26 aprile – Chernobyl

26 aprile – Chernobyl

Sabato 26 aprile 1986, alle ore 01:24 il, reattore numero 4 dell’impianto termonucleare ‘Vladimir Il’ič Lenin di Černobyl‘ esplose durante un test programmato.

La totale assenza di una struttura di contenimento primaria permise l’immissione nell’atmosfera di una quantità stimata di 5.300 PBq di radioattività.




Aggiornamento 2021: cosa peroccupa della situazione odierna

Negli ultimi anni il flusso di neutroni emesso dal coruim (tutto il materiale inglobato durante la fusione del nocciolo: uranio 235, zirconio, grafite, materiale edile, acciaio, sottoprodotti della fissione), ha iniziato a crescere.

Il dato è peooccupante perchè indice di aumento della reattività del materiale, ovvero lentamente si sta accendendo una fissione nucleare autosostenuta.

Pare che il problema siano state le infiltrazioni di acqua piovana dovute al vecchio sarcofago, eretto dopo l’espolsione lel 1986 e, nonostante la nuova struttura di contenimento installata nel 2016, in una stanza piena di corium e coperta di detriti, la reattività del materiale è aumentata.

L’acqua è un moderatore neutronico, quindi in presenza di materiale fissile, può accendere una reazione di fissione nucleare incoltrollata. Il rischio non è l’esplosione del corium stesso, ma il suo riscaldamento ad una temperatura tale da creare sovrapressioni di vapore, e di conseguenza esplosioni di piccola entità, ma tali da riempire la struttura di contenimento di polveri radioattive, quindi impedire le operazioni di decommissioning del reattore.

Una delle soluzioni pensate è di costruire un robot in grado i entrare nell’edificio, forare il corium e iniettare boro, che è un assorbitore neutronico in grado di bloccare la reattività, esattamente come fanno le barre di controllo di un reattore funzionante.

La sfida tecnologica è grande, perchè le radiazioni interferiscono pesantemente con l’elettronica, ad esempio possono cambiare gli stati di memoria di un computer, rendendolo inoperativo in breve tempo.

Leggi l’articolo completo in inglese su www.sciencemag.org


26 aprile – Chernobyl

Chi ha vissuto quei giorni li ricorda intrisi di paura. Non terrore sfrenato, piuttosto un’ansia che accompagnava ogni gesto: uscire per andare al lavoro o a scuola, a prendere il latte, anche semplicemente stare in casa.

Le notizie dell’epoca erano carenti, e assoggettate al forte conflitto tra ex Unione Sovietica e USA.

Ricordo la corsa ad accapparrarsi lo iodio, che somiglia tanto alla ricerca delle soluzioni idroalcoliche in questi giorni di COVID-19.

L’articolo è diviso in tre sezioni: nella prima parte ho fatto una raccolta di video attuali e dell’epoca riguardanti l’incidente e lo stato attuale dell’impianto. La seconda riguarda le centrali nucleari e l’incidente di Chernobyl, la terza è una raccolta di curiosità riguardanti l’incidente e i reattori RBMK.

La fonte principale di questo articolo è il rapporto ufficiale INSAG-7 redatto nel 1992.

Le considerazioni sulle funzoni fondamentali di sicurezza degli impianti nucleari le ho prese a piene mani dal sito dall’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica.



Lo spezzone di TG1 qui a seguito è estremamente interessante: la carenza di di informazioni sull’incidente fece supporre che i reattori coinvolti fossero due. Oppure ci fu manipolazione dell’informazione da parte degli USA.



Appena arginata l’emergenza immediata, spegnere l’incendio ed evitare che altri radionuclidi venissero immessi in atmosfera, venne costruita una struttura di contenimento per sigillare le macerie della centrale e la parte ancora attiva del nucleo, chiamata il sarcofago; la costruzione terminò nel novembre del 1986.


La struttura, con il tempo è stata danneggiata dal calore e dalle forti radiazioni emesse dal nucleo fuso, per cui nel 2016 la centrale è stata coperta con un nuovo sarcofago in acciaio, progettato per durare cent’anni, e finanziato da quaranta stati.





Solamente ventiquatto ore dopo l’esplosione i cittadini di Pryp”jat’, non informati del pericolo radioattivo, vennero evaquati e non tornarono mai più nelle loro case; da allora Pryp”jat’ è una città fantasma.




I giorni difficili

I momenti immediatamente successivi all’incidente vennero ripresi da Vladimir Shevchenko, un filmmaker russo che fece il documentario ‘Chernobyl: Chronicle of Difficult Weeks’. Morì l’anno successivo per le radiazioni assorbite durante le riprese.



Il vecchio woodpeker

Nei pressi di Pryp”jat’, all’interno della zona di esclusione, c’è il vecchio woodpecker, il picchio.

La struttura, nominata DUGA, appartiene al sistema radar antimissilistico a lungo raggio, utilizzato dall’Unione Sovietica durante la guerra fredda e disattivato nel 1989.

Il suo segnale si poteva sentire in tutto il mondo, e venne chiamato the russian woodpecker.

Naturalmente ci sono teorie complottistiche che vedono il radar DUGA in qualche modo coinvolto nell’incidente alla centrale nucleare.




Funzioni fondamentali di sicurezza

Un impianto nucleare deve essere dotato di sistemi per garantire in qualsiasi situazione le seguenti funzioni fondamentali di sicurezza:

  • Controllo della reattivita del combustibile
  • Rimozione del calore
  • Confinamento e contenimento del materiale radioattivo

Un impianto nucleare non è necessariamente una centrale elettrica. Tutte le fasi della filiera del combustibile, dalla miniera allo stoccaggio delle scorie radioattive sono a rischio, perquanto in miniera i rischi siano circostanziati al personale che ci lavora.

Nell’incidente di Chernobyl vennero a mancare le funzioni di controllo della reattivita. Questo portò all’esplosione del nocciolo; la centrale non aveva un vessel di contenimento, cosa che permise la diffusione di enormi quantità di materiale radioattivo.

Nell’incidente di Three Miles Island (1979) mancarono le funzioni di rimozione del calore (LOCA: Loss of Coolant Accident) a causa di una valvola automatica che rimase aperta; la diffusione di radionuclidi nell’ambiente venne limitata dal vessel di contenimento, ed il nocciolo, a diffrenza di Chernobyl, non venne mai esposto; ciononostante molta acqua di raffreddamento radioattiva venne trasferita in un serbatoio all’esterno della struttura, prima che gli operatori si accorgessero di quello che stava succedendo.

Nell’incidente di Fukushima (2011), che coinvolse contemporaneamente quattro reattori, vennero a mancare in breve tempo le funzioni di rimozione del calore (seconda funziona fondamentale) a causa di un completo blackout dei sistemi di monitoraggio e controllo. Questo portò alla fusione del nocciolo nelle unità 1 – 3, con danneggiamento dei vessel di contenimento (terza funzione fondamentale) e dispersione di radionuclidi nella struttura in muratura e nell’ambiente.

Cause dell’incidente

Nel settembre del 1986, nel rapporto INSAG-1, l’incidente venne imputato ad errori del personale della centrale.

Nel 1992 il rapporto venne aggiornato con l’INSAG-7 e le cause dell’incidente vennero imputate a gravi difetti di progettazzione del reattore RBMK-1000, sottolineando comunque una totale assenza di cultura della sicurezza del personale.

Tra i difetti di progettazione c’era il sistema di sicurezza, che permise agli operatori di portare il reattore in una condizione operativa di estrema instabilità (INSAG-7 pag. 18) .

Il reattore, inoltre, in caso di perdita del fluido refrigerante, andava in una condizione di reattività positiva, ovvero aumentava a dismisura la potenza termica erogata. Da questo si può inture che se nell’impianto di raffreddamento si fosse formata una grande quantità di vapore (void cofficient) la reattività del nocciolo sarebbe aumentata (INSAG-7 pag. 3) .



Le barre di controllo (RCPS: Reactor Control and Protection System), erano state sviluppate con un errore progettuale, per cui l’inserimento nel nocciolo portava un’iniziale incremento della reattività del combustibile fissile (INSAG-7 pag. 4) .

Paradossalmente, nella condizione di instabilità in cui venne portato ad operare il reattore, e con le RCPS progettate male, l’attivazione del sistema di protezione di emergenza (scram) fu l’azione che portò il reattore all’esplosione (INSAG-7 pag. 68).

Vista la complessità dell’argomento trattato, consiglio la lettura del rapporto INSAG-7, dove sono presentati tutti gli aspetti tecnici del reattore e le cause dell’incidente.

Foto gallery

Curiosità

Dopo l’incidente al reattore 4, la centrale di Chernobyl rimase operativa per quattordici anni (fonte); L’ultimo reattore fu spento il 15 dicembre 2000 e la centrale posta in stato di decommissioning.


L’effetto di scram positivo che scatenò l’esplosione del reattore 4 venne scoperto nel 1983 presso la centrale di Ignalina, in Lituania. Benchè l’ingegnere disegnatore dei reattori RBMK diffuse la notizia ad altre centrali RBMK, non corresse mai il problema, nè furono adottate procedure operative per evitare situazioni di instabilità. Apparentemente era pensiero diffuso che le condizioni si scram positivo non potessero mai verificarsi (INSAG-7, pag. 13)


Nel’agosto 1986, a Vienna durante il meeting di resoconto sull’incidente, le autorità dell’ex URSS tacquero sul fatto che i reattori RBMK fossero affetti da gravi difetti di progettazione (INSAG-7, pag. 1).
La tecnologia sovietica doveva essere perfetta agli occhi degli USA.


Nel 1991 il reattore 2 di Chernobyl venne spento definitivamente a causa di un incendio che lo compromise gravemente.


Nel 1995 il reattore 1 di Chernobyl ebbe un malfuzionamento al sistema di raffreddamento, che causò un incidente con dispersione di radiazioni.


Al momento sono ancora operative tre centrali termonucleari dotate di reattori RBMK: Kursk, Leningrad e Smolensk (fonte).

La somiglianza tra l’impianto di Smolensk e quello di Chernobyl è piuttosto impressionante (foto)


Dopo l’incidente tutti i reattori di tipo RBMK sono stati modificati per evitare l’incorrere delle condizioni di instabilità che portarono all’espolsione della centrale di Chernobyl.

Gli standard di sicurezza per gli impianti nucleari sono definiti dall’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica (https://www.iaea.org/)


La centrale termonucleare di Ignalina è stata spenta e posta in decommissioning nel 2009; lo smantellamento dovrebbe terminare nel 2038.

Nel 2018 la struttura è stata utilizzata per girare le scene di interni utilizzate nella serie HBO ‘Chernobyl’

Lo spegnmento dei due reattori RBMK era una delle clausole per l’accesso della Lituania nel’Unione Europea (fonte).



Nell’ipotesi di fusione del nocciolo, un reattore nucleare non esplode come una bomba atomica.

Tutte le esplosioni sono dovute a reazioni tra i materiali presenti nel nocciolo e l’altissima temperatura del combustibile fissile.

Ad esempio, il vessel potrebbe essere sottoposto ad un eccesso di pressione a causa della massiccia evaporazione e surriscaldamento del fluido di raffreddamento, oppure nel caso in cui il combustibile fissile resti scoperto, potrebbero formarsi sacche di idrogeno, estremamente esplosivo, dovute alla scissione dell’acqua.

In una bomba atomica è prorpio il combustibile a esplodere, per l’enorme energia sprigionata dalla fissione nell’arco di un brevissimo tempo.

Nel caso del reattore di Chernobyl l’espolsione che ha scoperchiato il nocciolo è stata causata dall’eccessiva pressione del vapore al suo interno.


Una volta fermata la fissione, il combustibile di una centrale nucleare deve essere raffreddato per un lungo periodo, perchè i residui della fissione decadono emettendo calore e radiazioni.

Questo calore, chiamato calore residuo, che inizialmente è nell’ordine del 10% della potenza termica del reattore, si riduce nel tempo, e va rimosso con i sistemi raffreddamento (seconda funzione di sicurezza fondamentale).

Inizialmente si utilizzano i sistemi di raffreddamento del reattore; una volta rimosso, il combustibile viene messo in apposite piscine, site negli impianti nucleari, atte a disperderne il calore e a fare da scudo per le radiazioni.

Ti è piaciuto l’articolo? Lascia un commento qui sotto.

root

    Lascia un commento

    Questo modulo raccoglie nome e email per tenere traccia dei commenti postati sul sito. Per maggiori informazioni leggere l'informativa sulla privacy. Non inserire dati identificativi nel messaggio, quali nomi, email, numeri di telefono. Questo modulo è moderato, i commenti saranno pubblicati con le tempistiche del gestore del sito; una volta pubblicati, nome e email non saranno visibili sulla pagina.