Studio e modellazione di soluzioni propulsive nucleari per navi militari

Abstract

Il continuo e progressivo incremento delle emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera, dovute alle attività antropiche, insieme all’esigenza di garantire autonomie maggiori, ha condotto alla necessità di sviluppare nuove soluzioni propulsive per le unità navali di superficie. Nello specifico, il Piano Nazionale per la Ricerca Militare (PNRM) MINERVA propone di sviluppare soluzioni di tipo nucleare per navi militari, con eventuale applicazione dual use all’ambito civile. Infatti, posta la disponibilità di risorse nell’ambito della Difesa e appurata l’intenzione di svolgere studi in merito al tema, è plausibile ritenere che il processo di nuclearizzazione della propulsione navale avverrà prima in ambito militare, che non in quello civile. Scopo dell’elaborato è l’analisi di fattibilità di applicazione di propulsione nucleare a bordo di un’unità militare di tipo cacciatorpediniere, un’unità di prima linea per la quale l’inserimento di una propulsione di tipo nucleare rappresenta una novità anche per Paesi, come gli Stati Uniti e la Russia, in cui già sono state realizzate unità nucleari, ma di dimensioni enormi, come, ad esempio, le portaerei. A livello operativo, lo studio si articola in 3 fasi: una presentazione dello stato dell’arte dei reattori nucleari; la descrizione del caso di studio (l’unità scelta); l’integrazione a bordo del reattore e un’analisi di primo tentativo dell’impatto che questa operazione può avere sul progetto. Più nello specifico, si studia la richiesta di potenza da parte della nave, in termini sia di propulsione che di ausiliari, così da consentire il dimensionamento adeguato del reattore, nel rispetto di requisiti circa: survivability, ingombri, compartimentazione, stabilità e molto altro. I risultati non mirano ad ottenere una soluzione definitiva o un progetto di dettaglio, ma a stabilire la possibilità di realizzare un progetto di questo tipo. Inoltre, il fatto che lo sviluppo della tesi sia terminato in concomitanza dell’avvio del

The continuous and progressive increment of the carbon dioxide emissions in the atmosphere, due to antropical activities, together with the need of guaranteeing higher ranges, has now dealt to the need to develop new propulsive solutions for maritime units. Specifically, the Piano Nazionale per la Ricerca Militare (PNRM) MINERVA proposes to develop nuclear solution for naval ships, with possibility of dual use application also in the civil field. In fact, given the availability of resources in the Defence sphere and verified the intention of developing studies on this matter, it’s reliable that the nuclearization process of nuclear marine propulsione will come sooner in the military field, rather than in the civil one. Aim of the work is the analysis of the feasibility of nuclear propulsion on board a naval ship of the kind destroyer (DDX), a frontline ship for which the application of nuclear propulsion represents an innovation also for Countries, such as United States and Russia, in which nuclear naval ships have already been built, even if in huge scale, like for aircraft carriers. Operationally, the study has been developed in threephases: a presentation of the state of the art of nuclear reactors; the descrition of the case study (the chosen unit); the integration on board of the reactor and a first attempt analysis of the impact that this operation can have on the project. More specifically, a study of the power request of the ship has been carried on, in terms of both propulsion and auxiliaries, in order to realize the sizing of the reactor, with focus on requirments such as: survivability, volumes, compartmentalization, stability and so on. The aim of the results is not obtaining a final solution or a detailed project, but to assess the possibility to realize a project of this kind. Moreover, the fact that the development of the thesis happened to coincide with the start of the PNRM makes reasonable a reliable preditcion about possible futur developments