Analisi e caratterizzazione elettro-chimica di sistemi isolanti elettrici a matrice polimerica per applicazioni nucleari

La valutazione delle condizioni di esercizio dei cavi elettrici di bassa tensione è una priorità nella diagnostica dei componenti delle centrali nucleari, in quanto i sistemi di sicurezza si basano proprio su questi componenti. Gran parte di questi cavi vengono installati all’interno del contenimento dei reattori dove le difficili condizioni ambientali, in termini di temperature relativamente elevate, radiazioni gamma, presenza di umidità e sollecitazioni meccaniche possono portare alla degradazione dei materiali. I materiali polimerici che costituiscono l’isolamento e il rivestimento del cavo subiscono i maggiori effetti, diventando sempre più fragili e sempre meno in grado di operare con affidabilità e sicurezza. Questa tesi mira a studiare gli effetti dell’invecchiamento sulle caratteristiche del cavo, al fine di comprendere l’evoluzione delle proprietà elettriche e chimiche associate alla loro degradazione. Il polimero in oggetto è costituito da polietilene reticolato (XLPE) e additivato con antiossidanti (a base fenolica e di tioetere) e ritardanti di fiamma (ATH), invecchiati attraverso un processo accelerato con radiazioni gamma (70 Gy/h) e a una temperatura di 50 °C per un tempo massimo di 168 giorni. L’impatto dell’invecchiamento e il ruolo che giocano gli antiossidanti sui questi materiali viene monitorato con tecniche diagnostiche di spettroscopia dielettrica, misure delle correnti di polarizzazione e depolarizzazione, tempo di induzione all’ossidazione, FTIR e allungamento percentuale a rottura.