a cura di Sara Martini e Gianni Nocchi

A pochi giorni dal drammatico 35° anniversario del disastro nucleare di Chernobyl, il reattore n. 4 torna a far paura.
I dettagli tecnici in merito alla faccenda di certo non fanno presagire nulla di buono, ma c’è qualcosa che Mondo in Cammino e suoi soci possono fare: donare.
Da sempre uno dei nostri obiettivi principali è, infatti, quello di fornire cibo pulito ai bambini che frequentano le scuole nei territori a ridosso della zona di esclusione e ora più che mai dobbiamo sostenere questo progetto.

Attualmente è l’unica alternativa e difesa che possiamo offrire loro, per questo motivo è importantissimo l’intervento di noi soci, affinché sia garantito il fondamentale diritto a dei pasti non contaminati.

In merito ai recenti fatti che riguardano il reattore n. 4, vi proponiamo il seguente approfondimento a cura del nostro socio Gianni Nocchi.

Nuovi problemi per il reattore numero 4 della centrale di Chernobyl: nonostante il vecchio sarcofago in cemento ed acciaio, costruito nei mesi successivi all’incidente del 1986 e in precarie condizioni da molti anni, sia stato coperto nel novembre 2016 dal nuovo New Safe Confinement (NSC), all’interno del reattore 4 il combustibile nucleare è ancora presente, e ha dato dei segnali allarmanti di aumento della reattività neutronica (con conseguenti fissioni nucleari).

Per usare le parole di Richard Stone, autore dell’esauriente articolo pubblicato sulla rivista Science il 5 Maggio 2021, la situazione del combustibile nucleare “è come la brace in un barbecue.” [1]

Dopo l’esplosione e lo scoperchiamento del reattore nella notte del 26 aprile 1986, il combustibile nucleare si è fuso e date le altissime temperature raggiunte (oltre i 2000°C) e l’alta densità, ha formato quello che in gergo tecnico viene chiamato Corium, Corio, ovvero la miscela semisolida del combustibile nucleare di un reattore, che potrebbe ricordare lava vulcanica, dalla massa di circa 170 tonnellate costituenti il 95% del combustibile originario del reattore 4. [2, 8]

Questa lava è sprofondata sotto il basamento primario del reattore, colando in modo incontrollabile attraverso tubazioni, corridoi e tutto quello che si è trovata davanti.

Per questo motivo, come ricostruito nella famosa serie HBO “Chernobyl” del 2019, si è dovuto in tutti i modi svuotare i serbatoi di acqua di raffreddamento – che per errore progettuale nei modelli sovietici dei reattori di grande potenza RBMK-1000, erano stati collocati nelle vicinanze del fondo del nocciolo. [4]

Immagine 1: vista aerea del reattore 4 dopo l’esplosione. [3]

Se la lava fosse penetrata in questi serbatoi non ancora svuotati, l’acqua contenuta si sarebbe vaporizzata all’istante, superando la temperatura critica del fluido creando un’esplosione ancora più potente di quella iniziale, distruggendo ciò che rimaneva del reattore 4 e sicuramente interessando l’adiacente reattore 3, distruggendolo e forse, nella peggiore delle ipotesi, interessando anche i reattori 1 e 2 distanti poche centinaia di metri nello stesso edificio (infatti i 4 reattori erano in linea a blocchi di 2). [5]

Un effetto che, può descrivere come l’esplosione di una pentola a pressione delle dimensioni di un palazzo civile, con conseguente rilascio massivo ed imponente di altro materiale radioattivo in atmosfera.

Fortunatamente ciò non è avvenuto, perché i serbatoi sono stati svuotati inviando personale, che a rischio della propria vita, si è immerso nelle acque di raffreddamento di questi serbatoi, oramai radioattive, per aprire manualmente la valvola che permettesse alle pompe esterne all’edificio del reattore di svuotare i suddetti serbatoi. [6]

In secondo luogo, la lava durante il suo percorso si è raffreddata (relativamente) e si è solidificata in varie stanze e tubazioni, creando la tristemente famosa “zampa di elefante” ovvero la colata del Corio (chiamata gergalmente così per la somiglianza con l’arto anteriore del mammifero terrestre), che a tutt’oggi è presente dove ha cessato la sua discesa.

Fin dalle prime analisi a distanza con mezzi controllati da remoto per l’altissima radioattività e il calore che non avrebbe potuto far avvicinare nessun essere umano al Corio, il timore di una fissione autosostenuta del combustibile nucleare ha turbato gli scienziati di tutto il pianeta che si sono occupati delle conseguenze del disastro.

Immagine 2 [7]

Nonostante siano passati più di 35 anni dall’incidente, le criticità nucleari all’interno del Corio sono ancora presenti e, negli ultimi giorni, i sensori posizionati intorno ad esso hanno monitorato un numero crescente di flussi neutronici che in alcuni punti sono quasi raddoppiati negli ultimi 4 anni, un segnale che indica come all’interno di esso siano in atto delle fissioni nucleari. [8]

Ciò significa che il combustibile nucleare del reattore 4 non è stabile, e potrebbe creare altre fuoriuscite di radioattività, anche se non dell’entità del disastro del 1986. [1]

Appunto, proprio “come la brace in un barbecue”.

Ovvero un “fuoco” non ancora spento, ma che in certi punti presenta ancora focolai di combustione (criticità).

In gergo tecnico, con criticità, si intendono fenomeni di flussi neutronici che portano a fissioni nucleari spontanee all’interno del Corio, quindi un aumento di attività nucleare.

Le criticità sono purtroppo un fenomeno cronico nel Corio quanto lo sono le fissioni spontanee. Vanno e vengono producendo una radioattività al 99% di brevissima emivita (millisecondi, secondi, minuti, ore) ma sempre cospicua. [8]

Basta sapere che un episodio di criticità che fissiona soltanto 1 microgrammo di Uranio-235 (2,5615 atomi, ovvero più di 2 milioni e mezzo di miliardi di atomi) genera 8,414 Bq, ovvero quasi un milione di miliardi di Bq, decadimenti nucleari). [8]  

Desta pertanto sempre preoccupazione un loro possibile intensificarsi con eventuali cospicui rilasci di radioattività.

Al momento gli scienziati ucraini si stanno affrettando a determinare se le reazioni di fissione si arresteranno oppure richiederanno interventi straordinari per evitare un altro incidente.

I principali problemi dell’instabilità del Corio sono la sua composizione nucleare [10] e l’acqua piovana – che il precario sarcofago eretto nei mesi successivi all’incidente ha permesso di far entrare all’interno di ciò che rimaneva del reattore 4.

Il New Safe Confinement (NSC) ha il fondamentale ruolo di non far penetrare l’acqua piovana, rendere l’ambiente in depressione per evitare le eventuali fughe di radioattività, e per garantire uno spazio di lavoro al decommissioning dell’intera struttura distrutta nel 1986. [11]

Per tenere sotto controllo l’instabilità del Corio, uno dei metodi da tempo usati è quello di irrorarlo di Nitrato di Gadolinio, che assorbendo neutroni, li sottrae alle fissioni nucleari. [1, 12]

Ma anche questo metodo sta diventando obsoleto, sia perché questo composto chimico non può penetrare in tutte le stanze che contengono parti del Corio, sia perché non può penetrare all’interno di una parte consistente del Corio (solida) nella stanza 305/2, e sia perché parti del Corio nei vari punti dove si sono arrestate sono sepolte da detriti. [1]

La presenza di Zirconio che costituiva l’involucro del combustibile nucleare, la sabbia gettata sul reattore distrutto, la grafite rimanente e l’acqua piovana penetrata rendono il Corio instabile, aumentando le criticità, i flussi neutronici e quindi le fissioni nucleari con aumento di radioattività.

L’acqua è sempre stata il terrore dei tecnici che si sono occupati del Corio. Essa può moderare i flussi neutronici ed aumentare le criticità, ed al tempo stesso, per l’enorme calore sviluppato dalle fissioni nucleari, trasformarsi in vapore (creando esplosioni di vapore) contaminato da radionuclidi, e diffondere all’esterno ulteriore radioattività.

Affrontare la minaccia della nuova criticità del Corio e quindi delle relative fissioni del combustibile nucleare appena scoperta è una sfida imponente per i tecnici. I livelli di radiazioni nella stanza 305/2 impediscono di avvicinarsi abbastanza per installare i sensori. Spruzzare nitrato di gadolinio su parti del Corio non è possibile, poiché sono sepolte sotto i detriti della struttura. [1]

Molte ipotesi sono al vaglio dei team di lavoro, ma quello che possiamo dire con certezza, è che “l’affaire Tchernobyl” ovvero la Questione Chernobyl, non appartiene per niente al passato. È attualissima e minaccia ancora una volta la salute di centinaia di migliaia di persone che vivono nel raggio di decine e centinaia di chilometri dal complesso elettronucleare ucraino.

Note:
[1].        Richard Stone, ‘It’s like the embers in a barbecue pit.’ Nuclear reactions are smoldering again at Chernobyl. May 5, 2021, doi:10.1126/science.abj3243 https://www.sciencemag.org/news/2021/05/nuclear-reactions-reawaken-chernobyl-reactor
[2]          INSAG-7, The Chernobyl Accident, Updating of INSAG-1: A Report By the International Nuclear Safety Advisory Group written by International Nuclear Safety Advisory Group (Austria: International Nuclear Safety Advisory Group, 1992, originally published 1992), 148 page(s).
https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub913e_web.pdf
[3]          Soviet Authorities, http://new.chnpp.gov.ua/eng/photorama.php?lng=en, original filename is Helicopt03_05_86_1.jpg (55 Kb), access 23 June 2008.
[4]          Capitolo 1, 2 e 3 dell’allegato II del documento citato nella nota 2.
[5]          Documento citato nella nota 2.
[6]          Documento citato nella nota 2, capitolo 1 dell’allegato II.
[7]          Artur Korneyev, Deputy Director of Shelter Object, viewing the “elephants foot” lava flow at Chernobyl, 1996. (Photo: US Department of Energy), https://www.atlasobscura.com/articles/the-famous-photo-of-chernobyls-most-dangerous-radioactive-material-was-a-selfie.
[8]          Nota 1 e https://aipri.blogspot.com/2019/04/tchernobyl-33-ans-apres-risque-toujours.html
[9]          Mikhail V. MALKO, The Chernobyl Reactor: Design Features and Reasons for Accident, Joint Institute of Power and Nuclear Research, National Academy of Sciences of Belarus Krasin Str.99, Minsk, Sosny, 220109, Republic of Belarus: mvmalko@malkom.belpak.minsk.by
[10]       https://aipri.blogspot.com/search?q=inventaire+radiologique
[11]       https://www.bechtel.com/projects/chernobyl-shelter-and-confinement/, https://www.vinci-construction-projets.com/en/realisations/chernobyl-new-safe-confinement/, https://www.ebrd.com/what-we-do/sectors/nuclear-safety/chernobyl-new-safe-confinement.html, https://www.mammoet.com/cases/Arch-over-Chernobyl/
[12]       https://amslaurea.unibo.it/10474/1/Fattibilita_della_misura_.pdf

a cura di Sara Martini e Gianni Nocchi

One thought on “CHERNOBYL – “Come la brace in un barbecue””

  1. Grazie Sara e Gianni. Articolo molto interessante anche se “difficile” dal punto di vista tecnico-scientifico. Molto preoccupante dal punto di vista socio-sanitario. Comunque bravi. Complimenti!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.