Salve,
è possible invernare due nuclei all'interno della stessa arnia,
separati da un diaframma?

Non credo, il confine del diaframma non le separa fisicamente, le due regine entrerebbero in contatto e l'una vincerebbe sull'altra. Due regine nello stesso nucleo non resistono!!!troppe donne a comandare...un disastro...

mi spiego meglio:
intendo un diaframma che separi completamente l'arnia, in pratica un divisorio che si estende tra tetto e fondo

ad ogni modo sì, due donne al comando...si salvi chi puo'...

Si può fare, anzi e meglio che invernarli in due casse separate, a patto che, come hai già detto, il diaframma sia stagno. Guarda anche il consiglio di Ninno per la porticina http://www.forumdiagraria.org/api-f53/aiuto-numerosa-presenza-di-api-con-ali-deformate-t23442-20.html#p212990, e non dimenticare che tra la porticina e il diaframma rimane un passaggio che corrisponde allo spessore della parete frontale e che andrà chiuso.
Visto che il glomere in inverno si formerà a ridosso del diaframma, in pratica le due famiglie faranno un glomere unico diviso dal diaframma, in autunno dovrai organizzare i nidi di conseguenza.

quando allevavo regine e preparavo nuclei da vendere a feb-mar usavo le arnie da 12 divise in due da un divisorio in alluminio da 1mm di spessore , i nuclei passavano l' inverno meglio delle famiglie normali e allevavano covata prima degli altri, unica accortezza era quella di non lasciare nemmeno il passaggio di una ape fra i due nuclei.
Conviene dividere in due il coprifavo per fare in maniera che il divisorio potesse essere più alto del piano dell' arnia e poter visitare un lato alla volta senza scoperchiare il tutto.
Le porticine erano agli estremi del predellino ed in mezzo mettevo un mattone e una tavoletta appoggiata sulla metà dell' arnia in modo da obbligare le api a rientrare a DX o a SX.
Ninno

Intendi dire di mettere le scorte di ciascun nucleo verso le pareti laterali dell'arnia? questo non ostacolo poi il raggiungimento da parte delle api?

Si organizza il nido come si fa per una famiglia normale, con la disposizione bilaterale delle scorte ma con il diaframma al centro. Eventualmente si può mettere un telaino pieno vicino al diaframma ma poi si mettono i favi con spazio per la covata e con belle corone di miele, minimo 1,5 kg.

Interessante questa cosa!!! Ma è possibile attuarla solo se si intende vendere o comunque spostare i nuclei formati o anche nell'ottica di accrescere l'apiario? Voglio dire, a fine inverno possono essere divisi e quindi uno dei due spostato qualche metro più in là senza problemi (di deriva etc)? Ah, visto che parlate di scorte invernali, ma una famiglia "media" di quanti telaini pieni ha bisogno per passare l'inverno?