Il sodio liquido a 550° C è il fluido termovettore di cui si prevede l’impiego nel circuito di trasporto del calore in reattori nucleari di IV Generazione della tipologia SFR (Sodium cooled Fast Reactor). Il sodio ha anche un’alta reattività con l’ossigeno e l’acqua e quindi anche con l’ossigeno e l’umidità dell’aria. Entrambe le reazioni sono fortemente esotermiche fino a dar luogo a sviluppo di fiamme. Deriva da questa circostanza che una perdita di fluido refrigerante dal circuito di trasporto possa divenire evento iniziatore d’incendio. Poichè il sodio allo stato liquido ad alta temperatura (550° C) ha mostrato di avere alta capacità attraversamento/penetrazione di micro difetti, tenute ecc. e non essendo disponibili in letteratura dati su questi temi, ci si è posto il problema di indagare questo tipo di fenomenologia: perdite da micro difetti inizialmente presenti o che si generano in servizio nella componentistica meccanica costituente il circuito. E’ stata per questi motivi progettata e realizzata un’attrezzatura di provadenominata LISOF (LIquid SOdium Facility). In parallelo è stato definito un programma di prove sperimentali che, in sintesi, prevede le esperienze seguenti:- esperienze per la caratterizzazione di spray di sodio liquido ad alta temperatura (550 °C) generati da micro difetti,- esperienze di innesco di incendio di spray / pool di sodio liquido ad alta temperatura (550 °C),- esperienze di interazione di sodio liquido con cemento per alte temperature (1300 °C) e con provini di calcestruzzo di caratteristiche commerciali,- esperienze di comportamento di un simulacro in scala di “core catcher” sotto l’azione di di una quantità (0.150 kg) di sodio liquido ad alta temperatura (450° C) in caduta all’interno del componente. Hanno collaborato allo svolgimento dell’attività il Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione (DIMNP) della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Pisa che ha reso disponibili per l’esecuzione delle esperienze i propri Laboratori in località Scalbatraio e il Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano che ha effettuato la caratterizzazione degli spray di sodio realizzati con l’attrezzatura LISOF. Per la simulazione dei difetti sono stati utilizzati ugelli con diametro di foro paririspettivamente a: 0.2 mm, 0.4 mm, 0.5 mm. Questi sono stati utilizzati sia per la generazione degli spray sia per la realizzazione di pozze di sodio liquido ad alta temperatura. Per la pressione di prova sono stati utilizzati n. 3 valori rispettivamente pari a:3 barg, 6 barg, 9 barg. Questi valori simulano, nellasostanza, il valore della pressione che si stabilisce ne circuito di trasporto del calore per effetto delle perdite di carico nel circuito stesso. Le temperature di prova sono state rispettivamente 550° C e 450° C. Il primo dei due valori è stato il valore generale della temperatura di prova. Il secondo valore è stato utilizzato esclusivamente nelle prove riguardanti il comportamento del cemento per alte temperature, date le caratteristiche dei dischi di rottura (materiale e geometria) utilizzati in queste prove. L’attività prevista è stata completata ed i risultati sono, di seguito, sintetizzati:- il diametro medio di goccia, inteso come media aritmetica effettuata sul numero di particelle che attraversano una zona definita dalla intersezione di due fasci laser (metodo LDV e metodo PDA) è pari circa a 200 μm. La velocità media delle gocce è sempre minore di 35 m/s,- le prove di innesco di incendio hanno mostrato che, in presenza di ossigeno nell’ambiente in quantità percentualmente maggiore del 14 %, la reazione (ossidazione) ha luogo in maniera violenta con generazione di fiamma bassa di colore biancastro. Per quantità minori del 14% circa la reazione è lenta, senza generazione di fiamme ma con formazione di pellicola superficiale, protettiva del sodio sottostante,- il cemento per alte temperature, utilizzato come rivestimento di una struttura in acciaio con funzione strutturale di supporto, ha svolto bene la funzione di schermo termico nei riguardi della parte metallica strutturale e non ha mostrato segni di degradazione,- le prove di interazione al contatto “sodio liquido e calcestruzzo commerciale, senza particolari caratteristiche di resistenza agli agenti esterni”, non hanno mostrato segni significativi di attacco.Infine, è stato messo a punto un modello teorico per la previsione di temperatura e pressione che si stabiliscono in un ambiente, a TPS, chiuso verso l’ambiente esterno, quando in esso si verifichi uno spray di sodio liquido. Il modello è stato applicato ai risultati di alcuni spray generati con l’attrezzatura LISOF ma i risultati ottenuti non hanno, al momento, potuto avere un riscontro sperimentale essendo la configurazione dell’attrezzatura LISOF, in questa tornata di esperienze, finalizzata solo alla generazione/caratterizzazione di spray di sodio liquido.