ITMI20091173A1

ITMI20091173A1 - Reattore nucleare a spegnimento intrinseco e relativo metodo di controllo

Info

Publication number: ITMI20091173A1
Application number: IT001173A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Alemberti; Luigi Mansani; Piero Neuhold
Original assignee: Ansaldo Nucleare Spa
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-01-03
Also published as: EP2270815A2; EP2270815A3

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“REATTORE NUCLEARE A SPEGNIMENTO INTRINSECO E RELATIVO METODO DI CONTROLLO”

La presente invenzione è relativa a un reattore nucleare a spegnimento intrinseco e a un metodo di controllo di un reattore nucleare che ne assicura un funzionamento sicuro e in particolare uno spegnimento affidabile sia in normali condizioni operative, sia in situazioni di emergenza.

L’invenzione trova una preferita applicazione nel settore dei reattori nucleari veloci raffreddati a metallo liquido, a cui si farà riferimento, a puro titolo esemplificativo, nel seguito, ma può essere attuata anche in reattori nucleari di altro tipo.

Un reattore nucleare in funzione, cioè critico, viene in genere gestito da complessi sistemi di controllo/spegnimento attivi e ridondanti, usati sia per il normale esercizio che in caso di eventi incidentali. Lo spegnimento del reattore, ovvero il suo essere posto in condizioni di sotto-criticità, sia per eventi incidentali che per una normale fermata manutentiva, ad esempio in caso di ricarica del combustibile, viene quindi gestita dai suoi sistemi di controllo/spegnimento attivi; in particolare, il reattore è portato in condizioni sotto-critiche tramite l’inserimento di apposite barre di controllo/spegnimento che sono movimentate da sistemi che necessitano, per il loro funzionamento, di fonti di energia.

I sistemi di controllo noti non sembrano però pienamente soddisfacenti, soprattutto poiché, richiedendo interventi diretti per essere attuati e diventare operativi, possono risultare non completamente affidabili in quanto potenzialmente soggetti a rotture e malfunzionamenti.

È uno scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti evidenziati della tecnica nota, fornendo in particolare un reattore nucleare e un metodo di controllo di un reattore nucleare che consentano di operare con livelli di sicurezza elevati, senza richiedere soluzioni particolarmente complesse.

La presente invenzione è dunque relativa a un reattore nucleare e a un metodo di controllo di un reattore nucleare come definiti in termini essenziali nelle annesse rivendicazioni 1 e, rispettivamente, 14, nonché, per i caratteri addizionali preferiti, nelle rivendicazioni dipendenti.

Il reattore nucleare in accordo all’invenzione è dunque dotato di un sistema di controllo che agisce in modo rovesciato rispetto a quanto avviene comunemente, ovvero porta il reattore in funzione quando viene attuato e lo lascia spento o lo lascia spegnere intrinsecamente (senza necessità di altri interventi esterni) quando non è in funzione o in caso di fallimento.

L’invenzione si applica in particolare a un reattore in cui l’assieme nocciolo-combustibile-refrigerante ha un coefficiente di vuoto positivo, vale a dire in cui tale assieme è configurato in modo tale che un aumento di vuoto nel nocciolo aumenta la criticità (reattività) del nocciolo stesso e, quindi, del reattore nel suo complesso (intendendo come “vuoto”, più propriamente, il volume libero del nocciolo, cioè il volume non occupato da elementi strutturali, da elementi di combustibile, dal refrigerante o da assorbitori o moderatori eventualmente presenti).

In accordo all’invenzione, il nocciolo ha pertanto una configurazione nominale (ossia in assenza di vuoti) sotto-critica, mentre diventa critico (ossia genera potenza) tramite intervento di un sistema di controllo attivo che crea vuoti in maniera controllata all’interno del nocciolo.

Il nocciolo è quindi configurato in modo da essere normalmente in condizioni di sotto-criticità, mentre è il sistema di controllo che è in grado di portare il reattore in condizioni di criticità (e quindi accendere il reattore); in assenza del sistema di controllo, o in caso di suo fallimento, il reattore rimane o si riporta intrinsecamente (senza cioè l’intervento di alcun sistema attivo) in condizioni di sotto-criticità.

Questa situazione presenta un evidente vantaggio in caso di un ipotetico possibile fallimento del sistema di controllo, che ha l’effetto di spegnere il reattore, contrariamente a quanto avviene comunemente dove invece la perdita del sistema di controllo può portare ad eventi incidentali di sovra-criticità.

Vantaggiosamente, il sistema di controllo sfrutta principi fisici di base (per esempio forza di gravità, principio dei vasi comunicanti, eccetera), per cui il reattore può essere definito “a spegnimento intrinseco”. Infatti, se il reattore è in condizioni di sotto-criticità semplicemente rimane tale, mentre invece se è in funzione, cioè critico, il fallimento del sistema di controllo lo porta in condizioni di sotto-criticità, ovvero allo spegnimento.

Lo stesso sistema di controllo può essere vantaggiosamente impiegato, regolando in maniera appropriata l’immissione del fluido di controllo nel refrigerante e/o nei condotti degli elementi di combustibile dove possono essere alloggiati anche opportuni assorbitori neutronici, anche per il normale controllo del reattore in funzione, evitando l’utilizzo di meccanismi con parti mobili all’interno del nocciolo come previsto nelle soluzioni note.

Il sistema di controllo è inoltre vantaggiosamente provvisto di opportuni sistemi di sicurezza, preferibilmente passivi, che garantiscono sia la limitazione della portata di fluido di controllo immessa, sia la limitazione della massima pressione ottenibile nei condotti dedicati alla creazione di vuoti, in modo da rendere il reattore sicuro anche in caso di volontaria inserzione di vuoti oltre i limiti ammessi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione dei seguenti esempi non limitativi di attuazione, con riferimento ai disegni annessi, in cui:

– la figura 1 è una vista schematica di un reattore nucleare in accordo al trovato;

– le figure 2, 3 sono viste schematiche parziali, con parti fuori scala e parti rimosse per chiarezza, di una variante del reattore in accordo al trovato, mostrato in rispettive condizioni operative;

– la figura 4 mostra in scala ingrandita il dettaglio racchiuso nel cerchio in figura 3.

In figura 1 è rappresentato, solo schematicamente e solo negli elementi principali, un reattore 1 nucleare che, nell’esempio illustrato (ma non necessariamente) è un reattore nucleare veloce raffreddato a metallo liquido, avente una tipica conformazione a piscina.

Il reattore 1 comprende un involucro 2 chiuso superiormente da un tetto 3 e contenente un refrigerante 4 primario (ad esempio, piombo, sodio o altro metallo liquido) che riempie l’involucro 2 fino a un livello prefissato, definito da un pelo libero del refrigerante 4; l’involucro 2 alloggia un nocciolo 5, immerso nel refrigerante 4, almeno uno scambiatore di calore 6 primario e una struttura 7 di convogliamento del refrigerante 4; la struttura 7 definisce un circuito primario 8 in cui il refrigerante 4 circola, in modo noto, tra il nocciolo 5 e lo scambiatore di calore 6 per raffreddare il nocciolo 4 e trasferire calore all’esterno del reattore 1 tramite un refrigerante secondario circolante nello scambiatore di calore 6.

Il nocciolo 5 è formato da elementi 10 costitutivi solidi, comprendenti in particolare elementi di combustibile 11 e opzionalmente elementi strutturali e/o elementi funzionali vari, tutti noti e non descritti né illustrati in dettaglio per semplicità, e presenta spazi liberi 13 definiti tra gli elementi 10 costitutivi e/o al loro interno e disponibili ad essere occupati dal refrigerante 4 circolante nel reattore 1.

Nella forma di attuazione non limitativa di figura 1, il nocciolo 5 comprende una struttura 14 di contenimento sostanzialmente tubolare che racchiude gli elementi 10 costitutivi del nocciolo 5 e specificamente un fascio di elementi di combustibile 11. Gli elementi di combustibile 11 si estendono lungo rispettivi assi sostanzialmente verticali paralleli uno all’altro e sono supportati da una struttura 15 di supporto (nell’esempio non limitativo mostrato in figura 1, gli elementi di combustibile 11 sono appesi al tetto 3, ma può essere anche impiegata una struttura di supporto ancorata tradizionalmente a una porzione inferiore dell’involucro 2). Ciascun elemento di combustibile 11 è aperto alla circolazione di refrigerante 4 e alloggia un fascio di barrette 16 di materiale combustibile.

Il reattore 1 è configurato in modo tale da avere un assieme 20 nocciolo-combustibile-refrigerante (definito come l’assieme formato dagli elementi 10 costitutivi del nocciolo 5, incluso il materiale combustibile contenuto negli elementi di combustibile 11, e dal refrigerante 4 occupante gli spazi liberi 13) che esibisce un coefficiente di vuoto positivo, cioè l’assieme 20 è configurato in modo tale che un aumento di vuoto nel nocciolo 5 aumenta la criticità (reattività) del nocciolo stesso e, quindi, del reattore 1 nel suo complesso (come già indicato, il termine “vuoto” indica il volume del nocciolo 5 non occupato dagli elementi 10 costitutivi né dal refrigerante 4, ovvero la porzione degli spazi liberi 13 non riempita di refrigerante 4).

Il nocciolo 5 ha una configurazione nominale (intesa come la configurazione in assenza di vuoti, cioè in cui gli spazi liberi 13 sono interamente occupati da refrigerante 4) sotto-critica; in tale configurazione, il nocciolo 5 è in condizioni sotto-critiche e non è in grado di sostenere la reazione nucleare, quindi il reattore 1 non genera potenza.

Il reattore 1 comprende poi un sistema 21 di controllo per controllare la reattività del nocciolo 5 e specificamente per portare selettivamente il nocciolo 5 in condizione critica tramite aumento controllato del vuoto nel nocciolo 5.

In particolare, il sistema 21 di controllo comprende un sistema 22 di alimentazione di fluido di controllo, configurato in modo tale da immettere un fluido di controllo 24, in particolare un gas inerte più leggero (cioè avente densità inferiore) del refrigerante 4, all’interno del nocciolo 5 in sostituzione di refrigerante 4 e ridurre così il volume del nocciolo 5 occupato dal refrigerante 4. La riduzione del volume di refrigerante 4 negli spazi liberi 13 del nocciolo 5, dove il refrigerante è sostituito da fluido di controllo 24, porta il nocciolo 5 in condizione critica e quindi a generare potenza.

Il sistema 22 di alimentazione comprende un circuito 25 in cui circola fluido di controllo 24 in pressione e avente terminali di uscita 26 per diffondere fluido di controllo 24 in maniera distribuita e sostanzialmente uniforme in una zona 27 prefissata del refrigerante 4.

Nell’esempio non limitativo illustrato in figura 1, il circuito 25 comprende un condotto principale 28 centrale, che si protende verticalmente verso il basso dal tetto 3 e attraversa il nocciolo 5, e condotti di distribuzione 29 laterali e/o radiali che si dipartono dal condotto principale 28 al di sotto del nocciolo 5 e sono provvisti dei terminali di uscita 26, disposti al di sotto del nocciolo 5; ciascun condotto di distribuzione 29 presenta specificamente una pluralità di ugelli 30 e/o fori distribuiti lungo il condotto di distribuzione 29 e definenti i terminali di uscita 26; i terminali di uscita 26 (ovvero gli ugelli 30) sono disposti e sono conformati in modo tale da diffondere sostanzialmente uniformemente fluido di controllo 24 entro la zona 27, che è essenzialmente definita all’interno della struttura 14 di contenimento, realizzando una miscela sostanzialmente uniforme di refrigerante 4 e fluido di controllo 24 nella zona 27.

Un ramo di collegamento 31, opzionalmente provvisto di mezzi di circolazione (noti e non illustrati, per esempio un compressore) connette una estremità superiore del condotto principale 28, attraverso il tetto 3, con una sorgente di fluido di controllo 24 in pressione (non illustrata), preferibilmente posta all’esterno dell’involucro 2.

Resta inteso che il circuito 25 può essere configurato diversamente da quanto qui descritto a puro titolo esemplificativo, potendo comprendere condotti e terminali di uscita diversamente conformati e distribuiti rispetto all’esempio non limitativo mostrato in figura 1. In particolare, i terminali di uscita 26 possono essere disposti, anziché sotto il nocciolo 5, all’interno di esso.

Il sistema 21 di controllo comprende inoltre un dispositivo 33 di comando (di qualsiasi tipo noto, solo schematicamente rappresentato in figura 1), disposto lungo il circuito 25, per esempio sul ramo di collegamento 31 all’esterno dell’involucro 2, operabile per selettivamente aprire/chiudere il circuito 25 e quindi consentire o interrompere l’immissione di fluido di controllo 24 nel nocciolo 5.

Il sistema 21 di controllo comprende anche dispositivi 34 fluidodinamici di tipo passivo in grado di limitare l’inserzione di fluido di controllo 24 nel nocciolo 5; in particolare, i dispositivi 34 comprendono un dispositivo 35 limitatore di portata (noto) per limitare la portata di fluido di controllo 24 immessa nel nocciolo 5 al di sotto di un valore massimo prestabilito; e un dispositivo 36 limitatore di pressione (noto, per esempio formato da valvole di sicurezza, dischi di rottura, eccetera) per limitare la massima pressione ottenibile nel circuito 25; vantaggiosamente, ma non necessariamente, anche i dispositivi 34 sono disposti sul ramo di collegamento 31 all’esterno dell’involucro 2.

Il reattore 1 è controllato, in attuazione del metodo di controllo dell’invenzione, nel modo seguente.

Il nocciolo 5 è, se il sistema 21 di controllo non immette fluido di controllo 24 nel reattore 1, in condizioni sotto-critiche e quindi il reattore 1 è di fatto spento (non genera potenza).

Per accendere il reattore 1 e generare potenza, il sistema 21 di controllo viene attivato e il sistema 22 di alimentazione immette fluido di controllo 24 (gas) nel nocciolo 5. Il fluido di controllo 24 viene diffuso nel refrigerante 4, specificamente nella zona 27, in modo da formare una miscela uniforme di refrigerante 4 e fluido di controllo 24 che equivale ad una generalizzata inserzione di vuoto nel nocciolo 5, per l’effetto della quale la criticità aumenta. La diffusione di fluido di controllo 24 (gas) nel refrigerante 4 consente quindi di ottenere dei vuoti significativi nel nocciolo 5 che portano il nocciolo stesso in condizioni critiche.

Opportunamente, il nocciolo 5 è configurato in modo da avere un grado di sotto-criticità tale che, oltre a essere compatibile con i requisiti di sicurezza, richiede, per raggiungere la criticità, inserzioni di vuoto di entità tale da non compromettere in maniera significativa il comportamento fluidodinamico del refrigerante 4 circolante nel reattore 1.

In caso di fallimento (malfunzionamento, rottura, eccetera) del sistema 21 di controllo e/o del sistema 22 di alimentazione, il vuoto diffuso creato nel nocciolo 5 viene sostituito da refrigerante 4 (sulla base del solo effetto di gravità) in modo intrinseco provocando lo spegnimento del reattore 1.

Per spegnere intenzionalmente il reattore 1, è sufficiente interrompere l’immissione di fluido di controllo 24, per esempio intercettando la portata di fluido di controllo 24 tramite il dispositivo 33 di comando, producendo anche in questo caso la sostituzione dei vuoti con refrigerante 4 e portando il reattore 1 in condizioni di sottocriticità.

Il raggiungimento di condizioni sovra-critiche è evitato dalla presenza dei dispositivi 34 che sono configurati in modo tale da limitare la portata di fluido di controllo 24 immessa nel nocciolo 5 ai valori ammessi per il funzionamento in condizioni critiche.

Il sistema 21 di controllo è impiegato anche per il normale esercizio del reattore 1: regolando in maniera appropriata l’immissione del fluido di controllo 24 nel refrigerante 4 si controlla infatti la criticità o reattività del reattore 1.

Nella forma di attuazione mostrata nelle figure 2-4, nelle quali i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, il sistema 21 di controllo include ancora un sistema 22 di alimentazione per immettere fluido di controllo 24 nel nocciolo 5; il sistema 22 di alimentazione comprende un circuito 25 tramite il quale fluido di controllo 24 in pressione viene immesso in maniera localizzata entro tubazioni o altre adeguate strutture meccaniche 37 alloggiate nel nocciolo 5 e in particolare, come mostrato nell’esempio non limitativo delle figure 2-4, in appositi condotti 38 disposti almeno parzialmente all’interno del nocciolo 5.

Anche in questa versione, il nocciolo 5 è formato da elementi 10 costitutivi solidi, comprendenti in particolare elementi di combustibile 11 e opzionalmente elementi strutturali e/o elementi funzionali vari, e presenta spazi liberi 13, definiti in questo caso all’interno dei condotti 38, e disponibili ad essere occupati dal refrigerante 4 circolante nel reattore 1.

I condotti 38, per esempio sostanzialmente verticali sono alloggiati all’interno di rispettivi elementi di combustibile 11 (e/o di altri elementi 10 costitutivi del nocciolo 5) e si protendono superiormente fuori dal nocciolo 5; ciascun condotto 38 presenta un primo e un secondo ingresso 41, 42 disposti ad estremità assialmente opposte (rispettivamente inferiore e superiore) del condotto 38.

I primi ingressi 41 (inferiori) sono immersi nel refrigerante 4 per consentire l’uscita e l’ingresso di refrigerante nei condotti 38 per occupare gli spazi liberi 13; i secondi ingressi 42 (superiori) sono collegati a rispettivi terminali di uscita 26 del circuito 25 per il passaggio del fluido di controllo 24.

I terminali di uscita 26 sono collegati, tramite rispettive linee 43 di alimentazione confluenti in un ramo di collegamento 31 (opzionalmente provvisto di mezzi di circolazione noti e non illustrati), a una sorgente di fluido di controllo 24 in pressione (non illustrata), preferibilmente posta all’esterno dell’involucro 2.

Opzionalmente, i condotti 38 contengono assorbitori 44 neutronici (noti, per esempio realizzati in Hf, Eu, Cd, B, Gd o uranio naturale), come mostrato schematicamente solo nel primo condotto 38 a destra nelle figure 2, 3.

Anche in questo caso, il nocciolo 5 ha una configurazione nominale (mostrata in figura 2, dove gli spazi liberi 13 sono occupati da refrigerante 4) sottocritica. In questo caso, il reattore 1 ha un assieme 20 nocciolo-combustibile-refrigerante che può non esibire un coefficiente di vuoto positivo: se infatti i condotti 38 alloggiano assorbitori 44 neutronici, il cambiamento di spettro neutronico dovuto allo svuotamento dei condotti 38 è tale da rendere gli assorbitori 44 neutronici trasparenti ai neutroni stessi e quindi da aumentare la criticità.

Come descritto in precedenza, il sistema 21 di controllo comprende poi dispositivi 34 fluidodinamici di tipo passivo in grado di limitare l’inserzione di fluido di controllo 24 nel nocciolo 5 (in particolare, dispositivi limitatori di portata e/o dispositivi limitatori di pressione), per esempio disposti sul ramo di collegamento 31 all’esterno dell’involucro 2, oppure su ciascuna linea 43 di alimentazione.

Inoltre, come mostrato in figura 4, ogni condotto 38 è provvisto di almeno una apertura 48 di sicurezza, formata passante attraverso una parete laterale del condotto 38, per esempio in prossimità di una estremità superiore del nocciolo 5 (appena sopra alle barrette 16 di materiale combustibile), e quindi immerse nel refrigerante 4; le aperture 48 sono chiuse da tappi 49 fusibili realizzati in un materiale che fonde a una temperatura prestabilita; i tappi 49 fondono, aprendo le rispettive aperture 48, in caso di aumento della temperatura del refrigerante 4 in cui sono immersi sopra una soglia di pericolo.

Anche in questa variante, il reattore 1 è controllato tramite il sistema 21 di controllo variando il vuoto all’interno del nocciolo 5 e il volume del nocciolo 5 occupato dal refrigerante 4; in questo caso, però, il metodo di controllo del trovato prevede di sfruttare i condotti 38 che contengono refrigerante 4 (in presenza o meno degli assorbitori 44 neutronici); l’introduzione di vuoti nel nocciolo 5 avviene ora tramite pressurizzazione dei condotti 38: l’immissione di fluido di controllo 24 in pressione nei condotti 38 deprime infatti il livello di refrigerante 4 negli stessi condotti 38, producendo una variazione di spettro neutronico (aumentata dalla variazione di assorbimento dovuta agli assorbitori 44 neutronici, come descritto in precedenza) in grado di portare il reattore 1 in condizioni di criticità.

Il nocciolo 5 è infatti, se il sistema 21 di controllo non immette fluido di controllo 24 nel reattore 1, in condizioni sotto-critiche (figura 2). Per accendere il reattore 1 e generare potenza, il sistema 21 di controllo viene attivato e il sistema 22 di alimentazione immette fluido di controllo 24 (gas) in pressione nei condotti 38 (figura 3). Il fluido di controllo 24 espelle refrigerante 4 dai condotti 38 liberando parte degli spazi liberi 13 e inserendo quindi vuoto nel nocciolo 5, portando conseguentemente il nocciolo 5 in condizione di criticità.

In caso di fallimento del sistema 21 di controllo e/o del sistema 22 di alimentazione, il refrigerante 4 torna a riempire i condotti 38 per effetto di gravità riportando il nocciolo 5 in condizioni sotto-critiche (figura 2) e provocando quindi lo spegnimento del reattore 1.

In caso di innalzamento della potenza e quindi della temperatura dovuto a un qualsiasi evento, quando la temperatura del refrigerante 4 in corrispondenza dei tappi 49 raggiunge la soglia di pericolo a cui il materiale con cui sono realizzati i tappi 49 fonde, i tappi 49 fondono aprendo le aperture 48 e consentendo l’ingresso di refrigerante nei condotti 38, con conseguente ritorno del nocciolo 5 a condizioni di sotto-criticità e quindi spegnimento del reattore 1.

Per spegnere intenzionalmente il reattore 1, è sufficiente depressurizzare i condotti 38 (ovvero rimuovere il fluido di controllo 24 dai condotti 38), intervenendo per esempio su un dispositivo di comando (noto e non illustrato).

Resta infine inteso che al reattore nucleare e al relativo metodo di controllo qui descritti ed illustrati possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Reattore (1) nucleare, comprendente un involucro (2), un nocciolo (5) alloggiato nell’involucro, un refrigerante (4) primario circolante nel reattore e attraverso il nocciolo (5) per raffreddare il nocciolo, e un sistema (21) di controllo della reattività del nocciolo; il reattore essendo caratterizzato dal fatto che il sistema (21) di controllo comprende un sistema (22) di alimentazione di fluido di controllo, configurato in modo tale da immettere un fluido di controllo (24) all’interno del nocciolo (5) in sostituzione di refrigerante (4) e ridurre il volume del nocciolo occupato dal refrigerante.
2. Reattore secondo la rivendicazione 1, avente un assieme (20) nocciolo-combustibile-refrigerante che esibisce un coefficiente di vuoto positivo.
3. Reattore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il nocciolo (5) ha una configurazione nominale sottocritica, ed è portato in condizione critica da un aumento di vuoto nel nocciolo (5), ovvero da una riduzione del volume di refrigerante (4) nel nocciolo (5), a seguito di immissione di fluido di controllo (24).
4. Reattore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il fluido di controllo (24) ha densità inferiore alla densità del refrigerante (4).
5. Reattore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il fluido di controllo (24) è un gas inerte.
6. Reattore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema (22) di alimentazione comprende un circuito (25) in cui circola fluido di controllo (24) in pressione e avente terminali di uscita (26) per immettere fluido di controllo in maniera distribuita in una zona (27) prefissata del refrigerante (4), all’interno del nocciolo (5) e/o al di sotto di esso, e/o in maniera localizzata in appositi condotti (38) disposti almeno parzialmente all’interno del nocciolo (5) ed eventualmente contenenti assorbitori (44) neutronici.
7. Reattore secondo la rivendicazione 6, in cui i terminali di uscita (26) sono conformati in modo tale da realizzare una miscela sostanzialmente uniforme di refrigerante (4) e fluido di controllo (24) nella zona (27) prefissata.
8. Reattore secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui i terminali di uscita (26) sono disposti al di sotto del nocciolo (5).
9. Reattore secondo una delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui il sistema (22) di alimentazione comprende una pluralità di condotti (38) disposti almeno parzialmente nel nocciolo (5), eventualmente contenenti assorbitori (44) neutronici, e aventi primi ingressi (41) per il passaggio di refrigerante (4) e secondi ingressi (42) collegati ai terminali di uscita (26) per il passaggio di fluido di controllo (24).
10. Reattore secondo la rivendicazione 9, in cui almeno alcuni dei condotti (38) alloggiano assorbitori (44) neutronici.
11. Reattore secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui i condotti (38) e gli eventuali relativi assorbitori (44) neutronici sono disposti all’interno di rispettivi elementi di combustibile (11) del nocciolo (5).
12. Reattore secondo una delle rivendicazioni da 6 a 11, in cui il circuito (25) è provvisto di aperture (48) di sicurezza chiuse da tappi (49) fusibili immersi nel refrigerante (4) e realizzati in un materiale che fonde a una temperatura prestabilita.
13. Reattore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema (21) di controllo comprende dispositivi (34) fluidodinamici di tipo passivo atti a limitare l’inserzione di fluido di controllo (24) nel nocciolo (5), in particolare un dispositivo (35) limitatore di portata e/o un dispositivo (36) limitatore di pressione.
14. Metodo di controllo di un reattore nucleare, il reattore (1) comprendendo un involucro (2), un nocciolo (5) alloggiato nell’involucro, un refrigerante (4) primario circolante nel reattore e attraverso il nocciolo per raffreddare il nocciolo; il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di controllare la reattività del nocciolo (5) immettendo un fluido di controllo (24) all’interno del nocciolo (5) in sostituzione di refrigerante (4) e riducendo il volume del nocciolo (5) occupato dal refrigerante (4).
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui il reattore ha un assieme (20) nocciolo-combustibilerefrigerante che esibisce un coefficiente di vuoto positivo.
16. Metodo secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui il nocciolo (5) ha una configurazione nominale sottocritica, e il metodo comprende una fase di portare il nocciolo (5) in condizione critica aumentando il vuoto nel nocciolo (5), ovvero riducendo il volume di refrigerante (4) nel nocciolo, tramite immissione di fluido di controllo (24).
17. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 14 a 16, in cui il fluido di controllo (24) ha densità inferiore alla densità del refrigerante (4).
18. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 14 a 17, in cui il fluido di controllo (24) è un gas inerte.
19. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 14 a 18, in cui fluido di controllo (24) in pressione è immesso in maniera distribuita in una zona (27) prefissata del refrigerante (4), all’interno del nocciolo (5) e/o al di sotto di esso, e/o in maniera localizzata in appositi condotti (38) disposti almeno parzialmente all’interno del nocciolo (5) ed eventualmente contenenti assorbitori (44) neutronici.
20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui il fluido di controllo (24) è immesso nel refrigerante (4) in modo tale da realizzare una miscela sostanzialmente uniforme di refrigerante (4) e fluido di controllo (24) nella zona (27) prefissata.
21. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 14 a 20, comprendente una fase di predisporre condotti (38), eventualmente contenenti assorbitori (44) neutronici, nel nocciolo (5) aperti all’ingresso di refrigerante (4), e una fase di immettere fluido di controllo (24) nei condotti (38) per espellere refrigerante (4) dai condotti (38).
22. Metodo secondo la rivendicazione 21, in cui almeno alcuni dei condotti (38) sono provvisti di assorbitori (44) neutronici.
23. Metodo secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui i condotti (38) con gli eventuali relativi assorbitori (44) neutronici sono disposti all’interno di rispettivi elementi di combustibile (11) del nocciolo (5).
24. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 14 a 23, comprendente una fase di controllare la criticità o reattività del nocciolo (5) regolando la quantità di fluido di controllo (24) immesso nel refrigerante (4).