Analysis of the radiological risk associated to the Meltin'Pot facility using the HoRAM method

This work presents an evaluation of the radiological risks associated with the operation of the soon-to-be-built Meltin’Pot facility. The latter aims at studying the interaction between irradiated nuclear fuel and lead, to fill a knowledge gap in the development the Lead-cooled Fast Reactors (LFR) demonstrator ALFRED (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator). The risk assessment has been performed following the HoRAM (Holistic Risk Analysis and Modelling) methodology proposed by Pr. S. Colombo. The facility of interest was first described, and a functional analysis of the operations was carried out, smoothing the way to develop a model used to generate a universe of scenarios. For each scenario, the associated radiological consequences in terms of dose received by the operator were computed. On top of yielding a comprehensive risk picture, it helped the identification of the most critical system’s functions. As part of the assessment of each fault, an evaluation of the relevant mitigation measures that might be claimed to decrease the risk from the fault has been made. Furthermore, the radioactive releases into the environment in normal and accidental conditions have been also evaluated and compared with annual limits for air emissions proposed for a nuclear power plant to be built in a European Site. This work demonstrates that the maximum dose received by the operator and the airborne emissions into the environment do not exceed the annual limit set by the current European legislation and proposes a design modification that reduces the maximum dose received by the operator and the radioactive air emissions in agreement with the ALARA (As Low As Reasonably Achievable) approach. These results show that the radiological impact of the Meltin’Pot facility is acceptable and lays the foundation for its licensing.

Questo lavoro presenta una valutazione dei rischi radiologici associati all'operatività della futura struttura Meltin’Pot, di prossima costruzione. Quest'ultima mira a studiare l'interazione tra il combustibile nucleare irradiato e il piombo, al fine di colmare una lacuna di conoscenza nello sviluppo del dimostratore del Reattore Veloce Raffreddato al Piombo (LFR) ALFRED (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator). La valutazione del rischio è stata eseguita seguendo la metodologia HoRAM (Holistic Risk Analysis and Modelling) proposta dal Prof. S. Colombo. La struttura in questione è stata prima descritta e successivamente è stata effettuata un'analisi funzionale delle operazioni, facilitando lo sviluppo di un modello utilizzato per generare un universo di scenari. Per ciascuno scenario, sono state calcolate le conseguenze radiologiche associate in termini di dose ricevuta dall'operatore. Oltre a fornire un quadro completo del rischio, ciò ha permesso di identificare le funzioni più critiche del sistema. Come parte della valutazione di ogni guasto, è stata effettuata una valutazione delle misure di mitigazione pertinenti che potrebbero essere utilizzate per ridurre il rischio derivante dal guasto. Inoltre, sono state valutate le emissioni radioattive nell'ambiente in condizioni normali e accidentali, confrontandole con i limiti annuali per le emissioni in aria proposti per una centrale nucleare da costruire in un sito europeo. Questo lavoro dimostra che la dose massima ricevuta dall'operatore e le emissioni nell'aria nell'ambiente non superano il limite annuale stabilito dalla legislazione europea vigente e propone una modifica progettuale che riduce la dose massima ricevuta dall'operatore e le emissioni radioattive in aria in accordo con l'approccio ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Questi risultati dimostrano che l'impatto radiologico della struttura Meltin’Pot è accettabile e costituisce la base per il suo processo di autorizzazione.