Problemi del nucleare /2 La sicurezza

[Continua la sfida al caldo si agosto con la seconda puntata dedicata al nucleare. Per la prima seguire questo link . Queste osservazioni non hanno la pretesa della completezza, ma rappresentano degli spunti per la riflessione]

Parte 2.  La sicurezza

Ogni centrale nucleare pone enormi problemi per la sicurezza. Nonostante i numerosi sistemi di controllo, le centrali sono sistemi così complessi da rendere piuttosto frequenti gli incidenti. Tutti conoscono il drammatico incidente di Chernobyl, che ha provocato migliaia di vittime (e altre ne produrrà in futuro). Di questo ho già parlato qualche mese fa in questo post.

Tuttavia si sono registrati numerosi incidenti anche negli Stati Uniti: 6 incidenti piuttosto gravi avvenuti tra il 1960 ed il 2000 hanno causato la morte di 484 persone (di queste 434 sono bambini colpiti dalla fuga di radiazioni di Three Mile Island del 1979). In altri numerosi incidenti migliaia di litri di acqua contaminata sono finiti nei fiumi americani. In questi casi è difficile valutare l'effetto di un simile impatto radioattivo a bassa intensità sulla popolazione, se non studiando con cautela i tassi di mortalità nelle zone circostanti la zona dell'incidente; chissà se qualcuno vi ha provveduto ...

Il problema della sicurezza a mio avviso è legato essenzialmente a due fatti:

• ogni sistema complesso comporta dei rischi e non può mai essere detto sicuro al 100% (non dimentichiamo il Titanic, il Concorde e ahimè anche il Challenger  e il Columbia, cioè la punta di diamante della storia tecnologica dell'umanità)
• il processo di fissione è intrinsecamente instabile, in quanto non può essere acceso e spento a volontà, ma solo moderato o accelerato . Ciò è dovuto al fatto che utilizza il processo di reazione a catena innescato dai neutroni (leggi oltre per i dettagli), lo stesso utilizzato nella bomba atomica.

I reattori di III generazione sono più sicuri dei precedenti, ma sono entrati in esercizio solo dopo il 1996; la maggior parte dei reattori esistenti è quindi in realtà di II generazione e l'80% ha più di 15 anni (fonte wikipedia). I reattori di IV generazione dovrebbero essere ancora più sicuri, ma non comunque su una reazione a catena (innescata da neutroni lenti o veloci) e quindi con i problemi delineati prima. Alcuni anni orsono il Prof. Rubbia (premio nobel 1984 per la Fisica) aveva proposto il sistema ADS (Accelerator Driven System) nel quale i neutroni necessari alla fissione non sono prodotti spontaneamente dal combustibile (come nei normali reattori), ma facendo interagire protoni accelerati con il Piombo fuso. In questo modo è possibile spegnere la reazione semplicemente disattivando l'acceleratore. Qualcuno ne ha più sentito parlare?

Leggi tutti i post della serie:

1. Il peccato originale della bomba atomica
2. La sicurezza?
3. Le scorie
4. L'Uranio è una risorsa non rinnovabile
5. Il picco delle centrali nucleari
6. Chernobyl nevermore!
7. 20 anni dopo il referendum
8. La serie Criticità nucleare: fatti e misfatti su Uranio e dintorni

In una bomba atomica e in un reattore nucleare avviene la stessa reazione di fissione del nucleo di Uranio o Plutonio. Quando viene colpito da un neutrone lento o termico, un nucleo si spacca in due frammenti più piccoli, liberando una grande quantità di energia (come calore e raggi gamma) e altri tre neutroni. Questi possono provocare la scissione di altri tre nuclei, che ne scindono altri nove e poi ventisette, ottantuno … e così via in una rapidissima crescita esponenziale (Questa reazione a catena può però avvenire solo se si supera la cosiddetta massa critica (che per l’Uranio arricchito è di circa 50 kg). Così avviene un’esplosione nucleare.

In un reattore si assorbono i neutroni in eccesso con apposite sbarre di cadmio in modo che ogni nucleo scisso generi all’incirca un solo neutrone. Così la reazione si autosostenta senza diventare esplosiva. Ma per fare questo occorre un controllo continuo dei neutroni in circolazione (non devono mai essere troppi o troppo pochi; insomma, è come avere un pentolone pieno d’acqua fino all’orlo sul fuoco e dover continuare a regolare la fiamma in modo che l’acqua non bolla fuori e nello stesso tempo non smetta di bollire!

Non è quindi possibile spegnere la reazione "girando una chiave", perchè i neutroni termici vengono comunque prodotti dall'Uranio stesso che è soggetto a fissione spontanea. Per fermare la reazione occorre assorbire del tutto i neutroni prodotti; in questo caso però il reattore viene fermato per settimane (di solito per la manutenzione) ed il processo di riavvio non è proprio una passeggiata.