martedì, marzo 15, 2011

Gli incidenti nucleari giapponesi


Scritto da 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.

9 commenti:

MaRaNtZ ha detto...

UN altro argomento, con il quale stanno battendo a tappeto tutti i mezzi stampa nostrani, è questo:

"Vabbè, quelle erano vecchie centrali ad acqua bollente progettate negli anni 60, noi costruiremo il non-plus-ultra in fatto di modernità, tecnologia e sicurezza, (EPR francese), che non sono nemmeno paragonabili".

Forse questa affermazione andrebbe un tantinello approfondita.

Che io sappia, non c'è una grandissima differenza fra un "Pressurized reactor" di II+ generazione, e un vecchio BWR di II generazione. La più importante è che, da quanto ho capito, l'acqua del reattore non arriva alla turbina, ma rimane confinata dentro il reattore, dove uno scambiatore di calore fa generare il vapore a un circuito esterno, che così non rischia di essere contaminato.

Per le nozioni di ingegneria (arrugginite) che ho, all'aumentare del numero di componenti di un impianto cresce contestualmente anche la probabilità di guasti.

Esiste una qualche disamina critica attendibile sulla effettiva garanzia di SICUREZZA INTRINSECA che questi nuovi gioiellini francesi sarebbero capaci di fornire ?

Così come durante una partita siamo tutti CT di nazionale, durante le tristi evoluzioni della situazione giapponese siamo tutti un po "tecnici nucleari", ma l'argomento oggi interessa, vorrei saperne di più di quanto scrive wikipedia.

Grazie sig. Coiante delle sue precise e misurate considerazioni, che apprezzo per la loro sobrietà e correttezza.

Luca Pardi ha detto...

Grazie mille a Domenico per lo sforzo che ha fatto in queste ore concitate. Diffondiamo questo articolo che nel panorama dell'informazione non può che far del bene.

Joe Galanti ha detto...

E' appena uscito un articolo di Le Moniteur dal titolo "Come le centrali nucleari francesi affrontano i rischi naturali". In questo articolo sono messi in risalto non solo i numerosi rischi, tra cui anche quelli sismici e delle inondazioni, dal mare a dai fiumi, ma anche i rilevanti costi sostenuti per adeguare gli impianti esistenti a tali rischi. Da notare anche la mappa delle centrali con relativa età sovrapposta a quella del rischio sismico: le centrali vicine all'italia (Marcoule, Tricastin, Cruas, St-Alban, Creys-Malville, Bugey) sono in area a pericolosità simica 3 su una scala di 4, scala sottoposta sistematicamente a rivalutazione. Inoltre le centrali di Cruas, Tricastin e Bugey sono tra le più vecchie.
Per ingrandire la mappa si clicca su zoom e poi col destro su "visualizza immagine". Se qualcuno sa bene il francese, potrebbe tradurlo.

Link: http://www.lemoniteur.fr/137-energie/article/actualite/846002-comment-les-centrales-nucleaires-francaises-font-face-aux-risques-naturels

John Galanti

mauro ha detto...

Ottimo articolo chiaro ed esauriente. Moltissime persone mi fanno domande,e lo faro leggere.
Mauro

Pippolillo ha detto...

No, non ce lo ha ordinato il dottore il nucleare.
Però in questi momenti terribili per il Giappone e l'umanità tutta, ascolto persone laureate, fisici, che dicono che qui da noi le centrali sarebbero diverse, che non potrebbe mai capitare un terremoto del genere.
Mi sembrano gli stessi discorsi che ascoltavamo qualche anno fa quando paludati economisti ci dicevano che il mercato si auto-regola.
Poi è arrivato il disastro finanziario del 2008 e siamo rimasti tutti a chiederci chi ci aveva preso in giro.

amaryllide ha detto...

x Pippolillo

"Poi è arrivato il disastro finanziario del 2008 e siamo rimasti tutti a chiederci chi ci aveva preso in giro."

come diceva uno che di fisica se ne intendeva, "due cose sono infinite, l'universo, e la stupidità umana, e sul primo ho ancora dei dubbi."
Pensa che in un forum c'è uno stordito che ha scritto che la lezione del terremoto giapponese è che il Giappone deve diventare più liberista e aprirsi agli investimenti stranieri.

Terenzio Longobardi ha detto...

Coiante ha il duplice e non frequente dono della competenza e della chiarezza di esposizione.
Alle sue considerazioni finali, vorrei aggiungerne due:
1)chi afferma che in Italia non sarebbe possibile un evento sismico come quello giapponese forse dimentica che all'inizio del secolo scorso le città di Messina e Reggio Calabria furono quasi completamente distrutte da un violento terremoto seguito da un devastante maremoto;
2)chi considera il nucleare necessario per ridurre la dipendenza energetica italiana dall'estero, non tiene conto del fatto che tale dipendenza si trasferirebbe dai combustibili fossili all'uranio, materia prima detenuta da un numero ridotto di paesi e con problemi di esaurimento ancor più seri di quelli dei combustibili fossili.

piero.miscali@gmail.com ha detto...

ho da un anno un impianto fotovoltaico sulla mia casa che mi ha permesso di eliminare anche la caldaia a gasolio grazie alle pompe di calore,tutto elettrico consumo 6200 kw /anno e ne produco 5600 kw con un notevole guadagno per me,l'ambiente , l' impresa installatrice e anche l'enel e il gse. Se 10 milioni di italiani facessero come me,saremmo tutti più tranquilli.
L'unica centrale nucleare sicura è il sole, almeno che non si spenga o esploda anche lui...

piero.miscali@gmail.com ha detto...

ma perchè non fate tutti come me,e vi montate un impianto fotovoltaico sul tetto della vostra casa?
prendiamo esempio dall'Austria e non dalla Francia o dal Giappone,ecc.
Facciamo capire al mondo che possiamo essere all'avanguardia di un modo nuovo di vedere il futuro. l'unica centrale nucleare sicura è il SOLE,almeno che non si spenga o esploda nei prossimi giorni!!!