Martedì 05 Ottobre 2010 08:06

A proposito della sicurezza nucleare

Scritto da salvatorei

di Roberto Paggi

Aldous Huxley nella prefazione al libro “La Razza, Analisi di un mito”, dell’antropologo M.F.A. Montagu, scrive testualmente a sostegno delle argomentazioni scientifiche dell’autore che negano ogni valore oggettivo del razzismo: “(…) E mentre i più sostengono che i fatti parleranno da soli , l’autore mette in chiaro che i fatti sono in tutto simili ai fantocci del ventriloquo e possono essere usati per giustificare qualsiasi azione che faccia appello alle passioni socialmente condizionate degli interessati.”

E’ questa la situazione psicologica che scoraggia chiunque si appresti a parlare di nucleare: della sua convenienza e della sua sicurezza, sia dal punto di vista della improbabilità di guasti pericolosi , sia della inesistente incidenza sul peggioramento della salute dei viventi a causa delle radiazioni emesse. Limitandoci all’aspetto “sicurezza”, chi scrive, come l’antropologo Montagu si atterrà ai fatti, riportando dati oggettivamente rilevati e riportati da rapporti internazionali. Un primo dato accertato e riscontrabile facilmente è il seguente: su più di 14.000 anni x reattore di funzionamento, compreso Chernobyl, (Three Mile Island non provocò neanche una vittima ) si sono avuti dal 1969 al 2000 0,01 vittime per GW*anno di energia prodotta, contro una media di 0,78 di tutto il settore energia. Come si vede, quasi due ordini di grandezza. A titolo di cronaca, la norma ferroviaria CEI EN 50126 ammette come accettabile una mortalità per incidente nei sistemi trasporto pari a 10-5 decessi /persona*anno. Il nucleare, per essre appena accettabile dovrebbe darne…. zero tondo, tondo. Va aggiunto che mentre l’incidente di Three Mile island è ascrivibile in qualche modo alla casualità, sia pure limitatamente all’interno di un progetto e di un esercizio non proprio perfetti, e quindi può rientrare nella statistica, l’incidente di Chernobyl è accaduto perché deliberatamente provocato e reso possibile da una tecnologia superata che non teneva in conto la sicurezza come obiettivo primario dell’esercizio. Entrambi sono in ogni caso due eventi irripetibili. Per chiarezza di chi legge, si riportano in sintesi i due eventi.

A Three Mile Island, nonostante il serio danneggiamento del nocciolo del reattore, non vi furono danni alle persone , né emissioni radioattive di qualche significatività verso l’esterno.

Le cause dell’incidente furono sostanzialmente due:

  •  
    • l’inceppamento di una valvola di sicurezza del pressurizzatore primario che rimase aperta e il difetto di progettazione del sistema controllo che non fu in grado di segnalare il guasto meccanico
    • un errore procedurale umano che portò alla “dimenticanza” di aprire le saracinesche che avrebbero consentito alle pompe di ausiliarie di alimentazione del circuito secondario di reintegrare l’acqua evaporata. Entrambi le cause, che allora potettero apparire come ineluttabili, sono ormai del tutto impensabili alla luce delle nuove tecnologie. Più emblematica è la irripetibilità dell‘incidente di Chernobyl.

Esso fu dovuto essenzialmente ad un capriccio. Per motivi che nulla avevano di “tecnico”, si voleva verificare che nel caso fossero venute a mancare l’alimentazione elettrica ausiliaria esterna e il vapore della turbina, gli ausiliari e le sicurezze potesse essere alimentati provvisoriamente, fino all’entrata in funzione dei gruppi diesel di riserva, dall’inerzia del gruppo alternatore-turbina: un capriccio politico vero e proprio. La prova durò varie ore e per eseguirla furono quasi completamente estratte le barre di controllo il cui ripristino, si sapeva, sarebbe stato eccezionalmente lento con quella tecnologia anche per quei tempi: 20 secondi invece di 2. Quel reattore non era concepito come fail-to-safe, ovvero auto estinguente al crescere della temperatura: la sicurezza era tutta delegata al controllo delle barre che per consentire l’esperimento erano state estratte. Poiché durante il test, la mancanza di erogazione del vapore verso la turbina avrebbe portato al riscaldamento del nocciolo, furono messe in funzione tutte le otto pompe di circolazione allo scopo di raffreddarlo: metà alimentate dal gruppo turbo e metà dalla rete esterna. In questo modo, veniva però a mancare qualsiasi margine:qualsiasi aumento di temperatura e/o diminuzione della portata avrebbe portato al riscaldamento della parte bassa del nocciolo e quindi ad un aumento, a causa del tipo di progetto, della reattività. Ciò che puntualmente accadde: chiusa la valvola di ammissione del vapore in turbina, il gruppo rallentò e rallentarono anche le pompe di circolazione. L’esperimento era fallito: l’operatore azionò a mano l’arresto di urgenza, ma la lentezza della caduta della barre provocò un aumento della reattività nella parte bassa del nocciolo e la potenza salì bruscamente oltrepassando di molte decine di volte la potenza nominale e quindi ci fu l’esplosione. Anche il personale “tecnico” non era particolarmente esperto: il direttore di centrale , Briuchanov aveva esperienza di centrali a carbone, il capo ingegnere Fomin proveniva anche lui da centrali convenzionali, l’ingegnere capo dei reattori 3 e 4 Diatlov aveva esperienza solo di piccoli reattori tipo WER. La sicurezza, nucleare e no, è fatta anche dall’impiego di personale adeguato, a cominciare dalla progettazione. Per i motivi psicologici già accennati all’inizio, all’industria nucleare si richiede un livello di sicurezza che non si richiede a nessun altra attività umana.. Dal punto di vista delle applicazioni, il termine italiano “sicurezza” comprende i due termini anglosassoni “safety” e “security”. Col primo termine, safety, si intende l’insieme di tutti quei mezzi tecnici e organizzativi messi in atto nell’intero ciclo di vita dell’impianto per salvaguardare le persone e l’ambiente dalle emissioni radioattive derivanti da situazioni anomale, quali gli incidenti, o situazioni di complessa soluzione, quali gli stoccaggi di materiali di lunghissima vita radioattiva. Col termine security si comprende l’insieme di tutte quelle misure che servono prevenire tutti gli eventi di natura esterna che possono compromettere il regolare funzionamento dell’impianto. L’evoluzione della Safety ha contemplato l’evoluzione di tutti sistemi per il funzionamento e la protezione del reattore e per il confinamento dei prodotti radioattivi all’interno dell’impianto per ogni possibile condizione operativa, ovvero:

  1. Evoluzione degli strumenti di analisi e sistemi messi a punto durante la progettazione; a questo riguardo, si deve mettere in risalto che negli ultimi anni, grazie all’enorme aumento delle capacità di elaborazione dei computer, raggiunta già da qualche decennio, si sono potuti mettere a punto sistemi software simulazione di processo che permettono di raggiungere livelli di affidabilità dei componenti e dei sistemi, inimmaginabili prima. Coordinando nei programmi di simulazione le caratteristiche fisiche dei materiali impiegati, le sollecitazioni a cui vengono sottoposti, il loro degrado nel tempo dovuto anche alle radiazioni e le inevitabili incertezze insiti nei processi realizzativi, si possono raggiungere livelli di probabilità di accadimento degli incidenti inferiori a 1 ogni milione di anni. In realtà, il limite non è un limite teorico, ma è un limite raggiungibile con risorse ritenute “normalmente applicabili”. Se è pur vero che all’industria nucleare, unico caso, si richiederebbe, probabilità di incidente zero, già in sede teorica, è chiaro che tale obiettivo sarebbe raggiungibile solo con risorse e costi infiniti. E ciò dovrebbe apparire assurdo a qualsiasi osservatore. Si può tuttavia affermare con tutta tranquillità che con le centrali di terza generazione – accennerò nel seguito che cosa si intende – a merito della loro concezione, progettazione e gestione, la probabilità di un evento catastrofico, anche se sapientemente programmato come a Chernobyl, ha una probabilità di occorrenza dell’ordine di un caso ogni 100 milioni di anni. Dal punto  di vista  del pericolo della radioattività emettibile nell’ambiente circostante da una centrale nucleare, essa è dell‘ordine da 0.001 a 0.02 milliSiviert. Il Siviert è l'unità di misura della dose equivalente di radiazione nel Sistema Internazionale ed è una misura degli effetti e del danno provocato dalla radiazione su un organismo. Dovrebbe essere  sufficiente un paragone con la tabella riportata sotto per essere tranquillizzati.

    causa naturale o pratica medica dose equivalente
    fondo naturale di radiazione per anno (media)   2,4 mSv
    massima dose di fondo naturale per anno (Ramsar) 260 mSv
    radiografia convenzionale 1 mSv
    tomografia computerizzata 3 ~ 4 mSv
    TV e computer 0.01 mSv
    PET, tomografia ad emissione di positroni 10 ~ 20 mSv
    Esposizione interna da radon 2.0 mSv
    scintigrafia 10 ~ 20 mSv
    radioterapia 10 ~ 40 Sv


    Per quanto riguarda la gestione delle scorie, che si presenta nelle fasi di ricarica del combustibile e della dismissione e  a cui l’opinione pubblica resta più sensibile, è giusto dare le necessarie delucidazioni , tenendo conto dei dati e dei fatti reali. La tecnologia attuale consente di effettuare la dismissione e lo smaltimento delle scorie senza rischi: nel mondo, sono state eseguite senza inconvenienti 14 smantellamenti e sono ne stati avviati altri 40.  Con la tecnologia attuale, la gestione delle scorie di bassa e media radioattività[1], ossia più del 90% delle scorie, è divenuta pratica corrente: le scorie vengono ridotte di volume, vengono condizionate, cioè chiuse in recipienti non degradabili e immagazzinate in depositi di calcestruzzo che garantiscono l’isolamento per il tempo necessario. Per quanto riguarda le scorie il cui tempo di decadimento è lungo o lunghissimo, la tecnologia sta evolvendo in due direzioni: a) stoccaggio definitivo di lunghissimo periodo come avviene in Svezia e in Finlandia, dove sono individuati siti a 500- 1000 metri di profondità, in aree stabili esenti da sismi, senza infiltrazioni di acqua e nei quali il calore proveniente dal decadimento delle scorie è smaltito per via naturale, senza alterare la struttura del sito.  b) riprocessamento del combustibile esausto per il recupero dei materiali fissili e loro riciclo per la fabbricazione di nuovo combustibile. In questo modo, resterà da smaltire nei prossimi decenni – non più tardi de 2030- solo il 3% dell combustibile esausto.
    Per quanto riguarda le quantità dei materiali radioattivi da trattare, ipotizzando che in Italia si abbia 60 anni di produzione elettrica con 8 impianti da 1500Mw  di tipo EPR (European Pressurized Reactor) , si genereranno circa 38.000 m3 di scorie a bassa e media radioattività ( pari ad un cubo  di 33,5 m di lato) e 4.200 m3 di scorie ad alta radioattività da riprocessamneto (pari ad un cubo di 16 m di lato). Tutto ciò inciderà dello 0.000003% sul totale  dei rifiuti speciali pericolosi prodotti ogni anno in Italia: 10 milioni di tonnellate attuali, di cui il 30% contengono metalli pesanti e scorie chimiche che non decadono mai.

  2. Sistemi automatici di salvaguardia che portano l’impianto, che si trova in condizioni anormali, ad uno stato sicuro e controllato. Si può fare riferimento a quanto accadde a Three Mile Island, in cui il sistema di controllo della valvola inceppata era basato sul controllo dell’alimentazione elettrica della valvola e non sulla sua posizione. Anche in questo caso, l’abbinamento di una ridondanza con una progettazione che faccia uso dei simulatori di processo, porta a ridurre di almeno 1000 volte, a parità di costo, il valore della probabilità di incidente rispetto ai tempi di Three Mile Island.

    Si può aggiungere che rispetto ai reattori degli anni ’90 del secolo scorso (Generazione III), i reattori attuali che appartengono alla terza generazione avanzata (Generazione III+), si distinguono per un ulteriore perfezionamento dei livelli di sicurezza e per un migliore sfruttamento de combustibile. Sono reattori sia ad acqua pressurizzata (PWR) che nella tecnologia europea prendono il nome EPR, sia a ad acqua bollente (BWR). I primi sono di costruzione francese (AREVA) e della Westinghouse americana (AP1000). Tra i BWR, Toshiba- General Electric hanno realizzato l’ESBWR, che è una evoluzione dell’ABWR ( Advanced Boliling Water Reactor). Tali centrali utilizzano sistemi di sicurezza dotati di ridondanze più efficienti e sono caratterizzati da:
    •  
      • maggiori standard di sicurezza grazie all’uso sistematico di  sistemi fail-to-safe
      • semplificazione impiantistica
      • migliore sfruttamento del combustibile
      • forte riduzione di rifiuti radioattivi
      • vita operativa di 60 anni, quasi raddoppiata
      • capacità di controllare incidenti severi , come la fusione del nocciolo e la fuoriuscita di combustibile fuso dal fondo del vessel, senza conseguenze all’esterno dell’impianto. Nell’EPR la probabilità di tale evenienza è di per sè praticamente zero.

    Le centrali di quarta generazione sono in fase di sviluppo, iniziato nel 2001. Ad esse partecipano Argentina , Brasile, Canada, Cina, Giappone, Corea del Sud, Russia, Sud Africa, Svizzera ed Unione Europea. Sono stati individuati 6 tipi di reattore, sia termici ad altissima temperatura che veloci autofertilizzanti. I rettori autofertilizzanti sono privi di moderatore della velocità dei neutroni, usano neutroni veloci  e  producono materiale fissile in quantità maggiore di quella che consumano. Essi realizzeranno i seguenti obiettivi:
    •  
      • utilizzo massimo del combustibile e e minimizzazione delle scorie
      • massima economicità, tanto da raggiungere lo stesso rischio finanziario delle Centrali a Olio Combustibile
      • sicurezza e affidabilità a prova di errore umano
      • protezione massima da attacchi terroristici e da rischi di proliferazione

Come si vede, a conti fatti, ogni avversione verso l’industria nucleare in sé è un fatto ideologico, probabilmente indotto e rafforzato da interessi economici non facilmente coffessabili. I danni ambientali prodotti di recente e tuttora in vigore nel Golfo del Messico dall’industria petrolifera, ha fatto meno notizia di quello che avrebbe dovuto. I danni arrecati permarranno per decine o centinaia di anni ma non smuovono la coscienza di chi in nome di un progresso da mondo dei sogni, non ha scrupoli proporre situazioni per un pianeta povero e avvelenato davvero.


[1] Scorie che esauriscono la propria attività in 2-3  secoli

2,4 mSv

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