano ritardato il programma.

I rifiuti vetrificati ad alto livello provenienti dal ritrattamento del carburante ucraino verranno restituiti dalla Russia e andranno al CSFSF.

Chernobyl ISF-2 per carburante RBMK

Il combustibile usato dai reattori RBMK dismessi della centrale nucleare di Chernobyl sarà immagazzinato in un nuovo impianto di stoccaggio a secco in costruzione a pochi chilometri dall’impianto e non lontano da CSFSF. Nel settembre 2007 Holtec International e il governo ucraino hanno firmato un contratto per completare il posizionamento del combustibile nucleare usato di Chernobyl nei sistemi di stoccaggio a secco presso l’impianto di stoccaggio del combustibile nucleare esaurito di Chernobyl (ISF-2). La rimozione del combustibile radioattivo dai tre reattori di Chernobyl non danneggiati è essenziale per iniziare a demolirli. Holtec ha completato il progetto di stoccaggio a secco, iniziato nel 1999 dalla società francese Framatome (poi Areva e poi Orano), e ha potuto utilizzare gran parte delle strutture e dei componenti precedenti di Areva, sostanzialmente integrati. Il contratto da 80 milioni di euro di Areva è stato sospeso nell’ottobre 2005, dopo che i paesi donatori hanno respinto la sua proposta di correggere i problemi con i suoi sforzi. “La tecnologia dell’appaltatore precedente si è dimostrata inadeguata per soddisfare i requisiti funzionali e normativi della struttura”, secondo Holtec, che ha rilevato il progetto nel 2011. Areva è stata obbligata a pagare 45 milioni di euro all’Ucraina come compensazione per il progetto fallito.

Il trasferimento del carburante più utilizzato al sito dalle unità di Chernobyl 1-3 è stato completato nel 2013, con l’ultimo carburante danneggiato rimosso nel giugno 2016. Inizialmente questo è immagazzinato nell’ISF-1, un impianto di stoccaggio umido che è stato messo in servizio nel 1986. Il Chernobyl Il progetto Dry Storage (ISF-2) richiede la divisione di oltre 21.000 gruppi di carburante in 42.000 pacchi di carburante in una cella calda progettata su misura e l’essiccazione, un passaggio trascurato nell’era di Areva.

I pacchi verranno inseriti in contenitori di acciaio schermati a doppia parete che verranno poi riempiti con gas inerte e saldati. Ciascun contenitore metallico, contenente 93 gruppi di combustibile usato, è posizionato orizzontalmente in un modulo di stoccaggio in cemento NUHOMS dove sarà racchiuso per un massimo di 100 anni. Una volta che tutto il carburante usato sarà stato trasferito entro il 2030 circa, l’ISF-1 verrebbe dismesso. I primi contenitori Holtec per il sistema di stoccaggio a secco NUHOMS progettato da Areva sono stati consegnati dagli Stati Uniti nel novembre 2015 e circa 85 di questi saranno coinvolti nella fase 1. Il resto di 231 sono stati consegnati nel 2017-19. Immagazzineranno il carburante a lungo termine in un ambiente a gas inerte.

L’ISF-2 ha un prezzo fisso di 411 milioni di dollari ed è stato completato nel 2019, anche se le ostilità nell’est hanno ritardato il programma. Nell’agosto 2017 l’SNRI ha approvato un test dei sistemi integrati della struttura e le prove a livello di sistema sono iniziate a maggio 2019. Il test a caldo è stato completato nel dicembre 2020. Nell’aprile 2021 è stata rilasciata una licenza operativa completa dall’SNRI. C’è la piena approvazione da parte di l’Assemblea dei donatori, che fornisce finanziamenti per la bonifica e la disattivazione di Chernobyl attraverso il conto per la sicurezza nucleare della BERS. I lavori sono stati eseguiti dalle società ucraine UTEM-Engineering (appaltatore principale) e Ukrtransbud.

Chernobyl: altri rifiuti

Sempre a Chernobyl, Nukem ha costruito un complesso industriale per la gestione dei rifiuti solidi urbani (ICSRM) che è stato consegnato nell’aprile 2009. In questo, i rifiuti solidi di bassa e media attività si sono accumulati dalle operazioni delle centrali elettriche e dallo smantellamento dei blocchi di reattori 1 a 3 è condizionato da incenerimento, compattazione ad alta forza e cementazione, come richiesto e quindi imballato per lo smaltimento. Inoltre, i rifiuti solidi altamente radioattivi e di lunga durata vengono smistati per lo stoccaggio separato temporaneo. Nel complesso Vektor, a 17 km di distanza, è stato anche costruito un deposito di rifiuti di basso livello.

L’impianto di trattamento dei rifiuti radioattivi liquidi (LRTP) di Chernobyl recupera circa 35.000 metri cubi di rifiuti liquidi di livello basso e intermedio nel sito dai loro serbatoi attuali, li trasforma allo stato solido e li sposta in contenitori per lo stoccaggio a lungo termine. L’impianto ha iniziato a trattare i rifiuti nel luglio 2019. LRTP è anche finanziato attraverso il conto per la sicurezza nucleare della BERS.

Disattivazione del reattore: Chernobyl

Nome del reattoreModelloTipo di reattorePotenza unità di riferimento (MWe)Spegnimento permanente
Chernobyl 4RBMKLWGR9251986-04
Chernobyl 2RBMKLWGR9251991-10
Chernobyl 1RBMKLWGR7401996-11
Chernobyl 3RBMKLWGR9252000-12

Questo progetto New Safe Confinement (NSC) è costato circa 1,5 miliardi di euro. Nel settembre 2007 è stato firmato un contratto da 430 milioni di euro con un consorzio a guida francese Novarka per costruire questo nuovo rifugio, per racchiudere sia il reattore di Chernobyl 4 distrutto che la struttura del 1986 costruita frettolosamente su di esso. Si tratta di un arco metallico alto 110 metri e alto 257 m, che è stato costruito adiacente e poi spostato in posizione a fine 2016. Il telaio dell’arco è dotato di gru interne per effettuare la demolizione della vecchia struttura e dei resti dell’unità 4. Consentirebbe l’eventuale rimozione dei materiali contenenti combustibile nella parte inferiore dell’edificio del reattore e ne consentirebbe la caratterizzazione, la compattazione e l’imballaggio per lo smaltimento. L’NSC è la più grande struttura mobile terrestre mai costruita.

L’International Chernobyl Shelter Fund, facilitato dalla BERS, è stato istituito nel 1997. Nel maggio 2005, donatori internazionali si sono impegnati per un valore di circa 150 milioni di euro per il nuovo confinamento sicuro. Il contributo maggiore è venuto dal G8 e dall’UE. La Russia ha contribuito per la prima volta al fondo e altri membri del fondo, tra cui gli Stati Uniti, hanno aumentato i loro contributi, con il governo ucraino che ha impegnato circa 15 milioni di euro. La Commissione europea ha impegnato 239,5 milioni di euro dal 1997, diventando così il principale donatore. Le unità 1-3 sono in fase di smantellamento convenzionalmente – le prime unità RBMK a farlo – e il lavoro accelererà quando il nuovo impianto di stoccaggio a secco ISF-2 per il carburante sarà completamente messo in servizio.

Ricerca e Sviluppo

L’Ucraina ha avuto due reattori di ricerca, incluso un serbatoio da 10 MW di tipo uno – VVR-M – che è stato commissionato nel 1960 presso l’Istituto per la ricerca nucleare di Kiev. Questo è stato convertito in carburante LEU nel 2008 nell’ambito del programma di riduzione delle minacce globali degli Stati Uniti. I piani per una sostituzione da 250 milioni di dollari sono stati annunciati nel 2008.

Nel 2012 il governo ha approvato la costruzione della sorgente sperimentale di neutroni KIPT presso l’Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov, utilizzando LEU. È fondamentalmente un sistema di accelerazione, subcritico. Gli Stati Uniti stanno fornendo assistenza tecnica e 25 milioni di dollari, il contributo totale è di 73 milioni di dollari. C’è una collaborazione con Oak Ridge e Idaho National Laboratory negli Stati Uniti. È destinato alla ricerca in fisica nucleare e alla produzione di isotopi, in particolare per la medicina nucleare.

C’è anche un piccolissimo reattore di addestramento IR-100 (200 kW) presso la scuola di ingegneria navale dell’Università nazionale dell’energia nucleare e dell’industria di Sebastopoli in Crimea. Questo è stato rilevato nell’annessione russa della Crimea e l’Ucraina ha sollevato con l’AIEA l’implicazione delle salvaguardie. La società russa di gestione dei rifiuti radioattivi, NO RAO, riceverà i dati per la contabilità e il controllo dei materiali radioattivi e dei rifiuti dalla Crimea.

Organizzazione

Nel 1996 l’ex entità operativa nucleare Goskomatom ha istituito una nuova società di servizi nucleari aziendali, la National Nuclear Energy Generating Company (NNEGC) Energoatom. NNEGC Energoatom è responsabile della sicurezza di tutte le centrali nucleari ucraine ai sensi della legge sull’uso dell’energia nucleare e sulla sicurezza delle radiazioni. Il suo compito principale è la costruzione di nuove capacità elettriche e l’estensione della durata degli impianti esistenti, l’approvvigionamento di nuovo combustibile e il trasporto di combustibile usato, la creazione dell’infrastruttura nazionale per la gestione del combustibile irraggiato, la garanzia della sicurezza fisica degli impianti nucleari e la formazione professionale e sviluppo del personale. 

Goskomatom è stato sostituito da due dipartimenti all’interno del Ministero del carburante e dell’energia: il Dipartimento per l’energia nucleare, responsabile del funzionamento delle centrali nucleari civili, e il Dipartimento per l’industria atomica, responsabile dello sviluppo del ciclo del combustibile nucleare.

L’autorità di regolamentazione è l’  Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina  (SNRI), ora un’autorità indipendente (fino al 2001 era sotto il Ministero della protezione dell’ambiente e della sicurezza nucleare come Comitato SNR). Nel marzo 2015 l’SNRI è stato accettato come membro a pieno titolo della Western European Nuclear Regulators’ Association (WENRA).

Il Centro tecnico e scientifico statale per la sicurezza nucleare e dalle radiazioni (SSTC NRS) fornisce consulenza tecnica e supporto per l’SNRI.

La legge del 1995 sull’uso dell’energia nucleare e sulla sicurezza delle radiazioni stabilisce la base giuridica del settore e includeva una disposizione per l’impianto operativo di avere la piena responsabilità legale per le conseguenze di qualsiasi incidente. La legge del 1995 sulla gestione dei rifiuti radioattivi lo integra e il conseguente programma statale è stato approvato nel 2002.

Sicurezza, protezione e non proliferazione

Dopo lo scioglimento dell’Unione Sovietica, l’Ucraina ha negoziato il rimpatrio di testate nucleari e missili in Russia in cambio di forniture di combustibile nucleare. L’Ucraina ha quindi aderito al Trattato di non proliferazione nucleare (NPT) come stato non dotato di armi nucleari. Il suo accordo di salvaguardia ai sensi del TNP è entrato in vigore nel 1998 e nel 2005 è stato ratificato il protocollo aggiuntivo a questo accordo.


Centrale nucleare di Zaporizhzhya, Ucraina

La centrale nucleare di Zaporizhzhya da 6 GW, situata a Energodar, in Ucraina, è la più grande centrale nucleare d’Europa.

La centrale nucleare (NPP) di Zaporizhzhya da 6 GW, situata a Energodar, in Ucraina, è di proprietà e gestita dalla società nazionale ucraina di generazione di energia nucleare NNEGC Energoatom.

Zaporizhzhya è una delle quattro centrali nucleari operative nel paese e genera fino a 42 miliardi di kWh di elettricità, pari a circa il 40% dell’elettricità totale generata da tutte le centrali nucleari ucraine e un quinto della produzione annuale di elettricità dell’Ucraina.

Operativo dal 1984, l’impianto ha generato oltre 1,23 trilioni di kilowattora (kWh) di elettricità a dicembre 2021.

La centrale nucleare di Zaporizhzhya è composta da sei unità di reattori ad acqua pressurizzata (PWR) commissionate tra il 1984 e il 1995, con una capacità elettrica lorda di 1.000 MW ciascuna.

L’unità 5 della centrale nucleare è stata ricollegata allo United Power System dell’Ucraina a seguito di un’interruzione programmata nel 2019. Allo stesso modo, le unità 1, 3 e 4 sono state ricollegate alla rete a seguito di interruzioni programmate nel 2021. Le interruzioni programmate hanno facilitato la transizione delle quattro unità per passare al combustibile nucleare da un fornitore alternativo Westinghouse.

Dettagli e reattori della centrale nucleare di Zaporizhzhya

L’impianto nucleare di Zaporizhzhya è situato su un sito di 104,7 ettari sulle rive del bacino idrico di Kakhovka. La zona della steppa dell’Ucraina è stata scelta per le infrastrutture disponibili presso la vicina centrale termoelettrica di Zaporozhe, un terreno inadatto all’agricoltura e la sua distanza da territori stranieri.

Ciascun blocco di generazione dell’impianto è costituito da un reattore VVER-1000/V-320, una turbina a vapore K-1000-60/1500-2 e un generatore TWW-1000-4. I VVER-1000 di progettazione sovietica sono PWR progettati per funzionare per 30 anni.

Nel 2021 è stata commissionata la quarta linea aerea da 750 kV dalla centrale nucleare alla sottostazione di Kakhovska ed è stato ampliato il piazzale esterno dell’impianto, riducendo i vincoli di trasmissione e consentendo 17 milioni di kWh al giorno di produzione aggiuntiva di elettricità da parte dell’impianto.

Le unità 1 e 2 hanno subito un’estensione a vita, che ha comportato la modernizzazione delle apparecchiature, nonché l’installazione di sensori di tensione e altri sistemi di sicurezza avanzati, in seguito al disastro nucleare di Fukushima-Daiichi del marzo 2011.

Il pannello centrale di monitoraggio delle radiazioni della centrale nucleare è stato rinnovato nel febbraio 2021. Il pannello è dotato di un sistema automatico per monitorare tutte le radiazioni e i parametri tecnologici relativi alle condizioni delle unità di potenza, del sito dell’impianto di stoccaggio dell’essiccamento del combustibile nucleare esaurito e del complesso di trattamento dei rifiuti radioattivi, così come l’area circostante l’impianto.

I danni causati da un colpo accidentale sono improbabili

I reattori di Zaporizhzhia sono di un design moderno. A differenza del reattore di Chernobyl, ciascuno è racchiuso in un recipiente d’acciaio pressurizzato, che a sua volta è alloggiato all’interno di una massiccia struttura di contenimento in cemento armato. (Il progetto si chiama VVER — l’acronimo russo di reattore energetico acqua-acqua).

Gli impianti hanno anche più sistemi di backup di sicurezza, afferma Michael Bluck, direttore del Center for Nuclear Engineering presso l’Imperial College di Londra. Dice che sarebbe molto allarmante se le forze russe tentassero deliberatamente di violare la struttura di contenimento, ma è improbabile che un danno catastrofico da un colpo accidentale sia improbabile. “Se un missile va fuori strada, sono meno preoccupato per [questo]. Si tratta di strutture molto robuste”, afferma.

Koji Okamoto, ricercatore sulla sicurezza nucleare dell’Università di Tokyo, è d’accordo. “La struttura di contenimento potrebbe avere una resistenza alle armi normali”, dice.

E anche nel sito del disastro di Chernobyl, il rischio di rilasci radioattivi accidentali è limitato, secondo Cheryl Rofer, una scienziata nucleare in pensione con sede a Santa Fe, nel New Mexico. “Il materiale pericoloso al suo interno si trova nel seminterrato dell’edificio del reattore, protetto dai resti di quell’edificio e da molte tonnellate di cemento che sono state versate su di esso”, ha scritto Rofer in un post sul suo blog. Le rovine del reattore esploso nel 1986 sono racchiuse in un massiccio guscio di acciaio e cemento alto 63 metri chiamato sarcofago. “Sospetto che un colpo diretto dell’artiglieria potrebbe violare il proiettile e consentire la fuoriuscita di una piccola quantità di contaminanti radioattivi, ma quella massa solida di elementi combustibili fusi, contenente uranio e plutonio, è inaccessibile”, ha scritto Rofer.

Gli stagni di carburante esaurito sono un pericolo

La maggior parte delle centrali nucleari, comprese quelle di Zaporizhzhia, hanno pozze d’acqua dove vengono conservate le barre di combustibile esaurito mentre si raffreddano. Danni a una di queste piscine, accidentali o intenzionali, potrebbero causare la fuoriuscita o l’ebollizione dell’acqua. Le aste si surriscalderebbero e provocherebbero un incendio, hanno avvertito diversi osservatori.

Sebbene non sia paragonabile al disastro di Chernobyl del 1986, un tale incendio potrebbe essere pericoloso per le persone nelle vicinanze dell’impianto e anche per quelle più lontane. “La Russia deve tenere a mente che i venti prevalenti sono verso la Russia”, dice Rofer a  Nature .

Un fattore attenuante è che le barre di combustibile che sono state in piscina per diverse settimane o mesi sono meno pericolose di quanto non fossero all’inizio, poiché il principale isotopo cancerogeno, lo iodio-131, decade rapidamente, sottolinea Bluck. Nella conferenza stampa, Grossi ha affermato che non sono stati segnalati problemi con gli stagni di combustibile esaurito di Zaporizhzhia.

L’alimentazione e il raffreddamento esterni devono essere mantenuti

Al 4 marzo, cinque dei sei reattori di Zaporizhzhia erano stati chiusi, ha riferito Grossi. Ma anche spento, un reattore ancora carico di carburante non è completamente privo di rischi. Durante le normali operazioni, i nuclei di uranio nelle barre di combustibile si fissino o si rompono, lasciando dietro di sé nuclei di elementi più leggeri. Questi isotopi si accumulano durante la vita delle barre e molti di essi sono altamente radioattivi, che continuano a produrre calore anche dopo lo spegnimento.

Ciò significa che il nocciolo di un reattore appena spento deve essere attivamente raffreddato, il che richiede energia, normalmente prelevata dalla rete, per mantenere l’acqua in circolo attorno al nocciolo. “Devi rimuovere il calore di decadimento”, dice Bluck. “Se non lo raffreddi finché non è finito, il nucleo si surriscalda”. Se il raffreddamento attivo dei reattori si interrompesse improvvisamente, impianti come Zaporizhzhia potrebbero trovarsi di fronte a uno scenario analogo a quello della centrale nucleare di Fukushima Daiichi in Giappone, quando l’energia elettrica è stata interrotta all’indomani del terremoto e dello tsunami di Tōhoku dell’11 marzo 2011 e tre reattori fuso.

Un evento simile potrebbe verificarsi se si verificano danni ai sistemi, inclusi pompe, scambiatori di calore e generatori diesel di riserva, che forniscono un raffreddamento attivo e sono al di fuori della struttura di contenimento protettivo di un reattore, afferma Okamoto. “Qualsiasi reattore nucleare potrebbe essere danneggiato quando si perdono i refrigeranti”. Ci sono sistemi di sicurezza in atto negli impianti ucraini che rendono i reattori più resistenti a questo danno. “VVER-1000 ha diversi sistemi di raffreddamento alternativi”, afferma. “Quindi non sarà immediatamente pericoloso”. Tuttavia, Okamoto sottolinea che il raffreddamento attivo potrebbe essere necessario per più di dieci giorni dopo lo spegnimento di un reattore. Non è chiaro se i sistemi di raffreddamento di riserva sarebbero in grado di durare così a lungo.

Diversi specialisti hanno detto a  Nature  che anche se il nocciolo di un reattore dovesse fondersi, potrebbe non causare un rilascio importante di materiali radioattivi. L’impatto principale di una tale crisi potrebbe essere correlato alla psicologia e al modo in cui le persone, inclusi politici e responsabili politici, reagiscono. Molti europei ricordano ancora i giorni in cui la nube radioattiva di Chernobyl si diffuse sul continente. “Le persone non giudicano bene il rischio delle radiazioni e sono molto più spaventate, spesso, di quanto dovrebbero”, dice Rofer.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-00660-z

Zaporizhzhya impianto di stoccaggio a secco di combustibile esaurito

Dopo lo scioglimento dell’URSS, il combustibile esaurito non poteva più essere trasportato in Russia e la carenza di spazio libero nelle piscine di raffreddamento ha richiesto un impianto di stoccaggio a secco del combustibile esaurito (SFDSF) nel sito. L’Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina ha rilasciato una licenza per lo sviluppo del primo SFDSF presso la centrale nucleare di Zaporizhzhya nel luglio 2001. Zaporizhzhya è la prima centrale nucleare ucraina con reattori di tipo VVER a includere un SFDSF con una vita di servizio di 50 anni.

Il combustibile nucleare esaurito dei reattori viene immagazzinato in piscine di raffreddamento per quattro o cinque anni fino a quando l’energia residua e la radioattività non diminuiscono. Viene quindi trasferito alla SFDSF.

Il sistema di stoccaggio può ospitare più di 9.000 gruppi di combustibile esaurito in 380 fusti di stoccaggio ventilati da 144 t ciascuno. La struttura è entrata in funzione nell’agosto 2004 e nel sito sono già state installate 167 botti.

Storia e progettazione tecnica della centrale nucleare di Zaporizhzhya

Il Consiglio dei ministri dell’URSS ha deciso di costruire una serie di centrali nucleari, inclusa la centrale nucleare di Zaporizhzhya, nel 1978 dopo che la prima unità della centrale nucleare di Chernobyl è entrata in funzione.

Il progetto tecnico del primo stadio della centrale nucleare di Zaporizhzhya, composto da quattro unità con una capacità combinata di 4.000 MW, è stato approvato nel 1980 e la prima unità è stata commissionata nel 1984. La seconda, la terza e la quarta unità sono state commissionate nel 1985, 1986 e 1987 , rispettivamente. Nel frattempo, nel 1988 è stata proposta la seconda fase, che coinvolgeva due unità di potenza aggiuntive con reattori simili, e la quinta unità è stata messa in servizio nel 1989.

Il disastro nucleare di Chernobyl ha spinto il Consiglio supremo dell’Ucraina a ordinare una moratoria nel 1990 sulla costruzione di nuove centrali nucleari in Ucraina, che ha portato alla sospensione dei lavori di costruzione dell’Unità 6. I rigidi inverni e l’aumento della domanda di elettricità hanno portato alla revoca di la moratoria, aprendo la strada alla costruzione dell’unità 6. L’unità è stata finalmente collegata alla rete nel 1995, diventando la prima unità di reattore nucleare in un’Ucraina indipendente.

Appaltatori coinvolti con la centrale nucleare ucraina

I reattori VVER-1000 sono stati prodotti dalla società russa di ingegneria pesante Izhorskiye Zavody. La centrale a turbina di Kharkiv, ora denominata Turboatom, ha fornito le turbine a vapore da 1.000 MW. La società di ingegneria russa AtomEnergoproekt ha progettato la centrale nucleare di Zaporizhzhya. Atomenergomash ha fornito gli ugelli superiore e inferiore per i gruppi di carburante Westinghouse.

Kharkov Scientific Research & Design Institute “Energoprojekt” (HIEP), Duke Engineering & Services (DE&S) e Sierra Nuclear Corporation (SNC) sono stati coinvolti nella progettazione, costruzione, test e funzionamento dell’SFDSF.

HIEP è stato il consulente generale per la progettazione e la costruzione della struttura, mentre DE&S è stato responsabile dello sviluppo del progetto, della logistica, della direzione lavori, delle licenze, della garanzia della qualità, della messa in servizio e della manutenzione dei sistemi e delle apparecchiature. SNC ha fornito il sistema di stoccaggio in fusti asciutti per il combustibile esaurito.

La Westinghouse Electric Company si è aggiudicata un contratto da Energoatom per la fornitura di un sistema di controllo dell’idrogeno passivo per le unità 1 e 2 per migliorare la sicurezza dell’impianto. Nell’aprile 2014 è stato anche firmato un accordo di estensione del contratto tra le due società per le consegne di carburante alle centrali ucraine fino al 2020.

Prima dell’annessione della Crimea, l’Ucraina dipendeva dalla società russa di combustibili nucleari TVEL per la fornitura di combustibile arricchito.

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La corsa all’acquisto di “IODURE DE POTASSIUM” per proteggersi dalle radiazioni in caso di disastro nucleare….

Effetto della perdita di sostanza radioattiva dalla centrale nucleare sulla ghiandola tiroidea

L’effetto dell’esposizione a sostanze radioattive fuoriuscite da una centrale nucleare sulla ghiandola tiroidea è stato osservato per la prima volta nel 1986 in Russia, dopo il disastro di Chernobyl.[6,7] Kriukov ha notato per la prima volta le anomalie introdotte nella struttura della ghiandola tiroidea dopo l’incidente nel scansione ad ultrasuoni degli individui che soggiornano nelle aree colpite.[4]

Inoltre, è stato riscontrato un aumento dell’incidenza del cancro alla tiroide.[5] Baverstock e Williams hanno riferito che “le radiazioni alla tiroide da radioisotopi di iodio hanno causato diverse migliaia di casi di cancro alla tiroide, ma pochissimi decessi; i bambini esposti sono i più suscettibili».[8] Infine, va notato che solo l’incidenza del cancro alla tiroide, e non altri, è risultata essere significativamente aumentata nelle popolazioni colpite dal disastro di Chernobyl,[9] e il rischio era più significativo nei bambini.[8]

Sono state avanzate molte ipotesi per spiegare questo aumento dell’incidenza dei tumori della tiroide. Secondo la prima teoria, lo iodio radioattivo fuoriuscito dai reattori nucleari può trovare un facile passaggio nella ghiandola tiroidea, e quindi causare i cambiamenti mutageni.[5]

Secondo un’altra teoria, la popolazione mostrava anche molte anomalie genetiche delle cellule tiroidee e studi di biologia molecolare hanno rivelato la traslocazione del gene riarrangiato durante la trasfezione (RET), nel tipo di carcinoma riarrangiato durante la trasfezione/carcinoma papillare della tiroide di tipo 1 (RET/PTC1) negli anziani e riarrangiato durante la trasfezione/carcinoma papillare della tiroide di tipo 3 (RET/PTC3) nei bambini, ed espressione del recettore tirosin-proteina chinasi UFO/recettore tirosin-chinasi AXL (Axl) e specifico per l’arresto della crescita 6 (Gas6) nei bambini, predisponendo tali individui allo sviluppo del cancro.[9] Viene anche proposta la compromissione dell’attività dei linfociti T e della senilità del sistema immunitario, che rallenta l’uccisione delle cellule cancerose.[10]

La profilassi dello ioduro di potassio nella crisi

La recente crisi della detonazione nucleare giapponese ha sollevato preoccupazioni per la salute pubblica globale e sono state adottate diverse misure per prevenire la contaminazione radioattiva. L’ingresso nelle aree colpite è stato vietato dal governo ed è vietato il consumo di prodotti commestibili e acqua provenienti da queste aree. Inoltre, viene discussa la proposta di somministrare una profilassi con ioduro di potassio alle masse.[11-13] Il concetto alla base della profilassi con ioduro è l’osservazione che l’integrazione di iodio stabile in una popolazione carente di iodio può modificare il rischio di sviluppo del cancro alla tiroide .[14]

Tuttavia, l’uso della profilassi con ioduro deve seguire le linee guida raccomandate,[15] poiché l’uso senza indicazione può avere i propri rischi.[16] Crocker ha osservato che “si raccomanda di prendere in considerazione tutte le misure appropriate contro le radiazioni in caso di incidente al reattore; bisogna però soppesare attentamente gli effetti collaterali dannosi delle varie azioni».[17]

Secondo le linee guida stabilite dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), le donne in gravidanza e in allattamento, i lattanti e i bambini di età inferiore ai 18 anni devono essere sottoposti prima alla profilassi con ioduro e lo ioduro di potassio deve essere utilizzato immediatamente dove si verifica l’inalazione di iodio radioattivo .[18] Maggiori informazioni per la profilassi con ioduro di potassio in caso di fuoriuscita nucleare sono presentate nella Tabella 1. Seguendo le linee guida fornite nella Tabella 1, è stato dimostrato di ridurre il rischio di cancro di un fattore tre.[18] Inoltre, la Figura 1 presenta il meccanismo grazie al quale questa pratica si è dimostrata efficace nella prevenzione del cancro alla tiroide. Tuttavia, è importante notare che la profilassi non deve essere ritardata e avviata il prima possibile,

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Tabella 1
Linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità per la profilassi dello ioduro di potassio a seguito di un disastro nucleare
Un file esterno che contiene un'immagine, un'illustrazione, ecc. Il nome dell'oggetto è IJEM-15-96-g002.jpg
Figura 1
Rappresentazione schematica del meccanismo della profilassi con ioduro di potassio nella prevenzione del cancro alla tiroide

link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC3125013/

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Indicazioni terapeutiche e controindicazioni

Lo ioduro di potassio (KI) è un farmaco e un integratore alimentare. Come integratore alimentare, ha utilità nei pazienti con basso apporto di iodio, un evento più frequente nei paesi in via di sviluppo. Come farmaco prescritto, è usato per trattare l’ipertiroidismo grave, le dermatosi infiammatorie cutanee, le emergenze nucleari e per proteggere la ghiandola tiroidea quando si utilizzano radiofarmaci.

Nell’ipertiroidismo grave o nell’ipertiroidismo refrattario, i pazienti ricevono KI per uso a breve termine nelle seguenti situazioni[1][2][3][4][5]:

Nella preparazione preoperatoria alla tiroidectomia nel morbo di Graves.

Tempesta tiroidea perché lo iodio blocca il rilascio di T4 e T3 dalla ghiandola entro poche ore.

Come terapia aggiuntiva per il morbo di Graves, utilizzato nel trattamento combinato con farmaci antitiroide e KI migliora il controllo a breve termine dell’ipertiroidismo di Graves. Inoltre, è utile dopo la somministrazione di radioiodio nel morbo di Graves, specialmente nei pazienti che desiderano evitare l’assunzione o che sono allergici alle tionamidi.

Per quanto riguarda le radiazioni di emergenza, la US Nuclear Regulatory Commission (NRC) e l’American Thyroid Association (ATA) richiedono agli stati di considerare l’inclusione dell’KI come misura protettiva. Il suo utilizzo è necessario quando si trova entro un raggio di 10 miglia da un nucleare, insieme a metodi di prevenzione adeguati come evacuazione, riparo ed evitare cibi contaminati in caso di incidente nucleare. Inoltre, affermano che KI deve essere disponibile per i governi statali e locali.[6]

La guida intitolata “Potassium Iodide as a Thyroid Blocking Agent in Radiation Emergencies” della Food Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti dà la priorità all’età, che è il fattore principale che determina il rischio di cancro alla tiroide indotto da radioiodio dopo l’esposizione alle radiazioni. Quelli a più alto rischio sono neonati, bambini e donne in gravidanza e in allattamento. La raccomandazione è di trattare questa popolazione alla soglia più bassa della dose radioattiva prevista alla tiroide. 

Qualsiasi persona di età superiore a 18 anni e fino a 40 anni dovrebbe ricevere un trattamento a un limite leggermente superiore. Infine, chiunque abbia più di 40 anni dovrebbe sottoporsi a un trattamento con KI solo se il livello di esposizione previsto è sufficientemente alto da distruggere la tiroide, inducendo un ipotiroidismo permanente. KI funziona meglio se utilizzato entro 3-4 ore dall’esposizione.

In caso di incidente nucleare, le pillole di KI, assunte una volta al giorno, riducono l’assorbimento di iodio radioattivo da parte della tiroide. Protegge quasi completamente la tiroide se somministrato entro 12 ore prima dell’esposizione allo iodio radioattivo; dopo l’esposizione, il grado di protezione diminuisce (80, 40 e 7 percento rispettivamente dopo 2, 8 e 24 ore).[7]

Per quanto riguarda i pazienti con dermatosi, le due migliori indicazioni in questo gruppo sono le dermatosi neutrofile e la pannicolite. Soprattutto per la sporotricosi linfocutanea e cutanea, l’itraconazolo è il farmaco di scelta per il trattamento. Tuttavia, i pazienti che non rispondono all’itraconazolo a 200 mg/die possono ricevere KI insieme ad altri antimicotici in alternativa.[8] Viene utilizzato con successo anche per altre dermatosi infiammatorie. Ad esempio, eritema nodoso, pannicolite migratoria nodulare subacuta, vasculite nodulare, eritema multiforme e sindrome di Sweet.[9]

Meccanismo di azione

KI ha diversi meccanismi d’azione sulla funzione tiroidea. Nei pazienti eutiroidei, lo iodio ha due effetti in due momenti diversi. L’effetto più rapido (ore o giorni), a dosi farmacologiche di KI, diminuisce la proteolisi della tireoglobulina, diminuendo così la secrezione dell’ormone tiroideo. Le lievi riduzioni risultanti delle concentrazioni di T4 e T3 nel siero provocano aumenti transitori delle concentrazioni di tireotropina (TSH) nel siero.[10] In secondo luogo, il KI inibisce la sintesi dell’ormone tiroideo. La somministrazione di KI porta all’inibizione temporanea dell’organizzazione dello iodio nella ghiandola tiroidea, diminuendo così la biosintesi dell’ormone tiroideo, un fenomeno chiamato effetto Wolff-Chaikoff. Tuttavia, entro due o quattro settimane dall’esposizione continua all’eccesso di iodio, organizzazione e ormone tiroideo, la biosintesi riprende normalmente, chiamata fuga dall’effetto Wolff-Chaikoff.

Questo fenomeno è prodotto da un minore assorbimento di ioduro durante la fuga dall’effetto acuto di Wolff-Chaikoff. Risulta da una diminuzione dell’espressione di Na+/I– symporter (NIS), fatta eccezione per l’anomala autoregolazione dello iodio nella malattia autoimmune della tiroide.[13] L’organizzazione dello iodio persiste e può provocare o esacerbare l’ipotiroidismo nei pazienti con tiroidite di Hashimoto o migliorare l’ipertiroidismo nel morbo di Graves.

Pertanto, i pazienti con ipertiroidismo di Graves sono più sensibili dei soggetti normali all’effetto inibitorio delle dosi farmacologiche di iodio, rendendo il trattamento con iodio efficace in alcuni pazienti. Inoltre, quantità farmacologiche di iodio possono migliorare in modo acuto l’ipertiroidismo bloccando il rilascio dell’ormone tiroideo.[4] Inoltre, viene utilizzato in preparazione alla tiroidectomia perché diminuisce la vascolarizzazione della tiroide. Pertanto, ciò riduce il rischio di emorragia post-tiroidectomia.[1][2] KI deve essere somministrato almeno un’ora dopo la somministrazione di tioamidi per prevenire la sintesi di nuovi ormoni dal nuovo substrato di iodio.

In caso di incidente nucleare, assunto una volta al giorno, il KI può diminuire la mortalità e la morbilità dei tumori della tiroide provocati dall’esposizione allo iodio radioattivo perché blocca direttamente l’assorbimento di radioiodio nella ghiandola tiroidea. Il KI inonda la tiroide di iodio non radioattivo, impedendo l’assorbimento delle molecole radioattive e successivamente escreto nelle urine.[14]

Il meccanismo preciso con cui il KI agisce contro le dermatosi infiammatorie è sconosciuto. Le dermatosi trattabili con KI di solito mostrano neutrofili nelle fasi iniziali. La ricerca dimostra che lo iodio e il dapsone possono sopprimere la produzione di intermedi tossici dell’ossigeno da parte delle cellule polimorfonucleate e quindi esercitare il suo effetto antinfiammatorio.[15] Anche il meccanismo preciso con cui KI uccide i funghi è sconosciuto. Non è chiaro se il KI funzioni contro i funghi mediante un meccanismo fungicida o se migliora i meccanismi di difesa immunologica e non immunologica dell’organismo. Tuttavia, è possibile presumere che abbia un importante ruolo antinfiammatorio poiché i pazienti che mostrano una migliore risposta presentano anche sintomi sistemici e aumento della proteina C-reattiva. Di solito migliora rapidamente, con febbre, dolore,

Amministrazione

La dose di KI usata per trattare le dermatosi è molto più alta di quella della tireotossicosi (250 mg 3 volte al giorno) o delle radiazioni (da 100 a 150 mg in dose singola). I medici in genere iniziano a trattare le dermatosi infiammatorie con un dosaggio orale di 300 mg (circa sei gocce di ioduro di potassio supersaturo (SSKI)) 3 volte al giorno, seguito da aumenti settimanali come tollerato. Nel caso delle micosi, la somministrazione è spesso più elevata, iniziando con 600 mg (circa 12 gocce di SSKI) per via orale tre volte al giorno e spesso aumentando a 6 g (circa 127 gocce di SSKI) al giorno se tollerata.

La maggior parte delle presentazioni viene somministrata per via orale, di solito con succo o latte, per proteggere dall’irritazione gastrointestinale. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Esistono diversi prodotti KI approvati dalla FDA, comprese compresse (65 e 130 mg) e soluzioni orali (65 mg/mL).

Inoltre, esistono altre due presentazioni liquide prescritte per via orale:

SSKI con 35-50 mg di iodio per goccia e KI con circa 24 mg per goccia. Di solito viene somministrato per via orale e mescolato con succo o latte a causa del sapore amaro, soprattutto nei neonati.

Lo ioduro di potassio-iodio (soluzione di Lugol [da 5 a 8 mg di iodio per goccia]) viene solitamente somministrato per via orale alla dose raccomandata di 3-5 gocce tre volte al giorno. Sebbene lo iodio sia in genere ben tollerato, esistono segnalazioni di lesioni ed emorragie della mucosa esofagea o duodenale locale, in particolare nel trattamento della tempesta tiroidea.[16][17] La soluzione di Lugol può essere aggiunta direttamente ai liquidi per via endovenosa per i pazienti che non possono assumere farmaci per via orale perché sterile.[18] Un’alternativa è somministrare la soluzione di iodio per via rettale.[19]

Effetti collaterali

Gli effetti avversi sono improbabili quando KI viene utilizzato a basse dosi e per un breve periodo (meno di due settimane). Gli effetti collaterali più comuni sono sull’apparato digerente, prevalentemente l’intolleranza gastrointestinale e il suo sapore amaro (metallico); quindi, la raccomandazione è di assumerlo con succo o latte per proteggersi dall’irritazione gastrointestinale.[9] Tuttavia, quando vengono somministrate dosi elevate possono verificarsi effetti collaterali significativi, in particolare per il trattamento di malattie infettive della pelle.

Gli effetti collaterali acuti includono diarrea, nausea, vomito e mal di stomaco che possono essere migliorati con la protezione gastrointestinale ed evitando rapidi aumenti del dosaggio. Tuttavia, l’uso prolungato può causare iodismo o tossicità da potassio. Lo iodismo è una sindrome da avvelenamento da ioduro caratterizzata da dolore ai denti e alle gengive, forte mal di testa, iperemia congiuntivale, lacrimazione, visione offuscata, rinorrea e scialorrea. L’uso concomitante di KI con funzionalità renale compromessa o altri farmaci contenenti potassio, diuretici risparmiatori di potassio e inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina (ACE inibitori) può causare iperkaliemia.[8][9]

Poiché i pazienti ricevono grandi quantità di iodio nel farmaco, potrebbe influenzare il metabolismo della ghiandola tiroidea. Può produrre un effetto Wolff-Chaikoff e produrre ipotiroidismo. Tuttavia, esistono meccanismi di autoregolazione che aiutano a mantenere la normale funzione della ghiandola nei pazienti eutiroidei. Lo squilibrio degli ormoni tiroidei si verifica quando l’autoregolazione è difettosa o assente. Se è solo difettoso, l’effetto Wolff-Chaikoff risultante è inevitabile, il TSH aumenta e ne derivano ipotiroidismo e gozzo. La mancata uscita da questa condizione, con conseguente ipotiroidismo, può derivare dalla somministrazione di KI in pazienti con tiroidite di Hashimoto, pazienti eutiroidei precedentemente trattati con chirurgia tiroidea o iodio radioattivo per il morbo di Graves, pazienti che assumono determinati farmaci che inibiscono la funzione tiroidea (p. es., litio , fenazone e, possibilmente, sulfamidici), pazienti precedentemente trattati con interferone alfa per epatite virale cronica,[20] e pazienti con una storia di tireotossicosi indotta da amiodarone, tiroidite subacuta o morbo di Graves. Quando l’autoregolazione è assente, si verifica la malattia di Jod-Basedow. L’assenza di autoregolazione è tipicamente osservata solo nelle aree in cui si verifica carenza di iodio con gozzi di lunga data. Questa alterazione produce un eccesso di ormone tiroideo con conseguente tireotossicosi.[9] L’assenza di autoregolazione è tipicamente osservata solo nelle aree in cui si verifica carenza di iodio con gozzi di lunga data. Questa alterazione produce un eccesso di ormone tiroideo con conseguente tireotossicosi.[9] L’assenza di autoregolazione è tipicamente osservata solo nelle aree in cui si verifica carenza di iodio con gozzi di lunga data. Questa alterazione produce un eccesso di ormone tiroideo con conseguente tireotossicosi.[9]

Durante la somministrazione di KI, come qualsiasi farmaco, devono essere considerate reazioni allergiche come angioedema e orticaria. L’uso di KI può anche causare una lesione non comune nella pelle chiamata Ioderma, che è caratterizzata da gravi lesioni acneiformi, pustolose vescicolari, emorragiche o orticarie. Altri effetti collaterali sistemici dell’SSKI includono orticaria, febbre, eosinofilia, ittero, prurito, angioedema e broncospasmo. In questo caso, il trattamento consiste in una terapia corticosteroidea ad alto dosaggio.[21]

Controindicazioni

KI è controindicato nei pazienti che hanno malattie della tiroide o che stanno utilizzando qualsiasi farmaco che potrebbe alterare la funzione tiroidea.[22] Le controindicazioni includono anche i pazienti con allergia allo iodio. I medici dovrebbero evitare di somministrarlo a pazienti con insufficienza renale cronica a causa della presenza di potassio. Inoltre, dovrebbe essere evitato nei pazienti che usano diuretici risparmiatori di potassio o inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina per prevenire l’iperkaliemia.[23] Pazienti immunocompromessi come pazienti con cancro, cirrosi, AIDS, malattie autoimmuni o diabetici mal gestiti, pazienti trapiantati e quelli che usano corticosteroidi non dovrebbero usare KI poiché colpisce il sistema immunitario.[23] Non dovrebbe essere indicato nelle donne in gravidanza o in allattamento perché provoca ipotiroidismo neonatale, tireomegalia, ostruzione delle vie aeree fetali e travaglio prolungato. Anche,

Monitoraggio

Per tutti coloro che prescrivono KI, è indispensabile una precedente conoscenza dell’effetto Wolff-Chaikoff, dei livelli di potassio dei pazienti e della loro funzione renale. Le raccomandazioni includono l’indagine su qualsiasi storia di malattie della tiroide, malattie autoimmuni o farmaci che il paziente sta utilizzando. A meno che non vi sia il sospetto di malattia tiroidea, il test di funzionalità tiroidea di base non è indicato.

Se l’uso di KI è per più di un mese, si raccomanda di eseguire un test di screening del TSH per assicurarsi che i pazienti non siano in ipotiroidismo. Se viene rilevato ipotiroidismo indotto da ioduro, questi cambiamenti sono reversibili interrompendo la somministrazione di KI.[9] Inoltre, secondo la guida della FDA, la funzione tiroidea deve essere monitorata nelle donne in gravidanza o in allattamento, nei neonati e nei bambini piccoli se sono necessarie dosi ripetute in seguito all’esposizione allo iodio radioattivo. La FDA raccomanda vivamente di monitorare neonati e bambini per un potenziale ipotiroidismo, in particolare quando:

Madri che allattano che ricevono più di una dose di KI

Neonati di età inferiore a un mese che ricevono qualsiasi KI

Neonati che ricevono più di una dose di KI

Neonati o bambini le cui madri a rischio non passano dal latte materno al latte artificiale o ad altri alimenti

Tossicità

Se viene rilevato ipotiroidismo indotto da ioduro, questi cambiamenti sono reversibili interrompendo la somministrazione di KI. Uno studio su 7 pazienti con ipotiroidismo indotto da ioduro ha mostrato che le concentrazioni sieriche di T4, T3 e TSH sono tornate alla normalità entro un mese dalla sospensione dello ioduro.[22]

L’iperkaliemia farmaco-indotta è un’urgenza medica di cui il medico dovrebbe essere consapevole. È necessaria una gestione tempestiva con un trattamento immediato (meno di 3 minuti): è consigliabile il monitoraggio ECG. I cambiamenti suggeriscono un livello di potassio superiore a 7 mmol/L. Pertanto, la somministrazione di gluconato di calcio è l’intervento raccomandato in questo caso. In pochi minuti (meno di 30 minuti), il trattamento combina insulina-destrosio e agonisti del recettore beta-2. Entro poche ore (subacuto), la gestione è bicarbonato di sodio se il paziente ha acidosi, diuretici dell’ansa e/o dialisi in pazienti con malattia renale avanzata di stadio 5 (eGFR inferiore a 15 ml/min/1,73 m^2) o pazienti con molto valori elevati di potassio (cioè superiori a 6,0 mmol/L).[24]

In caso di iodismo o ioderma, è curabile con astinenza e dosi elevate di corticosteroidi.[21]

Migliorare i risultati del team sanitario

La terapia con KI richiede gli sforzi di un team sanitario interprofessionale. Medici, infermieri e farmacisti in molte parti del mondo continuano a usare il farmaco KI a causa della sua efficacia e del basso costo oppure possono usarlo come farmaco di seconda linea quando l’agente di prima linea fallisce, è controindicato o causa intollerabile effetti collaterali o grave reazione allergica ad altri farmaci. È fondamentale conoscere l’effetto collaterale di KI, in particolare quando si trattano dermatosi per periodi prolungati, che richiedono il monitoraggio del paziente per prevenire effetti avversi, in particolare quelli legati alla malattia della tiroide. Inoltre, è indispensabile conoscere l’implicazione che questo farmaco ha come protezione in seguito all’esposizione alle radiazioni poiché i medici hanno una breve finestra in cui applicarlo ai pazienti e prevenire il cancro alla tiroide. Inoltre, è responsabilità dell’autorità sanitaria pubblica essere consapevole della capacità di immagazzinare e amministrare tempestivamente KI in caso di emergenza nucleare. Il coordinamento interprofessionale e il lavoro di squadra si tradurranno in risultati terapeutici più efficaci. [Livello 5]

link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542320/


Note e riferimenti

Riferimenti

Judith Perera,  Energia nucleare nell’ex URSS , McCloskey, Regno Unito, 2003
Ministero ucraino del carburante e dell’energia
Ispettorato statale per la regolamentazione nucleare dell’Ucraina
Società nazionale di generazione di energia nucleare Energoatom
Shelter Piano di attuazione , Chernobyl Shelter Fund, Banca europea per la ricostruzione e lo sviluppo, febbraio 2000
Holtec consegna i primi contenitori di stoccaggio “a secco” al sito di Chernobyl , World Nuclear News, 27 novembre 2015
L’incredibile fiasco di Areva a Chernobyl , le Journal de l’Energie, 17 febbraio 2016
Karel Beckman,  Energy Post ,  La crisi ucraina può essere risolta – con un Energiewende , 22 agosto 2016
Agenzia per l’energia nucleare dell’OCSE e Agenzia internazionale per l’energia atomica,  Uranio 2020: risorse, produzione e domanda  (“Libro rosso”)

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