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Fukushima 4 aprile

pubblicato 04 apr 2011, 03:09 da Franco Bagnoli

  1. Le dosi ai 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.

  1. La contaminazione nell’ambiente.

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.

  1. 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.
  1. Escursioni di criticità?

Per dovere di completezza. 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 D-V 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.

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.

  1. Quanto è stato serio l’incidente di Fukushima?

    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.
Eugenio Tabet
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