Terremoto nucleare. Siamo alla "sindrome cinese"?

Le informazioni di base per capire il disastro nucleare di Fukushima.

zirca

C'è molta incertezza su quanto sta accadendo adesso all'impianto nucleare di Fukushima Daiichi, dove per tre reattori si prospetta la fusione parziale o totale del nocciolo. Alcune fonti danno il fatto per già accaduto, almeno per il reattore "3", rimasto - pare - per ben due volte "a secco" di qualunque liquido di raffreddamento nel corso della giornata (14 marzo), complessivamente per almeno 3 ore.


Mentre dal governo giapponese e dalla Tokyo Electric Power (Tepco) continuano ad affermare che la situazione è critica ma sotto controllo. Le prossime ore ci diranno dove sta la verità, ma intanto, che cosa potrebbe accadere con la fusione del nocciolo? 
 

Punti chiave

15 marzo, ore 10.28

Subito dopo il sisma è entrato in funzione il primo livello di sicurezza: sono state inserite le barre di controllo/moderazione, che interrompono quasi del tutto le reazioni nucleari tra le barre di combustibile.

Questa operazione abbatte in poche ore la temperatura del reattore anche del 99%. Ma è indispensabile che il nocciolo sia mantenuto immerso nel liquido di raffreddamento.

A Fukushima però l'onda di marea ha messo fuori uso tutti i sistemi elettrici e poi anche le pompe diesel che dovevano garantire la circolazione del refrigerante.

Attorno al nocciolo il refrigerante, senza ricambio, ha cominciato a vaporizzare ad altissima temperatura, generando anche idrogeno e ossigeno molecolari.

Per ridurre la pressione e tentare di introdurre nuovo refrigerante i tecnici hanno lasciato sfiatare i gas. Il sistema di ricombinazione dell'idrogeno però non ha funzionato correttamente, oppure non era dimensionato per quel volume di gas, ed è bastata una scintilla a provocare la deflagrazione e la distruzione parziale dell'edificio più esterno del reattore.

Contemporaneamente, la scarsità d'acqua attorno al nocciolo ha lasciato scoperte in tutto o in parte le barre di combustibile e la temperatura è salita vertiginosamente, probabilmente oltre i 2.000 °C (dal momento che si è parlato di parziale fusione della camicia delle barre, in zircaloy).

I tecnici giapponesi tentano ora di evitare il peggio (la fusione del nocciolo) utilizzando come refrigerante direttamente l'acqua di mare, fatta circolare attorno al nocciolo e ributtata in mare.

I risultati non sono incoraggianti, probabilmente perché il processo di surriscaldamento è andato troppo avanti, ma al momento sembra impossibile affermare con certezza come si evolverà la situazione nelle prossime ore.

In più, l'acqua di mare non pretrattata è ricca di sali che accelerano la corrosione dello zircaloy: le pastiglie di combustibile (uranio arricchito, attinidi generati dalle reazioni nucleari, plutonio...) rischiano di trovarsi a diretto contatto con l'acqua.

Se ciò avvenisse... si scioglierebbero, e il liquido trasporterebbe sul terreno e in mare elementi radioattivi ed elementi tossici e velenosi per inalazione e ingestione.

Per la meccanica di ciò che sta succedendo, un'esplosione nucleare è improbabile. Le prime conseguenze di questo disastro saranno invece una forte contaminazione "locale" e di molte miglia di oceano.

La fusione del nocciolo avviene quando la temperatura nel reattore non è più sotto controllo e sale rapidamente a oltre 2.000 °C (dai 300 circa di normale operatività).
 
Quello che chiamiamo "nocciolo" è un insieme di elementi: una struttura di contenimento (la più interna dell'edificio del reattore), le barre di combustibile (vedi il multimedia "I rifiuti nucleari" e gli altri contenuti del nostro "Speciale nucleare"), le barre degli strumenti, i circuiti dell'acqua per la produzione di vapore e per il raffreddamento del combustibile e le barre di moderazione.
 
A Fukushima, il sisma non ha provocato danni ed è automaticamente entrato in funzione il primo livello di sicurezza, ossia sono state abbassate le barre di controllo/moderazione. Questa procedura interrompe le reazioni nucleari tra le barre di combustibile e in poche ore abbatte la temperatura del reattore fino al 99%. Per raffreddare il residuo 1% è necessaria molta acqua (e parecchio tempo: anche sei, sette mesi).
 
Lo tsunami ha però messo improvvisamente fuori uso le linee elettriche e le pompe diesel che garantivano il flusso di refrigerante. A quel punto sono entrate in funzione le batterie, che tuttavia hanno una durata limitata. L'Agenzia atomica giapponese ha inviato alcuni camion-generatori per alimentare le pompe, ma questi si sono rivelati insufficienti.

SINDROME CINESE L'aumento di temperatura e di pressione dovuto alla formazione di vapore è stato gestito inizialmente dai tecnici con il rilascio in atmosfera del vapore stesso: ridurre la pressione all'interno del reattore era una condizione indispensabile per poter introdurre nuovo refrigerante. Ma la dissociazione del vapor d'acqua in ossigeno e idrogeno - dovuta alle alte temperature - ha provocato l'esplosione dell'edificio di contenimento esterno del reattore "1" e, oggi, del reattore "3", apparentemente senza provocare danni alle strutture interne. 

Con i circuiti di raffreddamento fuori uso i tecnici hanno fatto ricorso a pompe che pescavano direttamente acqua dal mare: acqua "sporca" e ricca di sali, che se da una parte aiutava con la temperatura dall'altra danneggiava il rivestimento delle barre di combustibile. Ma la mancanza di elettricità ha poi ulteriormente ridotto e per qualche ora anche interrotto il flusso d'acqua: stando a diverse fonti ciò avrebbe causato la fusione parziale delle barre di contenimento del combustibile.

Se ciò fosse confermato, il materiale "fuso" starebbe ora colando sulla piattaforma di cemento che regge l'edificio del reattore, senza tuttavia essere in grado di "bucarla", e in uno speciale anello che circonda l'edificio stesso dove dovrebbe circolare acqua.

16 Marzo 2011 | Raymond Zreick

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