Studio dell'invecchiamento termico di LDPE utilizzato per i cavi in bassa tensione nelle centrali nucleari

I sistemi di sicurezza e controllo delle centrali nucleari fanno affidamento sull’utilizzo di cavi in bassa tensione (I&C cables) i quali nel corso della loro vita operativa sono sottoposti a sollecitazioni di natura diversa. Le alte temperature e gli elevati livelli di radiazione causano infatti la degradazione dell’isolamento, costituito da materiale polimerico.. Per l’analisi del polimero si è scelta una temperatura di invecchiamento termico pari a 90°C, siccome questa risulta essere la tipica temperatura di lavoro dei cavi in bassa tensione all’interno delle centrali nucleari. L’invecchiamento termico è stato condotto in una stufa ad aria ed in una stufa da vuoto in maniera tale da mettere in evidenza le differenze in termini di fenomeni di degradazione ossidativa. L’analisi delle proprietà elettriche del polimero studiato sono state condotte mediante tecniche di spettroscopia dielettrica, la quale permette di determinare grandezze come la permettività immaginaria, correlata alle perdite dielettriche dei cavi.Sono state analizzate inoltre le proprietà meccaniche del LDPE attraverso prove di trazione effettuate con l’UTM (Universal test machine) del Dipartimento “Giacomo Ciamician” di Bologna così da ricavare grandezze come lo sforzo a rottura, il modulo di Young e l’allungamento a rottura in funzione del tempo di invecchiamento. Quest’ultimo, tra le proprietà meccaniche risulta essere uno dei migliori indicatori per la determinazione del grado di invecchiamento. Infine è stata realizzata anche una caratterizzazione chimica attraverso la realizzazione di una spettroscopia infrarossa IR in trasformata di Fourier (FTIR) per l’analisi delle variazioni di concentrazione dei diversi gruppi chimici, ed analisi di Oxidation Induction Time(OIT) per studiare il contributo dell’ossidazione, principale fenomeno di degradazione in ambiente atmosferico.