Ancora Eugenio Tabet su Fukushima: i rischi sono tuttora gravissimi

Notizie inquietanti provenienti da Fukushima, seppure di fonte giornalistica (Agenzia Kyodo news), stimolano a riprendere la serie dei commenti sull’evoluzione dello stato dei reattori a Daiichi e sulle possibile conseguenze del grande incidente dell’11 marzo.

1. EVOLUZIONE DELL'INCIDENTE. La stima (ricordata nelle nota di ieri) che assegna al rilascio da Fukushima un valore dell’ordine del 10% di quello di Chernobyl potrebbe non corrispondere al bilancio finale dell’evento, poichè si lascia intendere (dalla TEPCO) che quel bilancio potrebbe perfino eccedere quello del reattore sovietico. [E’ utile in proposito ricordare che l’inventario radioattivo iniziale complessivo  dei 3 reattori gravemente danneggiati di Fukushima è circa il doppio di quello dell’unità 4 di Chernobyl.] Questa ipotesi fa comprendere che l’integrità del contenimento dei 3 reattori di Daiichi è in uno stato precario e che non vi è alcuna certezza di poter riprendere in mano il completo controllo della situazione.

2. L’INVENTARIO RADIOATTIVO. Qui accanto riproponiamo il grafico che descrive l’andamento della potenza termica da smaltire, in funzione del tempo.

Il rapido calo iniziale di quella potenza è dovuto essenzialmente al veloce decadimento di molti nuclidi a breve vita media: lo stesso non avviene, sfortunatamente, per l’attività totale dei radionuclidi più importanti dal punto di vista radiologico (e anche da quello sanitario).

La figura qui inserita mostra l’andamento dell’attività di questi nuclidi in funzione del tempo

Come si vede, a un mese dallo spegnimento dell’impianto la riduzione è di circa un fattore 5, poco se paragonato a quello della potenza termica del decadimento, che è calata di quasi due ordini di grandezza. Ciò vuol dire che la dimensione di un eventuale rilascio tardivo, di tipo catastrofico, non sarebbe così drasticamente ridimensionata dall’intervallo temporale che ci separa dall’incidente.

E’ molto significativo, a tale proposito, che la US Nuclear Regulatory Commission abbia mantenuto la raccomandazione del 16 marzo, per i cittadini USA in Giappone, con l’invito a rimanere ad oltre 80 km dal sito nucleare (ricordo che proprio questa raccomandazione fece capire a Eugenio Tabet e ad altre persone particolarmente ferrate in materia che le cose erano un pò peggiori di quello che veniva dichiarato ai media, ndr).

Tutto ciò che precede, occorre ripeterlo, indica che molti degli elementi utili per una comprensione adeguata dello stato degli impianti non sono ancora in possesso dell’esercente e delle autorità di controllo. 

Ciò accade per una serie di ragioni probabilmente legate

- da un lato, alla difficoltà di ispezioni in loco a causa dello stato disastroso dei reattori e degli elevati livelli di radiazione in prossimità delle zone critiche

- dall’altro al fatto che almeno parte della strumentazione è stata messa fuori uso dagli stessi eventi che hanno portato alla fusione di parti significative del combustibile. 

La medesima incertezza, sfortunatamente, contraddistingue la conoscenza dello stato della piscina del combustibile (reattore n. 4), capace anch’essa di dare luogo a rilasci veramente cospicui

Nessuna delle Agenzie deputate ad espimersi sulla sicurezza di Fukushima (la NISA e l’IAEA in particolare) ha, al momento, delineato uno scenario capace di descrivere lo sviluppo futuro degli eventi.

L’autore di queste note non può fare altro che citare le parole finali del Conte di Montecristo (A. Dumas): “Aspettare e sperare”.

Fukushima: l'incidente è a livello 7 come Eugenio Tabet aveva previsto. Alcune precisazioni sul significato di livello 7 INES

Oggi è arrivata la notizia tanto temuta: l'incidente di  Fukushima alla fine è stato classificato al livello 7 della scala INES.

già mercoledì scorso in "quanto è stato grave l'incidente di Fukushima" Eugenio Tabet aveva previsto che sarebbe andata a finire così:

Per comodità del lettore, si ricorda che il rilascio di Chernobyl è quantificabile nei termini seguenti (in percentuale dell’inventario del nocciolo, con un intervallo che riflette l’incertezza della stima): 100% dei gas nobili, 50-60% dello Iodio, 20-40% del Cesio, 4-6% dello Stronzio e così via fino  ad arrivare al 3.5% del Plutonio e di altri transuranici.

Ovviamente, se si fanno i calcoli, il rilascio è di livello 7 (il più alto) nella scala INES dell’IAEA. 

Eugenio Tabet quindi mi ha scritto una breve nota: 

Oggi l'Agenzia giapponese per la sicurezza nucleare ed industriale (NISA) ha deciso di alzare a 7 il livello INES di Fukushima, stimando che (ad oggi) la quantità totale di materiale radioattivo rilasciato in atmosfera sia circa 1/10

di quella di Chernobyl. E' sconcertante che tale conclusione sia stata così tardiva.

Ciò che ora manca è una mappatura sistematica dei livelli di contaminazione a distanze via via crescenti dall'impianto.

quindi siamo sì a livello 7, però è bene precisare, come sottolinea il nostro esperto, che questo non vuole dire che l'incidente, in termini assoluti, sia grave come quello di Chernobyl. Infatti nel prosieguo del post di una settimana fa Eugenio scrive:

Occorre però rammentare, per meglio apprezzare le considerazioni che seguiranno, che la scala INES è una scala di intervalli per ordini di grandezza, costruiti valutando i valori dei rilasci espressi in termini di iodio equivalente: in altri termini si sommano tutti i nuclidi dispersi nell’ambiente assegnando a ciascuno un peso dato dal rapporto tra il proprio fattore di dose e quello dello iodio, per pervenire così ad una stima bilanciata ed espressiva del rilascio. Chernobyl, situato al livello 7, è comprensibilmente molto più in alto del limite inferiore dell’intervallo al quale appartiene, che accomoda sia i rilasci molto gravi che quelli catastrofici.

 

Contibuto finale di Eugenio Tabet: c'è qualcosa da imparare da Fukushima?

A meno di accadimenti imprevisti, con questo post finisce il ciclo che Eugenio Tabet ha scritto per Atomic Cafè e per Scienzeedintorni. Lo ringrazio tantissimo per la disponibilità e per le notizie che ha scritto con dovizia di particolari e chiarezza. In questo ultimo post ci sono importanti riflessioni sul nucleare in Italia ed in Europa. Personalmente io trovo il nucleare italiano insensato soprattutto da un punto di vista economico e solo secondariamente  da quello ambientale. La tragedia di Fukushima comunque è servita a prendere coscienza meglio del problema anche in Italia, dove comunque continua una campagna di disinformazione ad opera della lobby nucleare.

E’ naturale che gli eventi giapponesi abbiano catalizzato un ragionamento sulle nostre eventuali prospettive nucleari, e, in particolare, sulla localizzazione dei nuovi reattori e sulle garanzie di sicurezza che l’esercente e l’Autorità di controllo potranno offrire ai cittadini del nostro Paese.

La complessità dei problemi è nota a tutti: qui mi limito ad esporre alcuni argomenti sul tema della sicurezza degli impianti e sulla gestibilità, in condizione di incidente, di un insediamento nucleare nel territorio italiano (altri, quali ad esempio quelli di natura economica, esulano dalle mie competenze). Per brevità schematizzerò gli argomenti per punti:

1. E’ possibile un grave incidente (che può perfino trasformarsi in un evento catastrofico) in un reattore nucleare di concezione e fabbricazione occidentale? A questa domanda, a ridosso di Chernobyl si rispondeva in modo negativo, argomentando con l’evidente superiorità dei reattori fabbricati in occidente, in particolare per quanto riguarda i sistemi di contenimento.

Ma già in un Rapporto del Laboratorio di Fisica dell’Istituto Superiore di Sanità (Annali ISS, 23, 2, 1987), pubblicato all’indomani di Chernobyl, si metteva in evidenza, al contrario, che (testuale) “la concezione stessa dei reattori dell’attuale generazione porta all’impossibilità di escludere l’accadimento di incidenti ai quali sia associabile la liberazione nell’ambiente di elevate quantità di elementi radioattivi”. Oggi sappiamo che quelle previsioni erano fondate.

La nuova generazione di centrali, basate su reattori di tipo “evolutivo” (nel nostro Paese dovremmo installare unità EPR da circa 1600 MWe) ha senza dubbio progredito sul terreno della sicurezza, in particolare per i sistemi di emergenza, il contenimento del combustibile, la protezione contro la caduta di un aereo ed altri aspetti ancora. Tuttavia, la possibilità di un grave incidente che, a seguito della fusione del combustibile nucleare, porti all’esterno dell’impianto una frazione ragguardevole dell’inventario radioativo non può ancora essere esclusa, anche se se ne è ridotta la probabilità. Per i lettori con passione per gli aspetti più tecnici segnalo il sito della US Nuclear Regulatory Commission (NRC), http://www.nrc.gov/, all’interno del quale, con una certa pazienza, è reperibile una revisione critica dell’analisi di sicurezza dei reattori EPR.

2. Se un incidente grave dovesse avvenire in un paese con la densità demografica e l’uso intensivo del territorio quale è il nostro, le sue conseguenze, molto probabilmente, non sarebbero fronteggiabili. A mò di esempio, se per puro esercizio mentale si sposta l’incidente di Fukushima (così come si presenta oggi e provocato, semmai, da una diversa causa iniziale, s’intende) sul sito di Caorso (Piacenza), sede di una centrale BWR ormai dismessa, lo scenario che si presenterebbe sarebbe il seguente, seguendo il copione giapponese:

1. l’evacuazione di Piacenza e Cremona, oltre che di altre località importanti;
2. la sottrazione dall’uso agricolo (a causa della contaminazione del terreno, e per un tempo non inferiore a molti mesi) di una porzione di territorio non facilmente stimabile a priori ma verosimilmente valutabile almeno sulla scala del centinaio di km quadrati (si rammenti di quale zona agricola stiamo parlando).

[Per brevità si omettono altri aspetti essenziali dello scenario, quali le conseguenze sanitarie dell’esposizione di decine di migliaia di persone alle radiazioni: la valutazione della portata di ciò può effettuarsi con una serie di ipotesi sulla tempestività della dichiarazione di incidente, dell’evacuazione e del riparo al chiuso, della iodioprofilassi etc., e mediante una conoscenza realistica delle condizioni di diffusione atmosferica al momento del rilascio.] Anche strutture statali più solide delle nostre non reggerebbero all’urto di un evento di questa portata.

3. Sull’affidabilità delle istituzioni chiamate in Italia a garantire la più inflessibile obbedienza ai migliori standard di sicurezza nucleare è lecito nutrire i più gravi dubbi. Tra tutti, basterà ricordare che solo due dei membri dell’Agenzia per la Sicurezza Nucleare, di recentissima istituzione, sono esperti nel campo ove sono chiamati ad operare, essendo gli altri di tutt’altra esperienza. Più in generale, diversi episodi recenti, all’attenzione di tutti, hanno fornito una radiografia non incoraggiante delle capacità di intervento dello Stato in condizioni di emergenza.

4. Tra i diversi argomenti portati a favore dell’opzione nucleare ve ne è uno che non merita diritto di cittadinanza in una discussione basata su argomenti tecnici seri: si tratta dell’argomento secondo il quale, trovandosi in Francia, Svizzera e Slovenia impianti nucleari in esercizio, i cittadini italiani sono comunque soggetti agli eventuali rischi dovuti alle centrali nucleari, senza goderne i benefici, esprimibili in termini economici, di maggiore indipendenza energetica etc. Ora, i reattori esteri più vicini alle nostre frontiere distano dai nostri capoluoghi di provincia ben oltre 100 km: si tratta di una distanza capace di assicurare un cospicua riduzione della contaminazione in aria e al suolo, tale da cambiare radicalmente le conseguenze dell’incidente a paragone di quelle da sopportare entro le prime decine di km dalla centrale. In questo contesto può essere interessante rammentare che il 16 marzo la NRC raccomandò ai propri concittadini residenti in Giappone di allontanarsi da Fukushima per almeno 80 km, basando questa raccomandazione sul calcolo della dose risultante da un gravissimo rilascio che la NRC aveva prudentemente ipotizzato, nell’incertezza allora prevalente sul corso degli eventi.

5. Lo standard delle centrali nucleari attuali, anche di terza generazione, basate su impianti di grande taglia, non permette di garantire che il peggiore rilascio sia contenuto entro limiti modesti ed accettabili. Per ottenere ciò occorrerebbe pensare a reattori di piccola taglia concepiti in modo radicalmente nuovo e basati su sistemi a sicurezza intrinseca. Di tali progetti ve ne sono stati diversi nel passato (anche di concezione italiana), ma l’ economia di scala che ha contrassegnato la fase commerciale dell’impresa nucleare li ha confinati in una posizione del tutto marginale. Non è nelle mie competenze valutare la possibilità che si determini un radicale mutamento di tendenza, negli anni avvenire, nella progettazione e nella costruzione delle centrali nucleari: il trend attuale mi pare che non presenti, tuttavia, soluzioni di continuità rispetto al passato.

Sul tema dell’attuale dibattito sul futuro energetico vorrei concludere con una citazione in versi:

“Per altra via, per altri porti

verrai a piaggia, non qui, per passare:

più lieve legno convien che ti porti.”

Alcune possibili criticità nella situazione di Fukushima - di Eugenio Tabet

In questo post Eugenio Tabet ci parla di alcuni problemi per i quali la situazione a Fukushima potrebbe complicarsi. La cosa curiosa è che non mi sembra che di queso parlino i giornali...

La nota di oggi avrebbe dovuto essere l’ultima di una serie, iniziata alla fine di marzo. La nota era destinata ad una prima riflessione su ciò che possiamo imparare in Italia dall’esperienza del grande incidente in Giappone. La situazione dei 4 reattori a Daiichi era, infatti, definita come sempre “molto grave” (citazione letterale dagli ultimi bollettini IAEA) ma ormai stabilizzata e destinata a vedere, nei prossimi mesi ed anni, una serie molto lunga di azioni degli operatori dell’impianto.

[L’obiettivo di tali azioni è il recupero del controllo della situazione all’interno del contenimento primario, attraverso il ripristino di una normale circolazione dell’acqua di raffreddamento ed una ricognizione accurata dei danni alle strutture, alla strumentazione ed, in primis, al combustibile.]

Si era anche accennato al fatto che, a Fuksuhima, vi era stata, a differenza di Chernobyl, una buona tenuta di alcune delle strutture dedicate ad  isolare il materiale radioattivo dalla biosfera e questa circostanza (assieme ad altre) portava a considerare come realistico un rapporto tra Fukushima e Chernobyl pari a circa 1/10 per  ciò che riguarda l’ammontare del rilascio.

Notizie di stampa di fonte americana danno ora notizia di un rapporto della USNRC - la United States Nuclear Regulation Commission che genererebbe molte incertezze sul percorso prima delineato. Purtroppo questo rapporto non è disponibile on-line, e quindi un’analisi critica degli argomenti qui di seguito riportati non è, per il momento, possibile.

Qui di seguito gli argomenti salienti che formerebbero l’ossatura del rapporto dell’NRC:

1. l’effetto combinato  dell’estesa fusione del combustibile e della formazione  di depositi salini, come conseguenza della refrigerazione con acqua di mare, fanno sì che, verosimilmente, la circolazione dell’acqua di raffreddamento nel nocciolo sia impedita (unità1) o gravemente limitata (unità 2 e 3);
2. è tuttora presente il rischio di ulteriori esplosioni dovute all’idrogeno generato dal contatto dell’acqua marina con le incamiciature del combustibile: la recentissima azione, degli operatori della centrale, di iniettare nel contenimento primario azoto, per inertizzarne l’atmosfera, testimonia di questo rischio;
3. il sovraccarico di peso su vessel e struttura di protezione, associato alle tonnellate di acqua che vi sono state introdotte per sopperire all’arresto della regolare circolazione di routine e  di quella di emergenza, può provocare danni in una misura difficilmente quantificabile, in strutture già fortemente sollecitate dal terremoto dell’11 marzo;
4. il rapporto raccomanda alle autorità di controllo di proseguire con l’aggiunta di Boro all’acqua di raffreddamento. Il Boro è un efficace assorbitore di neutroni e l’azione è mirata a prevenire ritorni di criticità, fenomeno al quale si era dedicato spazio in una precedente nota.

Ciascuno di questi elementi è potenzialmente capace di provocare seri danni all’integrità del contenimento primario e, se ciò dovesse avvenire, la scala delle conseguenze dell’evento di Fukushima  subirebbe un deciso peggioramento.

Questi aspetti rivestono, secondo l’opinione di che scrive, un significato assai più inquietante di altri avvenimenti dall’aspetto indubbiamente sconcertante, quali ad esempio lo scarico in mare di migliaia di tonnellate di acqua debolmente contaminata, proveniente dall’impianto di trattamento dei rifiuti e da altre strutture, per disporre di volumi per lo stoccaggio di acqua ad elevata contaminazione.

Quanto è stato grave l’incidente di Fukushima?

In questo post Eugenio Tabet ci dà delle stime sulla gravità dell'incidente di Fukushima anche in rapporto a quello di Chernobyl

Sul numero del 29 marzo di Nature [471, 555-556(2011)] si accenna a “stime iniziali” per l’evento di Fukushima che darebbero il rilascio totale di materiale radioattivo a 1/10 di quello di Chernobyl, ma non vi è traccia dei fondamenti di quelle stime.

Abbiamo effettuato un calcolo del tutto preliminare sulla base delle considerazioni seguenti:

• le fonti ufficiali (IAEA in primis) danno un grave danneggiamento del combustibile delle tre unità di Fukushima per una frazione non inferiore al 50%
• contrariamente a Chernobyl vi è stata una buona tenuta di alcune delle strutture di contenimento;
• l’autorità di controllo giapponese ha evacuato la zona attorno all’impianto per un raggio di 20 km, aggiungendovi altri 10 km “facoltativi”;
• il colossale fuoco avvenuto nell’impianto di Chernobyl (provocato dall’incendio della grafite-moderatore del reattore-) e la spinta termica verso l’alto del pennacchio radioattivo qui non hanno avuto luogo, mentre una certa prevalenza dei venti in direzione N-E sembra abbia contribuito alla dispersione sull’oceano del materiale rilasciato. Tuttavia siamo ancora ben lontani da una mappatura puntuale della contaminazione al suolo, dalla quale risalire in qualche modo al rilascio.

Per comodità del lettore, si ricorda che il rilascio di Chernobyl è quantificabile nei termini seguenti (in percentuale dell’inventario del nocciolo, con un intervallo che riflette l’incertezza della stima): 100% dei gas nobili, 50-60% dello Iodio, 20-40% del Cesio, 4-6% dello Stronzio e così via fino  ad arrivare al 3.5% del Plutonio e di altri transuranici.

Ovviamente, se si fanno i calcoli, il rilascio è di livello 7 (il più alto) nella scala INES dell’IAEA. Occorre però rammentare, per meglio apprezzare le considerazioni che seguiranno, che la scala INES è una scala di intervalli per ordini di grandezza, costruiti valutando i valori dei rilasci espressi in termini di iodio equivalente: in altri termini si sommano tutti i nuclidi dispersi nell’ambiente assegnando a ciascuno un peso dato dal rapporto tra il proprio fattore di dose e quello dello iodio, per pervenire così ad una stima bilanciata ed espressiva del rilascio. Chernobyl, situato al livello 7, è comprensibilmente molto più in alto del limite inferiore dell’intervallo al quale appartiene, che accomoda sia i rilasci molto gravi che quelli catastrofici.

Qui, per Fukushima, si sono assunte le seguenti ipotesi:

tranne i gas nobili, ai quali si assegna ancora la frazione di rilascio1, si suppone che sia stato rilasciato, complessivamente dai 3 reattori danneggiati, il 5% dello iodio, il 2% del Cesio fino al 0,03% dei transuranici.

Il calcolo mostra che l’incidente raggiungerebbe anch’esso il livello 7 della scala INES, anche se va ricordata la precisazione fatta poc’anzi.

Se si calcolano le dosi corrispondenti a queste frazioni di rilascio, in una situazione metereologica media, è interessante osservare che a fino a 20-30 km si superano i valori raccomandati internazionalmente per l’evacuazione della popolazione, scendendo poi, al crescere della distanza, a valori al di sotto dei 10 mSv (le dosi sono da inalazione + irraggiamento dalla nube + irraggiamento dal suolo per un’esposizione di 4 giorni).

Quando si avranno dati coerenti sulla contaminazione delle aree attorno a Fukushima sarà istruttivo confrontarli con le previsioni di questo calcolo (del quale si ribadisce il carattere preliminare) che, ad esempio, assegnano  alla contaminazione da Cesio-137 valori attorno a 80 kBq/m ² a distanze attorno ai 40 km dal sito nucleare.

In assenza di una mappatura accurata della contaminazione (della quale, da tempo, si dispone per Chernobyl, circostanza questa che permise di stabilire una correlazione certa tra assunzione di iodio e tumori alla tiroide), è oggi impossibile fare una stima anche solo qualitativa delle conseguenze sanitarie dell’incidente. Se, da una parte, deve destare preoccupazione l’alta densità della popolazione, dall’altra è essenziale disporre di dati sulla effettiva dispersione del materiale radioattivo dovuta alla diffusione in atmosfera.

In ogni caso le settimane dello Iodio volgono al termine e, come l’esperienza ucraina ci ha insegnato, inizia la difficile  e lunga stagione del Cesio, con il carico economico e sociale (oltre che sanitario) che esso comporta.

Terzo appuntamento su Fukushima di Eugenio Tabet: la salute degli addetti e una ipotesi per capire cosa sia successo

Un aspetto molto importante del problema è la questione delle dosi di radioattività che sono state ricevute dai lavoratori dell’impianto. La TEPCO, esercente dell’impianto, ha finalmente diffuso i dati sull’esposizione dei lavoratori che dall’11 marzo sono impegnati nel tentativo di riportare sotto controllo i reattori di Fukushima. 21 tecnici hanno ricevuto una dose tra 100 e 250 mSv, nessuno ha superato la soglia di 250 mSv stabilita per gli interventi di emergenza. Per avere un termine di raffronto, si ricordi che qualche decina di mSv è il limite inferiore della dose stabilita per l’evacuazione della popolazione.

Proseguono le operazioni per il controllo della temperatura e della pressione del contenimento primario, anche con l’ausilio della US Navy. Sono state sparse sulla piscina di stoccaggio del combustibile esaurito dei reattori dell’impianto migliaia di litri di una sostanza che dovrebbe prevenire la dispersione in atmosfera di particelle rilasciate dal combustibile, evidentemente seriamente danneggiato

LA CONTAMINAZIONE AMBIENTALE. Il dato forse più serio riguarda la contaminazione delle acque di falda nella zona sottostante l’impianto: i valori misurati corrispondono a 430 kBq/l per lo Iodio 131, ovviamente di vari ordini di grandezza oltre il livello di riferimento. Per il resto, le misure sono ancora piuttosto erratiche, e, fatta eccezione per l’elevata contaminazione delle acque marine prospicienti l’impianto, dovuta allo sversamento diretto in mare di acqua di raffreddamento dell’unità 2 (causato da una perdita ora individuata), non vi sono dati di particolare significato.

In quattro prefetture situate nell’area attorno all’impianto sono ancora in vigore provvedimenti di blocco del consumo di vegetali. Non sembrano esservi problemi nel consumo di latte, poiché la stagione non avanzata fa sì che il nutrimento delle mandrie avvenga con foraggio insilato, non soggetto alla deposizione di contaminazione dai rilasci di Fukushima.

UNA IPOTESI SU COSA SIA SUCCESSO. E’ stato ipotizzato dal fisico F. Dalnoki-Veress (ringrazio Barbara Caccia dell’ISS per avermi segnalato il lavoro) che siano avvenute, per 3 giorni a partire dal 13 marzo, escursioni di criticità, vale a dire vere e propri inneschi della reazione a catena, associate alla refrigerazione dell’unità 1 con acqua di mare.

L’idea è la seguente: l’11 marzo in tutti i reattori di Fukushima la reazione a catena è stata spenta mediante l’inserimento programmato delle barre di controllo. La perdita successiva dell’acqua di refrigerazione, dovuta all’interruzione della pompe per la ricircolazione di emergenza ed all’evaporazione a causa della salita in temperatura ha, comunque, privato i reattori del moderatore (l’acqua, appunto), indispensabile perché si possa sostenere la reazione nucleare a catena. Quando si è deciso di tentare il raffreddamento del nocciolo con acqua di mare, per evitare il surriscaldamento del combustibile, si sarebbero ricreate (nel combustibile danneggiato) le condizioni per avere di nuovo, localmente, configurazioni critiche (acqua + uranio) capaci di dare luogo a transienti nucleari che si spegnevano per perdita di geometria e/o per la perdita dell’acqua dovuta al calore prodotto nella reazione a catena, salvo riaccendersi sucessivamente dando luogo ad una sequenza analoga. Su cosa basa Dalnoki-Veress questa ipotesi? Su due elementi (che, tuttavia, non sono riuscito a verificare): 

(a) la TEPCO ha affermato di avere misurato una consistente emissione di neutroni in direzione sud-ovest dai reattori 1 e 2 per 3 giorni dal 13 marzo; (

b) la TEPCO ha fornito i dati di contaminazione dell’acqua marina che è stata fatta ricircolare per la regrigerazione dell’unità 1. 

I valori del Cloro-38, (un isotopo del Cloro a breve tempo di dimezzamento, che si ottiene per cattura neutronica da parte del Cloro-37 stabile, abbondantemente presente nell’acqua marina), sono molto alti, e ci si chiede che cosa abbia dato luogo ad un flusso di neutroni talmente elevato da giustificarli. D-V argomenta che l’altra possibile sorgente di neutroni (la fissione spontanea di elementi transuranici) è largamente insufficiente per rendere conto del Cloro-38 misurato e che quindi, verosimilmente, solo neutroni prodotti dal reinnesco su larga scala di processi di fissione potrebbero giustificare i valori misurati.

Rimane difficile capire come, nel reattore di Fukushima, si siano create queste zone di escursione critica in presenza delle barre di controllo (almeno così si suppone, se non sono state espulse per il danneggiamento del nocciolo), ma l’ipotesi merita di essere segnalata per il suo interesse intrinseco. Un errore di misura nella valutazione dell’attività del Cloro-38, che decade con un beta in Argon-38 (stabile) è un’altra possibilità.

UN PRECURSORE NATURALE DI QUESTO EVENTO 2 MILIARDI DI ANNI FA

Va ricordato che, in altre condizioni, un fenomeno di oscillazioni periodiche di criticità è avvenuto naturalmente due miliardi di anni fa, ad Oklo (Gabon), quando un deposito di uranio fu inondato da acqua sotterranea e si crearono le condizioni per una reazione a catena “oscillante”, un reattore naturale durato centinaia di migliaia di anni

Allora (cosa fondamentale) l’uranio era arricchito nell’isotopo fissile 235 a valori simili a quelli degli attuali reattori ad acqua leggera (attorno al 3%), mentre oggi l’Uranio-235 (al quale si deve la reazione a catena) è presente solo per lo 0.7% nell’uranio naturale, a causa del suo tempo di dimezzamento, lunghissimo ma di oltre sei volte più breve di quello dell’isotopo 238 (abbondanza oltre il 99%) oggi dominante. Per ottenere con l’attuale composizione dell’Uranio una ripetizione spontanea del reattore di Oklo occorrerebbe che l’acqua sotterranea fosse D₂O.

Nella prossima nota (l’ultima della serie, se non vi saranno, come si spera, fatti nuovi eclatanti), si tenterà di fare un’ipotesi sull’entità complessiva del rilascio dai 4 reattori di Fukushima-Daiichi e si esporrà un ragionamento sul siting in Italia di impianti nucleari.

Un altro aggiornamento di Eugenio Tabet su Fukushima

Sono stato molto impegnato in questi giorni e quindi pubblico un pò in ritardo il secondo intervento di Eugenio Tabet per chi non legge la pagina del caffèscienza di Firenze  "atomic-cafè". Ci sono al solito degli spunti molto interessanti e soprattutto di cui non si sente parlare molto nei giornali.

A favore dei tecnici che si adoperano per riprendere il controllo dell’impianto gioca la circostanza seguente: una volta spento il reattore, mano a mano che passa il tempo, come si vede dalla figura, il calore generato ogni secondo dentro il combustibile dal decadimento dei prodotti della fissione nucleare diminuisce sensibilmente. Ovviamente questa differenza è massima nei prini giorni, poi si attutisce sempre di più. Si passa dal 7% del valore della potenza termica del reattore al momento dello spegnimento a un pò meno del 2 per mille dopo 15 giorni e a poco più dell’un per mille dopo trenta. Poi,  però,  il calo è sempre più lento (vedremo in un’altra occasione le ragioni di ciò), così che dopo un anno il calore di decadimento generato in un secondo da un reattore di taglia standard è ancora pari alla notevole potenza di quasi 700 kW. In altri termini, il calore che occorre asportare per impedire la fusione degli elementi di combustibile, con le conseguenze di cui si è parlato in altra occasione, diminuisce con il tempo e questo può rendere meno difficile l’azione delle squadre di intervento. Ciò, però, vuole anche dire che la sorveglianza dell’impianto non può essere interrotta neanche dopo tempi lunghi.

Diminuiscono i valori della temperatura all’interno del contenimento primario del reattore n. 1, ma crescono quelli relativi al n. 2. L’acqua di refrigerazione viene immessa in tutti i reattori (attraverso diverse vie) o mediante pompe temporanee alimentate da diesel o sistemi elettrici provvisori. Per avere un’idea di che cosa si tratti, si rammenta che le portate in gioco sono attorno a 7-8 m³/h.

Le misure radiometriche mantengono lo stesso carattere di non sistematicità e incerta significatività che ha caratterizzato l’intero arco di tempo a partire dall’innesco dell’incidente. 

Tuttavia vi sono dati che mettono in evidenza che:

a. la contaminazione al suolo è spazialmente molto disomogenea (cosa non sorprendente)

b. vi sono delle “macchie” dove si raggiungono valori piuttosto alti, quali un picco,per la deposizione integrata, di 25 MBq/m² di Iodio 131 (1 MBq è pari ad un milione di Bq) e di 3.7 MBq/m² di Cesio 137 (il rapporto Iodio-Cesio potrebbe indicare che i rilasci provengono dal nocciolo dei reattori piuttosto che dagli elementi di combustibile immagazzinati nella piscina del reattore n.4).

E’ plausibile che i valori di picco siano associabili a precipitazioni locali, capaci di trascinare al suolo materiale radioattivo (anche in Italia ai tempi di Chernobyl proprio a causa di piogge intense e circoscritte, in alcuni luoghi si sono registrati valori sopra la media della radioattività, NdR)

Non è agevole, per usare un eufemismo, disporre di dati sull’esposizione dei lavoratori impegnati nel tentativo di riportare l’impianto sotto controllo. Eppure solo un’informazione puntuale permetterebbe di fugare il sospetto che si possa ripetere il dramma dei vigili del fuoco e dei primi liquidatori sovietici di Chernobyl. Non bisogna tuttavia illudersi che i margini nell’ intervento siano diversi da quelli che, in realtà, sono.

Aggioramento della situazione a Fukushima - di Eugenio Tabet

Con l'associazione Caffèscienza di Firenze, di cui sono socio, stiamo cercando di fare una pagina con degli aggiornamenti sulla situazioe di Fukushima, consci del fatto che sui giornali generalisti italiani le notizie non essendo "filtrate" da esperti non sono spesso molto chiare. Fra chi collabora con noi  c'èl il Dr. Eugenio Tabet, un fisico che ha lavorato fra l'altro all'Istituto Superiore di Sanità ed è un eccellente esperto in materia.

Pubblico volentieri il suo primo contributo, seguito alla interessantissima serata del caffèscienza straordinario in materia di venerdì 25 marzo, data a cui si riferisce la situazione in figura. Lo ringrazio a nome anche di tutti i lettori di scienzeedintorni.

Questa è atomic-caffè, la pagina di Caffèscienza Firenze sulla quale contiamo di inserire aggiornamenti e notizie varie

La situazione dell‘impianto, descritta nella tabella che riporta lo stato dei 4 reattori al 25 marzo visibile in figura, presenta oggi alcuni cambiamenti:

Nel reattore n. 1 vi è un aumento della pressione e della temperatura nel recipiente in pressione.

Nei reattori 1, 2 e 3 si è trovata acqua contaminata, in diversa misura, nelle vicinanze dell’edificio turbina. Valori decisamente alti sono stati trovati per il reattore 2, mentre per il 3 la misura non è stata effettuata. I valori trovati indicano che l’acqua è stata in contatto con combustibile seriamente danneggiato, probabilmente fuso, e che è arrivata all’edificio turbina in modo ancora sconosciuto.

Il meccanismo di contaminazione è quello noto: l’acqua nel contenimento primario entra in contatto con materiale fuso dal quale assorbe materiale radioattivo (non è nota la miscela di radionuclidi presente) e, se trova una via di fuga, in altri termini se si è in presenza di una perdita, trasporta altrove la contaminazione (i livelli trovati sono davvero alti, corrispondenti, misurati al pelo dell’acqua, ad un’esposizione pari a 1 Sievert/h (qualche Sievert corrisponde ad una dose letale-). Tutto ciò non depone certamente a favore del buono stato del nocciolo e del contenimento primario.

Le misure radiometriche appaiano, come in precedenza, erratiche, scarse e difficilmente correlabili con la distanza. I valori più alti sono dell’ordine dei 20 kBq/m² (1 kBq è eguale a 1000 Bq) per lo Iodio-131 (per ciò che riguarda la contaminazione al suolo) e di meno di 1kBq/m² per il Cesio-137.

Si tratta di valori non elevatissimi, paragonabili a misure in Italia dopo Chernobyl. Per le tracce di Plutonio si cerca conferma che si tratti di rilasci dall’impianto e non di residui del fall-out. Ora, malgrado la circostanza che i fattori di dose per il Plutonio sono di circa 4 ordini di grandezza più grandi (per l’inalazione) di quelli per lo Iodio o il Cesio, fortunatamente la quantità relativamente ridotta del Plutonio nel nocciolo e la sua minore volatilità dovrebbero “compensarne” la maggiore radiotossicità (in circostanze “normali”). Verosimilmente Iodio, Cesio ed altri prodotti di fissione restano, in altri termini, la maggiore sorgente di rischio per la popolazione.

Tutti gli organismi internazionali confermano la gravità della situazione, l’evoluzione della quale, a quasi venti giorni dall’inizio dell’incidente, rimane veramente incerta. Lo scenario peggiore, che purtroppo non può essere escluso, può prevedere, in uno o più reattori, un’estesa perdita dell’integrità del contenimento primario (che in qualche caso è verosimile che sia già avvenuta, in misura sconosciuta) con conseguente inevitabile rilascio all’ambiente di colossali quantità di materiale radioattivo.

Se ciò dovesse avvenire, le conseguenze, in un Paese popolato come il Giappone, con una densità di popolazione pari a oltre 7 volte quella della Bielorussia e 4 volte quelle dell’Ukraina (sede di Chernobyl) si collocherebbero su di una scala senza precedenti.