Cosa potrebbe accadere nel caso peggiore alla centrale di Fukushima

Modello BWR (Boiled water reactor) presente nella centrale di Fukushima

Dopo il terribile terremoto giapponese dell’11 marzo scorso, seguito dallo tsunami che ha cancellato migliaia di vite (non si sa ancora quante), è scattato il pericolo nucleare in Giappone. Undici reattori nucleari si sono automaticamente spenti, in che significa che le barre di controllo per fermare la reazione nucleare si sono abbassate e frapposte tra le barre di uranio. Ma questo non basta per fermare una centrale nucleare. Occorre infatti continuare a raffreddare il nucleo a causa del calore residuo, che continua ad essere presente per alcuni giorni e che può causare gravi danni al nucleo del reattore se non dissipato correttamente, come vedremo.

Il problema che si stanno trovando ad affrontare i tecnici giapponesi con due (per ora) degli 11 impianti era teoricamente molto remoto, ossia la mancanza di energia elettrica per alimentare i sistemi di raffreddamento del nucleo e la rottura dei generatori diesel d’emergenza. Quello che è accaduto è che il forte terremoto ha fermato automaticamente la produzione elettrica in un quinto degli impianti giapponesi (si stima che la produzione elettrica complessiva del Giappone sia scesa del 20%) e questo sembra aver lasciato “al buio” la centrale di Fukushima. Contemporaneamente, il maremoto fortissimo ha danneggiato in qualche modo i generatori diesel che erano stati pensati per sopperire ad una mancanza di energia elettrica. Questi due eventi erano considerati remoti dall’Agenzia sulla Sicurezza Nucleare giapponese, ma si sono verificati in ben due impianti.

L’uranio nel nucleo di un reattore nucleare è intrappolato in una lega di zirconio in lunghe barre verticali che affondano in un contenitore cilindrico riempito d’acqua, chiamato comunemente nucleo. L’acqua in cui le barre di materiale fissile sono immerse svolge una funzione importantissima, ossia controlla la reazione nucleare catturando i neutroni che si producono dalla fissione dei nuclei di uranio, che lasciati a loro stessi innescherebbero una reazione a catena incontrollata. Se l’acqua scende sotto un certo livello lasciando le barre scoperte, la temperatura inizia a salire drammaticamente e le barre si danneggiano, rilasciando molto materiale fissile e prodotti della fissione (radioattivi). A questo punto il nucleo inizia a fondersi a causa delle altissime temperature.

Lo zirconio presente nelle lega inizia ad interagire con il vapore acqueo, formando ossido di zirconio, e durante questa reazione si libera idrogeno, la cui pericolosità è ben nota in quanto facilmente infiammabile. Ed è in questo modo che sembra essersi prodotto l’idrogeno che ha causato l’esplosione all’impianto 1 di Fukushima.

Ma l’idrogeno a questo punto si trova ancora dentro il contenitore del nucleo, che non contiene ossigeno, quindi non può esplodere. Ma se i tecnici, per evitare che l’alta pressione del nucleo danneggi la sua tenuta sono costretti a far uscire gas attraverso le valvole di sicurezza, ecco che l’idrogeno si deposita nell’edificio esterno. Da notare che il gas è radioattivo. A questo punto l’idrogeno può esplodere in presenza di ossigeno, ed è quello che è successo ieri.

Ma torniamo al nucleo, che può fondere se non viene raffreddato per alcuni giorni, fino a quando, cioè, il calore residuo di reazione non decresce significativamente. Se il nucleo fondesse, sicuramente riuscirebbe a bucare il contenitore (fondendolo) e colerebbe al di sotto, facendo diventare tutta l’area intorno al reattore altamente radioattiva. Questo scenario da incubo creerebbe un nuovo mostro ambientale difficilmente bonificabile e con costi enormi per la collettività (ma sembra che il pericolo di contaminazione della faglia sottostante come nel caso di Chernobyl sia esclusa dalla proprietaria TepCo della centrale e dagli esperti finora interpellati).

Per evitare quindi la fusione completa e il danneggiamento del contenitore occorre raffreddarlo per alcuni giorni, cosa che stanno cercando di fare i tecnici giapponesi con entrambi i reattori.

Pompare acqua marina e acido borico nei reattori è stato un caso disperato, che lo renderà non più utilizzabile ma che sembra star funzionando. L’importante è non permettere alle barre di uranio di diventare una lava fusa e radioattiva, in grado di bucare ogni tipo di contenimento metallico sulla sua strada e di esplodere rilasciando scorie altamente radioattive in atmosfera.

Aggiornato: 14 marzo, ore 9:40.