Reattore nucleare RB1

Il reattore nucleare RB1 è stato un reattore nucleare sperimentale, costruito presso i laboratori di Montecuccolino, nei pressi di Bologna.

Gianni Puppi fondò la Scuola di specializzazione in Ingegneria nucleare nel 1957. Nel 1959 fu istituito il corso di laurea in Ingegneria nucleare, con l’obiettivo di creare a Bologna un centro interdisciplinare per la formazione di ingegneri, fisici e chimici destinati alla progettazione e gestione di impianti nucleari.

Collegata per statuto alla Facoltà di Ingegneria e finanziata dal CNRN/CNEN, la scuola fu diretta fin dall’inizio da Bruno Ferretti e contribuì alla formazione di specialisti che costituirono il nucleo originario del Centro di Calcolo del CNEN, punto di riferimento in Italia negli anni Sessanta e Settanta per i calcoli di fisica nucleare e neutronica.

In questo contesto furono realizzati a Bologna, in località Montecuccolino^[1], a circa 5 km dal centro, i Laboratori di Ingegneria Nucleare^[2], destinati a ospitare tre reattori sperimentali. Il primo, l’RB-1, entrato in funzione nel 1962, era un reattore a "potenza zero" progettato per determinare, mediante il metodo della reattività nulla, il fattore di moltiplicazione infinito della cella rappresentativa del nocciolo di reattori termici moderati a grafite.

La realizzazione dell’RB-1 ebbe valore sperimentale: ideato da Amaldi, Ferretti e Puppi, il progetto mirava a verificare se fosse possibile costruire in Italia, vent’anni dopo il reattore CP-1 realizzato a Chicago da Enrico Fermi nel 1942, un impianto analogo con personale privo di specifica esperienza nucleare. A differenza dell’esperimento del 1942, in questo caso vi era però la consapevolezza che l’impresa fosse già stata portata a termine con successo.

L’RB-1 fu progettato e costruito da un gruppo di neolaureati privi di esperienza nel settore nucleare. Operava a bassa potenza (10 watt termici), evitando così significativi problemi legati all’accumulo dei prodotti di fissione. Il reattore era dotato di una cavità centrale nella quale venivano inseriti reticoli di riferimento e reticoli da analizzare; dalle variazioni di reattività misurate si ricavavano i parametri nucleari dei reticoli in esame.^[3]

Il reattore era costituito da una struttura cilindrica a tre zone concentriche, alte circa 3 m. La zona esterna era occupata da un riflettore di grafite, quella intermedia, dalla struttura moltiplicante moderata a grafite, in cui potevano essere inseriti 86 elementi di biossido di uranio arricchito al 20% di ²³⁵U per complessivi 10 kg di ²³⁵U. La zona sperimentale centrale, aveva un diametro di circa 1 m ed era occupata da alcune celle del reticolo in esame, circondate da una zona, di composizione variabile, con la funzione di adattare lo spettro energetico e la distribuzione spaziale dei flussi.

Il reattore era collocato all’interno di un contenitore costituito da una struttura metallica e da una in calcestruzzo armato, con funzione anche di schermo biologico, nel quale poteva essere realizzato il vuoto per un controllo preciso della reattività.

Il sistema di controllo comprendeva tre barre veloci in cadmio, tre barre a liquido con iniezione rapida di nitrato di cadmio e tre barre lente a cremagliera per lo spegnimento durante le operazioni di carico e scarico.

Il sistema di controllo era molto diversificato ed era costituito da: 3 barre di controllo veloci a bandiera di cadmio, 3 barre a liquido entro cui poteva essere iniettato, in un tempo molto breve, una soluzione di nitrato di cadmio, 3 barre lente a cremagliera, per lo spegnimento del reattore durante le operazioni di carico e scarico del combustibile. In caso di surriscaldamento del nocciolo, venti elementi di combustibile potevano scaricare per gravità le pastiglie di uranio arricchito in un contenitore compartimentato con divisori di cadmio. La posizione dei laboratori, sulle colline a sud di Bologna, riduceva inoltre il rischio di allagamenti.

Nell'interno del reattore veniva mantenuta una depressione che poteva essere variata da 30 a 760 mm di mercurio. La temperatura e il grado igrometrico della sala reattore, a tenuta con le pareti trattate con lana di vetro e resina epossidica, erano tenuti costanti rispettivamente entro ± 1 °C e ± il 5 % di umidità relativa, mediante un adeguato impianto di condizionamento.

L'RB1 fu in seguito convertito per esperienze su reattori ad acqua pesante e nel 1968 i laboratori di Montecuccolino furono completati con l'RB -3, un reattore sperimentale a potenza zero moderato ad acqua pesante e riflesso con grafite per la determinazione sperimentale delle dimensioni critiche di reattori ad acqua pesante che fu utilizzato per esperienze nell'ambito della progettazione del reattore CIRENE.

• Ferrante Pierantoni
• Vinicio Boffi
• Reattore nucleare ad acqua pesante

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