Gli incidenti nucleari in Giappone

Post tratto dal blog di ASPO Italia (originale qui)

Domenico Coiante – fisico, è stato ricercatore e dirigente per trentacinque anni presso l’ENEA, ove ha diretto il settore Fonti Rinnovabili contribuendo in particolare ai programmi di ricerca sulle tecnologie fotovoltaiche. Da diversi anni collabora con gli Amici della Terra sui temi dell’uso razionale dell’energia.

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di Domenico Coiante

Sollecitato a scrivere qualcosa di chiaro sugli incidenti nucleari giapponesi mentre sono ancora in corso gli eventi, mi trovo in una posizione difficile. Non essendo in possesso di tutte le informazioni necessarie sarò sicuramente parziale e non esauriente. Tuttavia ci provo.

La prima domanda che mi viene rivolta da parenti e amici è: “Che cosa è avvenuto?”
Per i reattori di Fukushima, quelli che stanno dando i guai peggiori, la risposta è LOCA: Loss of Coolant Accident, cioè incidente per perdita di fluido refrigerante.
Questo incidente viene classificato fra quelli detti a bassa frequenza di accadimento, a cui il Rapporto Rasmussen sulla sicurezza dei reattori della II generazione (quelli in questione) assegna la probabilità più bassa, cioè 1 caso su 10000 per anno e per reattore. Detto in termini più comprensibili, su 400 reattori in funzione per 25 anni, un incidente di questo tipo accade quasi sicuramente. L’ENEL in una sua stima successiva, fatta per il caso specifico del reattore PWR di Trino Vercellese, ha calcolato una probabilità ancora più bassa, pari a 1 caso su 1 milione.

La dinamica è la seguente. Una volta arrestato il funzionamento del reattore, occorre smaltire il calore residuo prodotto dagli elementi di combustibile per la radioattività residua. Se per qualche motivo (ad esempio la tranciatura di un tubo di adduzione del refrigerante, il blocco di una valvola, ecc) viene a mancare il liquido di raffreddamento del nocciolo, il calore si accumula, il liquido evapora e gli elementi di combustibile (che devono sempre essere immersi in acqua) possono trovarsi all’asciutto. A questo punto, la temperatura degli elementi scoperti sale esponenzialmente fino al valore di 1200 °C, quando essi iniziano a fondere a partire dalla guaina di acciaio che racchiude il combustibile. L’acqua, presente sia in forma liquida che in forma di vapore, sottoposta a queste alte temperature, si decompone nei suoi elementi, idrogeno e ossigeno. L’idrogeno, che è un gas leggerissimo, sale immediatamente verso l’alto e si va ad accumulare sulla cupola del serbatoio di contenimento del reattore, da dove viene fatto defluire verso l’edificio di contenimento secondario, il cui tetto è l’unica parte non costruita in cemento armato. La bolla d’idrogeno che si forma sotto a questo tetto viene sgonfiata cercando di far defluire il gas verso l’esterno.

Purtroppo, la probabilità che si formi la miscela esplosiva tra idrogeno ed ossigeno è altissima e quindi basta una qualsiasi fonte d’innesco perché si abbia l’esplosione. A questo punto il tetto dell’edificio secondario salta in aria e tutto quello che esso contiene finisce nell’atmosfera. E’ evidente che l’idrogeno e l’ossigeno prodotti nella fusione degli elementi di combustibile portano con sé anche gli elementi radioattivi, sia gassosi, sia in polveri sottili, che si liberano dalla rottura della guaina. In definitiva, o che l’idrogeno venga fatto defluire ‘pacificamente’ nell’atmosfera, o che esso esploda violentemente, l’incidente immette dosi più o meno consistenti di radioattività pericolosa per la salute dell’ecosistema, dell’ uomo in primo piano.
Come già detto, la probabilità di questo incidente è bassissima, ritenuta praticamente impossibile, perché ovviamente i circuiti di raffreddamento sono almeno due ed uno solo è sufficiente a mantenere il nucleo in sicurezza. Eppure, a quanto sembra, è avvenuto (e non è il primo).

Così il mio collega, grande esperto mondiale di reattori nucleari, Paolo Loizzo, purtroppo venuto a mancare qualche anno fa, descrive quella che, secondo lui, è l’improbabile sequenza di eventi del LOCA per tranciatura del tubo di adduzione. “ La doccia interna d’emergenza spegne il reattore e lo refrigera; il vapore che continua ad uscire dal tubo tranciato (prima che si chiudano le apposite valvole), viene refrigerato e condensato dai grandi ventilatori e dalle docce sulle pareti dell’edificio di contenimento. Il danno è grave, ma riguarda solo l’impianto, che potrà essere rimesso in funzione dopo un certo numero di anni di riparazioni e di decontaminazione. Nasce contemporaneamente la prima questione: e se contemporaneamente manca l’energia elettrica?
Si ripete l’analisi e si dimostra che, per raffreddare il contenitore bastano tre ventilatori e le due docce alimentati dai diesel d’emergenza. Nasce la seconda questione: e se i diesel non partono? E se si sviluppano grandi quantità d’idrogeno che poi esplodono nell’edificio del reattore? E’ chiaro che il gioco può continuare a lungo. A furia di guasti successivi (le valvole, l’alimentazione d’emergenza, le barre che non funzionano,etc) si arriva alla fusione completa del nocciolo.” (Paolo Loizzo, 1994, Le centrali nucleari, ovvero il diavolo che non c’è, Ed. Monteleone, p. 187).

Ebbene, leggendo queste parole, sembra quasi di leggere la cronaca in tempo reale di quello che è accaduto nei due reattori di Fukushima. Il terremoto ha prodotto il blocco automatico improvviso di sicurezza di tutti i reattori (evento detto di transiente brusco, di per sé abbastanza pericoloso per la sicurezza perché si possono danneggiare, qua e là, alcuni elementi di combustibile). A determinare la sequenza maledetta è stato l’intervento successivo dell’onda di maremoto, che, a quanto sembra, ha fatto spegnere i diesel d’emergenza con tutto quello che è seguito come descritto sopra.
A prescindere dal programmato referendum sul nucleare, l’incidente ha fornito l’occasione per mettere in discussione il programma nucleare italiano ed anche l’atteggiamento degli altri paesi europei. In queste ore concitate, i rappresentanti governativi non mancano di intervenire su tutti i mezzi d’informazione per rassicurare gli italiani circa la bontà della scelta fatta.

L’argomento fondamentale è che i reattori in predicato sono molto più sicuri di quelli giapponesi e che il verificarsi di una tale sequenza di eventi sfavorevoli, terremoto di grado 9 e tsunami, non è possibile in Italia. Anche per i giapponesi, che pure sono abituati ai terremoti, non si riteneva possibile un terremoto di grado 9, (lo tsumami è una sua conseguenza), eppure è avvenuto.
Un altro argomento è che il nucleare è indiscutibilmente il più economico. Questo è un falso, come dimostrano le numerose stime indipendenti effettuate recentemente (vedi ad esempio il rapporto MIT 2003, 2009). Anche senza mettere in conto i costi di chiusura del ciclo di vita del combustibile, che implicitamente vengono caricati sui contribuenti, il costo del kWh si aggira intorno ai 7-8 c€ ed è quindi più caro di quello da carbone, gas e olio. Ricordo che il prezzo unico PUN pagato ai produttori dal GSE, che riflette pertanto il costo attuale dell’energia, è intorno ai 6 c€/kWh.
Ma l’argomento principe, che viene continuamente avanzato da tutti come fosse un tormentone è quello del fatto che “siamo accerchiati da almeno 13, (qualche volta 40 o cinquanta), reattori che stanno al di là delle alpi e che potrebbero inviarci le loro radiazioni in caso d’incidente.”

Sono esterrefatto dalla logica che sta in questo argomento! Si riconosce implicitamente il grave rischio, a cui siamo soggetti senza nostra decisione, per i reattori presenti al di là delle alpi e si propone di combattere tale rischio aggiungendone un altro, più grave perché più vicino, costruendo anche in Italia i reattori nucleari! E’ roba da matti o mi sfugge qualcosa?
Inoltre, a questo proposito, mi duole segnalare che finora nessuno ha fatto presente una legge fisica ineludibile, quella della diffusione delle radiazioni in funzione della distanza dalla sorgente. In assenza di venti, come si dice in aria tranquilla, la concentrazione dei prodotti radioattivi emessi in aria da una sorgente diminuisce approssimativamente con il quadrato della distanza. Quindi un conto è avere una centrale a 100 km di distanza ed un altro, al quadrato, è di averla vicino casa. Perché i giapponesi stanno facendo sgombrare la gente per un raggio di 20 km se non per gli effetti di questa legge?

Naturalmente, in presenza di venti, il quadro può cambiare notevolmente perché gli effetti diffusivi possono essere aumentati o diminuiti a seconda della direzione del vento (vedi la nube di Chernobil che ha fatto il giro del globo).
Infine, viene spesso avanzato l’argomento del “così fan tutte” le altre nazioni europee. A questo proposito faccio presente che l’Italia si trova in una posizione geologica particolare rispetto agli altri paesi europei. Come il Giappone siamo soggetti a frequenti terremoti a causa del fatto che il nostro territorio si trova attraversato da almeno due o tre grandi faglie ed altre minori. Tutte sono attive perché sotto di noi si scontrano alcune zolle tettoniche, che producono i nostri terremoti.
Nel resto d’Europa la situazione è ben diversa. In alcuni paesi non sanno neppure cosa sia un terremoto (Svezia, Norvegia, Inghilterra, Germania, ecc).

Non voglio dire che questo dato di fatto ci debba impedire di fare il nucleare: il Giappone insegna. Però, occorre avere ben chiaro il rischio ben maggiore a cui si va incontro ed ai conseguenti costi economici e sociali: il Giappone insegna ancora.
Consapevole della specificità italiana, la domanda che mi pongo è: “Forse il nucleare ce lo ha ordinato il dottore?” A cui segue: “Ci sono altre soluzioni?”
Questo però apre un altro argomento di discussione che rimando ad altra occasione.