Giappone e il rischio di fusione nucleare: aggiornamenti sulla dinamica dell’incidente

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Il disegno mostra il vessel (contenitore primario in acciaio) e la struttura intorno di cemento armato (contenitore secondario) di un tipico reattore BWT (Boiling Water Reactor) come quello del Fukushima Daiichi 1 (439 MWe del 1971)

del Prof. Giuseppe Filipponi, fisico nucleare, docente, direttore della rivista Fusione Scienza e Tecnologia


Aggiornamento della situazione negli impianti nucleari giapponesi di Fukushima Daiichi e Fukushima Daini colpiti dal terremoto (15.03.2011 ore 3,50 am GMT)

Le autorità confermano:

1) Le barriere di contenimento primario (vessel) dei reattori n° 1 , 2 e 3 di Fukushima Daiichi sono rimaste intatte dopo  le esplosioni. Quindi non c’è stata uscita significativa e fuori controllo di materiale radioattivo.
2) Incidente di livello 4 secondo la scala INES (International Nuclear Event Scale)
(l’incidente di Chernobyl, con la fusione del nocciolo e la immissione nell’atmosfera del materiale radioattivo, fu classificato di livello 7,  Three Mile Island, con la fuoriuscita di acqua radioattiva  dall’impianto, di livello 5)

Ultim’ora:

1) La Japan’s Nuclear and Industrial Safety Agency ha riportato di una nuova esplosione che sarebbe avvenuta nel reattore numero 2 dell’impianto nucleare di Fukushima alle 6.10 am del 15.03.2011. La camera di condensazione del circuito di raffreddamento del reattore,  che non fa parte del vessel ma che sta al di sotto per condensare i vapori e ridurre la pressione, sembra sia stata danneggiata. Si è avuto un aumento delle radiazioni intorno al reattore subito dopo l’esplosione fino a 965 micro Sv all’ora per poi ricadere a 882 microSv all’ora (il limite legale è di 500 microSv). Non ci sono stati danne alle persone per queste radiazioni. E’ stato quindi riportato che La Tepco ha evacuato del personale dall’impianto ma non i tecnici del sistema di raffreddamento.

2) Il primo ministro Naoto Kan ha confermato, alle 3.44 am GMT, l’esistenza di un incendio al reattore n°4 del sito nucleare di Fukushima Daiichi che, secondo tutte le fonti ufficiali, non è mai stato un problema per la sicurezza. Questo reattore era chiuso per controlli periodici quando il terremoto e lo tsunami hanno colpito, quindi non ha subito un arresto rapido e improvviso. Fonti della IAEA hanno riferito che l’incendio sia avvenuto in un bacino di stoccaggio del  combustibile nucleare del reattore n°4 causato dai danni che la struttura ha subito durante  anche a causa delle esplosioni nei reattori n° 1 e n°3. Il portavoce Kan Noriyuki Shikata ha riferito che c’e stata una fuga radioattiva mentre i vigili del fuoco erano al lavoro. L’incendio attualmente è segnalato estinto.

3)Il Primo ministro Kan ha richiesto che sia completata  l’evacuazione in un raggio di 20 km  dagli impianti e che fino a un raggio dai  20-30 chilometri  la popolazione rimanga il più possibile al chiuso. Il portavoce Shikata ha aggiunto che i livelli delle radiazioni vicino i reattorisi sono elevati  tanto da poter incidere sulla salute e che si ritiene che sia stato l’incendio al reattore n°4 la principale fonte di queste radiazioni. L’agenzia Kyodo ha parlato di radiazioni 5-6 volte superiori alla norma  nella città di Maebashi, 100 chilometri a nord di Tokyo, ma non si capisce quali siano le sue fonti, di fatto a Tokyo non sono state  registrati aumenti della radioattività.

La dinamica dell’incidente: pressione e rilascio di vapore


Tre reattori su sei di Fukushima Daiichi erano in funzione quando il terremoto ha colpito. I reattori si sono spenti automaticamente è  cominciata la rimozione del calore residuo facendo funzionare i sistemi di raffreddamento con motori diesel. Questi motori si sono fermati un’ora dopo quando lo zunami è entrato negli impianti come ha puntualizzato l’IAEA. La TEPCO – Tokyo Electric Power Company immediatamente ha notificato al governo la situazione di emergenza per prendere poi eventuali misure di sicurezza. Per diverse ore si è proceduto cercando di portare generatori mobili per sostituire i diesel fermi. Senza abbastanza energia per raffreddare i reattori 1, 2 e 3 l’acqua dei circuiti di raffreddamento si è ridotta per evaporazione. Ciò ha portato ad un aumento di pressione nel circuito di refrigerazione che può essere controllato attraverso delle valvole per far uscire il vapore sempre all’interno della struttura di contenimento del reattore. Così è stato fatto e ciò ha comportato un aumento di pressione nella  struttura. La TEPCO ha detto che nella struttura di contenimento del reattore 1 la pressione è arrivata a 840 kPa rispetto a livelli  di 400 KPa. La TEMPCO ha allora deciso di rilasciare in modo controllato una certa quantità di vapore nel’atmosfera. Si tratta di acqua che essendo passata nel cuore del reattore è parzialmente radioattiva. L’AIEA ha detto che il vapore rilasciato è stato filtrato per trattenere le radiazioni all’interno del contenimento del reattore. La TEPCO ha confermato che era in procinto di alleviare la pressione sull’ unità 1 e si preparava a fare lo stesso per le unità 2 e 3.

Le esplosioni  nell’unità 1 e  nell’unità 3 del Fukushima Daiichi Prima esplosione  (6:00 am del 12.03.2011)
Le telecamere al di fuori sito nucleare giapponese di Fukushima Daiichi hanno ripreso una esplosione nell’edifico che circonda l’unità 1 alle ore 6:00  am del 12.03.2011.  L’edifico esterno, la struttura in cemento che contiene la struttura di contenimento primario in acciaio, è saltata  per l’esplosione dell’idrogeno  accumulato formatosi dall’acqua posta in contatto con materiali ad alta temperatura. L’esplosione infatti è avvenuta dopo l’iniezione di acqua di mare  nel contenitore del reattore per ridurre la pressione e la temperatura. Occorre tenere presente che la struttura in cemento armato esterna non agisce da contenitore per il materiale radioattivo. Il contenitore primario è costituito da una barriera ermetica in acciaio che sta all’interno dell’edificio. Secondo le dichiarazioni attribuite al capo di gabinetto giapponese Yukio Edano, la struttura di contenimento primario  non è stata compromessa.

Seconda esplosione (11.01 am del 14.03.2011)
Una  seconda esplosione è avvenuta nell’impianto nucleare 3 di Fukushima Daiichi. Dalle prime analisi risulta che la struttura di contenimento primario del reattore è rimasta intatta. L’esplosione è avvenuta alle 11.01 am 14.03.2011 ed è stata anche più grande di quella dell’unita 1 avvenuta due giorni prima. Gran parte del contenimento secondario è andato distrutto. Il capo della segreteria del primo ministro Yukio Edano ha detto ch l’esplosione è stata causata dall’idrogeno accumulato tra la struttura del contenimento primario e secondario e che la cosa importante è che la prima barriera di contenimento del materiale radioattivo è rimasta intatta. Edamo ha detto che le iniezioni di acqua nel reattore sono continuate e che la pressione e la temperatura sono rimaste entro valori accettabili. La pressione misurata dopo l’esplosione era di  380 kPa alle ore 11.13 e 360 kPa alle 11.55am.  Valori molto minori rispetto a quelli registrati nell’unità 1 il 12 marzo, fino a 800 Kpa. I livelli delle radiazioni nel sito rimangono relativamente bassi anche se superiori ai livelli normali Nella sala comandi del reattore risultano 50 microSV all’ora. Nell’entrata dell’impianto di 20 micro Sv all’ora.

Dopo che ieri la pressione era arrivata a 530 Kpa alle 06,50 nell’impianto nucleare 3 di Fukushima Daiichi i tecnici avevano deciso di procedere all’iniezione di acqua nel reattore come avevano già fatto nell’unità 1. Evidentemente i rischi di esplosione dell’idrogeno accumulato erano stati considerati minori perché si è ritenuto, a ragione, che una eventuale esplosione non avrebbe mai compresso l’integrità della struttura del contenimento primario in acciaio e cemento. Ricordiamo questa è la barriera principale contro le radiazioni di questi impianti degli anni settanta.

Le radiazioni
Nei pressi del reattore 1 era stato rilevato un aumento dei livelli di radiazione in prossimità dei sistemi di emergenza del reattore. Nei condotti relativi al tubo di scarico e al canale di scarico è stato rilevata la presenza di cesio e iodio-137-131. La  Nisa ha  anche notato che i livelli dopo qualche tempo erano di molto diminuiti. La quantità di radiazioni rilevata è stata di 500 microSv all’ora il che ha innescato un’altra serie di precauzioni d’emergenza. L’incidente è stato quindi classificato al livello 4 sulla scala internazionale (International Nuclear Event Scale (INES) – un ‘incidente con conseguenze locali’.

Per proteggere il pubblico dai potenziali effetti sulla salute dagli isotopi radioattivi di iodio che potrebbero essere rilasciati  le autorità hanno fatto preparativi per la distribuzione ai civili pasticche di ioduro di potassio che impedisce l’assunzione di iodio-131 radioattivo. Ci sono state diverse  ordinanze di evacuazione . Ora per i residenti locali sono state portate a  20 chilometri dalla centrale elettrica. Le persone evacuate sono circa 140.000 delle quali solo 7 risultano essere state esposte a radiazioni. La TEPCO ha confermato che il livello di radiazioni sta scendendo. Il massimo livello è stato raggiunto alle 03,29 pm del 13.03.2011 con 1015 microSv per ora.

Iniezioni di acqua di mare aggiunta con  acido borico nelle strutture di contenimento
Il 12.03.2011 era stata effettuata un’iniezione di acqua di mare nella struttura di contenimento primario  nel reattore di  Fukushima Daiichi 1(addizionata a acido borico, utilizzato per inibire le reazioni nucleari) per essere sicuri del raffreddamento del nocciolo e la riduzione della pressione. Operazione che può essere collegata all’esplosione del gas idrogeno nell’edifico secondario del reattore 1. La stessa operazione  è stata predisposta questa mattina (13.03.2011) per il reattore Fukushima Daiichi 3.

E stata dichiarata l’evacuazione per i residenti vicino la centrale con un limite di 20 chilometri. Per proteggere il pubblico dai potenziali effetti sulla salute degli isotopi radioattivi dello iodio che potrebbero essere rilasciate le autorità stanno preparando la distribuzione di compresse di ioduro di potassio non radioattivo che impedisce l’eventuale assorbimento di iodio radioattivo.

L’aumento di temperatura nelle strutture di contenimento dei reattori
La TEPCO aveva  anche notifica lo stato di emergenza per il vicino sito nucleare di Fukushima Daini do ve ci sono 4 reattori, i quali si sono tutti spenti automaticamente appena sopraggiunto il terremoto e  nei quali correttamente stavano funzionando i sistemi di raffreddamento. Nell’Unità 1 del Daini  il sistema di raffreddamento, dopo lo spegnimento del reattore  si era fermato sempre per il blocco delle  pompe che muovono l’acqua del raffreddamento. La temperatura del  nocciolo del reattore era quindi  salita. Alle 5:32 ora locale (12.03.2011), nella camera di soppressione del reattore erano stati raggiunti i  100 º C e ciò aveva  portato la TEPCO a notificare al governo il caso di emergenza tecnica. In nessun caso si  è arrivati  comunque sia per i reattori di Fukushima Daiichi che per quelli diFukushima Daini vicini alle temperature di fusione del nocciolo dei reattori

I danni ai lavoratori

Risulta che nel reattore 1 del Fukushima Daiichi dove è avvenuta l’esplosione dell’edifico esterno al reattore  4 operai sono stati feriti e portati in ospedale. Un operaio nel sito di Fukushima Daini  è stato intrappolato dalla console di una gru vicino al tubo di scarico della struttura di contenimento, ed è morto. Altri  2 lavoratori di ditte appaltatrici sono stati feriti e portati in ospedale, uno con un braccio rotto. Nella unità 3 del Fukushima Daini  1 lavoratore ha ricevuto una dose di radiazioni pari a 106 mSv, livelli considerati accettabili in situazioni di emergenza dalla Health and Safety Executive.

I danni ai reattori Oltre al recente danno alla camera di condensazione del reattore 2 del Fukushima Daiichi,  risulta dalla Tokyo Electric Power Company, che a questo reattore è venuta a mancare tutta l’acqua di refrigerazione per diverso tempo  e che la pressione nel vessel  era arrivata a  700kpa .  La Tokyo Electric Power Company ha quindi riportato  dell’apertura  di una valvola di sfogo del vessel  da parte dei tecnici della TEPCO e che questi avevano poi riferito alla  NISA che in base alle radiazioni emesse si poteva presumere che qualche sbarra di combustibile era stata  parzialmente fusa e/o fissionata. Probabilmente  sono state trovate tracce di Cs e I

Anna Esposito

Partenopea, agnostica, grafomane appassionata di politica e di buon vino. Non correggo il caffè. Direttore editoriale di Itali@Magazine.

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