Reattore nucleare

8

Sistemi di sicurezza

Gli impianti nucleari sono provvisti di diverse strutture di sicurezza, atte a controllare le possibili fughe radioattive e a ridurre il rischio e l’effetto di eventuali incidenti o malfunzionamenti del reattore. Nella maggior parte dei casi, un sistema di schermatura impedisce che i prodotti di fissione si liberino nella biosfera: il combustibile è rivestito di materiale anticorrosivo; le pareti del sistema di raffreddamento primario del PWR sono realizzate in acciaio per formare una seconda barriera; l’acqua refrigerante stessa assorbe alcuni degli isotopi radioattivi biologicamente pericolosi, come lo iodio; infine la struttura esterna è costruita in acciaio e calcestruzzo per fornire un’ulteriore barriera.

Durante il normale funzionamento di un reattore sfuggono inevitabilmente piccole quantità di sostanze radioattive, che fanno aumentare la dose annua assorbita dalla popolazione locale di qualche punto percentuale rispetto alla dose dovuta al fondo di radioattività naturale. Ben più preoccupante è il rilascio improvviso di sostanze radioattive in caso di incidenti; il maggior pericolo è costituito da una perdita nel sistema di refrigerazione, poiché in questo caso la temperatura può raggiungere addirittura il punto di fusione del combustibile.

In ogni reattore è prevista una complessa e sofisticata strumentazione di controllo, che sorveglia il buon funzionamento del reattore stesso e dei sistemi di sicurezza. Nei PWR, in caso di emergenza, uno di questi sistemi effettua l’istantanea immissione di boro all’interno del refrigerante; il boro serve ad assorbire i neutroni, interrompendo la reazione a catena e spegnendo il reattore. Per i reattori ad acqua leggera, in cui il refrigerante è tenuto ad alta pressione, una rottura del condotto principale causerebbe la perdita totale del refrigerante. Questi reattori sono quindi dotati di un sistema di raffreddamento di emergenza, che entra in funzione automaticamente quando si abbassa la pressione all’interno del circuito primario. Nell’eventualità di una perdita di vapore all’interno della struttura di contenimento, intervengono automaticamente refrigeranti spray che condensano il vapore evitando che la pressione all’interno dell’edificio aumenti fino a livelli di pericolo.

9

Incidenti nucleari storici

Nonostante tutti i sistemi di sicurezza sopra descritti fossero operanti, nel 1979 si verificò un incidente nel reattore PWR di Three Mile Island, vicino a Harrisburg, in Pennsylvania, causato da un errore di manutenzione e da una valvola di controllo difettosa. Il reattore comunque si spense automaticamente poco dopo l’inizio della perdita del liquido di raffreddamento, e il sistema di raffreddamento di emergenza entrò in funzione con efficienza. La quantità di gas radioattivi fuoriusciti fu dunque contenuta, ma il danno economico e l’impatto psicologico sull’opinione pubblica furono enormi.

In seguito all’incidente, negli Stati Uniti fu istituita una Commissione per la regolamentazione nucleare, al fine di garantire l’adozione di regole più restrittive per la costruzione di nuovi impianti e di aiutare i governi locali a preparare piani di emergenza per la protezione della popolazione.

Il 26 aprile 1986 si verificò un altro grave incidente. Uno dei quattro reattori nucleari della centrale di Černobyl (oggi in Ucraina, allora in Unione Sovietica), esplose e si incendiò. Secondo il rapporto ufficiale emesso l’agosto seguente, l’incidente fu causato da un esperimento non autorizzato sul reattore, effettuato dagli operatori addetti. Venne perso il controllo del reattore e si verificarono due esplosioni; il tetto del reattore saltò via e il nucleo si incendiò, bruciando a temperature estremamente alte (intorno a 1500 °C). La popolazione residente nella zona fu sottoposta a una quantità di radiazioni 50 volte superiore a quella dell’incidente di Three Mile Island e una nube di materiale radioattivo mise in allarme molte regioni. I residui radioattivi, gas e particelle, si sparsero sulla Scandinavia e sul Nord Europa. A differenza di tutti gli impianti in funzione nei paesi occidentali, quello di Černobyl non aveva un edificio di contenimento, che avrebbe potuto evitare la diffusione del materiale radioattivo al di fuori della zona del reattore. Vennero fatte evacuare circa 135.000 persone dalla regione circostante: 33 persone morirono nell’incidente. I resti dell’impianto furono incapsulati in una struttura di calcestruzzo. A partire dal 1988 gli altri tre reattori dell’impianto furono rimessi in funzione, per essere poi definitivamente spenti il 12 dicembre del 2000.

In Italia, in seguito al referendum del 1987, è stata interrotta la costruzione di nuovi reattori e sono stati disattivati i reattori già funzionanti. Al contrario, in Gran Bretagna, Francia, Germania e Giappone la quantità di energia elettrica di origine nucleare è in aumento.

10

Decommissioning

Dopo circa 25 anni di attività i reattori devono essere smantellati: la continua esposizione all’irraggiamento nucleare, infatti, danneggia le strutture dell’impianto rendendole a loro volta altamente radioattive. Il complesso delle operazioni di decontaminazione e smantellamento che concludono il periodo di attività di un reattore prende il nome di decommissioning. Le procedure possono variare a seconda dei livelli di radioattività e delle altre variabili che caratterizzano i singoli casi; in primo luogo si procede alla rimozione del combustibile esaurito, destinato a un impianto di riprocessamento o di smaltimento delle scorie, e delle strutture contaminate mobili; poi si passa alla rimozione degli edifici veri e propri, via via che i livelli di radioattività si abbassano. L’intera operazione può durare anche alcuni decenni. Un’altra possibilità è l’intombamento, vale a dire la copertura dell’intero impianto in una struttura di cemento.

Si stima che entro il 2010 dovrebbero essere smantellati circa 300 reattori nucleari nel mondo.