Ricordando Chernobyl

Ricordando Chernobyl 1

Cilenti Francesco Lucio. Classe V/N, indirizzo Ordinario.

La notte del 26 aprile 1986 una nube tossica ricoprì gran parte dell’Europa in seguito all'esplosione del reattore numero 4 della centrale nucleare ucraina di Chernobyl. L’energia sprigionata fu pari a dieci volte la potenza della bomba di Hiroshima...

La centrale

La centrale di Chernobyl è situata vicino all'insediamento di Prypiat, nella parte orientale di una vasta regione di pianure, la Polesia, divisa tra le repubbliche dell'Ucraina e della Bielorussia, sul bacino del fiume Prypiat.

La centrale atomica attinge e invia le sue acque lungo un bacino di 166.000 kmq. È a partire da questo bacino che la radioattività penetrerà negli strati profondi e si mischierà alle acque piovane e alle acque delle fonti nevose, per gettarsi nei corsi d'acqua.

L'impianto è composto da quattro reattori, ognuno in grado di produrre 1 gigawatt di energia elettrica; l'ultimo reattore, il numero 4, è stato finito di costruire nel 1983.

I reattori

I reattori sono di tipo RBMK-1000: si tratta di reattori a canali, moderati a grafite e refrigerati ad acqua. Una caratteristica di questi reattori è quella che con l'aumentare della temperatura, la reazione nucleare, anziché moderarsi, aumenta. Caratteristica vietata nei reattori occidentali per motivi di sicurezza. Il fine di questi reattori è la produzione di elettricità per uso civile (insieme producono circa il 10% dell'elettricità ucraina) e di plutonio per uso militare. Quando la centrale è stata costruita, il capo progettista Viktor Bukanov, ha affrettato i tempi di apertura del reattore numero 4 perché obiettivo principale, per lui e per il Partito, è quello di incassare gli incentivi: la sicurezza, quindi, diviene un aspetto secondario.

Il nocciolo di un reattore RBMK è una vasca cilindrica, riempita di colonne di grafite. All'interno di ogni colonna si trova un tubo di forza, ed è in questi tubi che viene caricato il combustibile. L'assorbimento dei neutroni è garantito da barre di controllo sistemate in tubi di forza, e ripartiti per tutto il reattore; se le barre sono inserite nel cuore, il reattore si trova in fase critica; a mano a mano che le barre si ritirano, ha inizio la reazione di fissione nucleare, e la potenza del reattore aumenta.

I reattori RBMK furono il punto culminante del programma sovietico per produrre un reattore di potenza raffreddato ad acqua basato sui reattori per la produzione di plutonio moderati a grafite. Il primo di questi, AM-1 (Atom Mirny atomi per la pace) fu progettato per produrre 5MW e funzionò a Obninsk; malgrado il suo nome, fu progettato sia per produrre plutonio, per impieghi militari, che per produrre energia elettrica.

Usando acqua naturale per il raffreddamento e grafite come moderatore fu possibile usare uranio naturale come combustibile. Così si rendeva possibile la costruzione di reattori di grande potenza che non richiedevano uranio arricchito e acqua pesante e quindi con costi di costruzione e gestione decisamente minori rispetto ad altri.

Il corpo del reattore è costituito da circa 2.500 blocchi di grafite, cavi, il cui interno è predisposto come canale di immissione del combustibile. Nella parte inferiore del canale il combustibile viene lambito dall'acqua refrigerante. Sotto il coperchio del reattore, spesso 15 metri, ci sono 1.661 barre di uranio, che scendendo verso il nocciolo, nei suddetti canali, creano una scissione di atomi rilasciando così un calore immenso che trasforma l’acqua, con cui sono a contatto, in vapore.

Il vapore poi muove una gigantesca turbina che genera elettricità. All’interno del nocciolo (alto circa 7 metri), inoltre, ci sono 211 barre di carburo di boro che hanno il compito di controllare l’energia sprigionata: se vengono alzate, infatti, la potenza aumenta, se abbassate diminuisce.

Il reattore è dotato inoltre di un sistema di refrigerazione di emergenza, mentre non è dotato di un sistema di contenimento (edificio che avrebbe almeno, nel peggiore dei casi, diminuito notevolmente e rallentato la fuoriuscita di radioattività nell'ambiente) ma di un sistema di confinamento compartimentato: si tratta in pratica di varie stanze, circondanti il reattore, dentro le quali si sarebbe dovuta espandere la radioattività che un eventuale incidente avrebbe rilasciato. A ciò bisogna aggiungere che il reattore non possedeva nemmeno dei dispositivi di purificazione delle emissioni gassose, e che sul tetto venne usato materiale combustibile.

La più importante caratteristica di questo reattore è di possedere una grande instabilità a basse potenze, stato che può, a sua volta, generare improvvisi sbalzi di potenza.

Sarà proprio questo il maggior fattore che influirà sull'incidente.

Il reattore del quarto blocco della centrale era privo di strutture di contenimento rinforzate per poter contenere gli effetti di un eventuale incidente. Venne quasi totalmente distrutto dall’esplosione. Il tetto superiore di circa 2.700 tonnellate che costituiva la struttura di protezione e di collegamento di tutte le varie parti del reattore, si è come afflosciato su se stesso e, con il resto della struttura in cemento armato, è rimasto appeso in posizione quasi verticale, provocando lo sprofondamento della base del reattore di 4 metri rispetto alla sua posizione iniziale. Tutto questo ha determinato la distruzione delle strutture di supporto e di conseguenza il crollo delle parti sottostanti con il perforamento del tetto della sala comandi. La parte del reattore che è andata distrutta, essendo l’area in cui maggiore era l’irraggiamento, è divenuto immediatamente inaccessibile per le elevate temperature che si sono sviluppate e per l’enorme quantità di radiazioni che si sono sprigionate essendo anche saltato il sistema di isolamento ermetico.

La notte del disastro: 26 aprile 1986

Nel laboratorio della centrale di Chernobyl è in corso una violenta discussione: sono le 00:29 e il vice capo ingegnere, Anatoly Dyatlov, un uomo già legato tristemente agli effetti collaterali dell’energia nucleare, nonostante la potenza del reattore numero 4 sia insufficiente, vuole procedere all’attuazione di un test ordinato dall’Autorità sovietica per l’energia atomica.

Sono gli anni della 'guerra fredda' e la paura di un attacco nucleare è forte sia a Occidente che nei Paesi legati all’Ex Unione Sovietica. Con questi esperimenti si cerca di capire quali potrebbero essere gli effetti di un attacco nemico condotto contro le centrali nucleari e nello specifico si vuole verificare se la turbina possa continuare a generare energia per inerzia anche quando il circuito di raffreddamento è incapace di produrre vapore.

Il programma approvato dall'ingegnere capo della centrale (Fomin), prevede, nel corso dell'arresto dell'unità, una prova di isolamento durante la quale i dispositivi di sicurezza del reattore saranno messi fuori servizio. Per produrre elettricità verrà utilizzata l'energia potenziale del rotore del generatore.

Numerose centrali hanno ricevuto proposte per questo genere di collaudi ma si sono sempre tirate indietro davanti ai rischi che comportavano. La direzione di Chernobyl decide di correrli.

In caso di perdita completa dell'alimentazione elettrica della centrale (cosa che può accadere), i 3 meccanismi di raffreddamento del nocciolo e in particolare le pompe, si fermano. Il nocciolo entra allora in fusione, e questo significa un grave incidente. La prova durante la quale si sarebbe dovuta utilizzare l'energia meccanica del rotore, mira a circoscrivere questo pericolo, impiegando altre sorgenti di energia, diverse dall'alimentazione di rete. E in effetti, mentre gira, il rotore del generatore produce dell'elettricità. Si può e si deve utilizzarla nei casi critici.

Il programma di questi lavori deve essere approvato dal costruttore del reattore, dal progettista della centrale e dal servizio d'ispezione e sorveglianza delle centrali. Esso prevede obbligatoriamente che durante l'esperimento si sia provvisti di un'alimentazione elettrica di emergenza per i materiali di prima categoria. Questo significa che viene simulata la perdita di alimentazione elettrica della centrale, senza che questa abbia veramente luogo. I trasformatori principali e di riserva, come i due gruppi elettrogeni di riserva, entrano allora in funzione per assicurare l'alimentazione elettrica.

Per garantire la sicurezza nucleare nel corso dell'esperimento, il sistema di emergenza di protezione del nocciolo deve essere assolutamente inserito. Tale sistema permette l'immediata caduta delle barre assorbenti nel nocciolo. Anche il sistema di raffreddamento di emergenza del nocciolo deve essere in funzione.

I collaudi vengono autorizzati a condizione che queste regole vengano rispettate; questi esperimenti devono avere luogo unicamente se il sistema di protezione del reattore in caso di incidente è attivato.

Il programma approvato da Fomin non rispettava nessuna di queste indicazioni.

La centrale di Chernobyl aveva già cercato di condurre i collaudi ai quali si preparava il 26 aprile, e non crearono mai incidenti. Allora il reattore si trovava in regime stabile e controllato, e tutto il sistema di protezione era attivato. Questa volta, invece, il programma era stato preparato male e le misure di sicurezza erano state prese in considerazione solo formalmente. Non soltanto il programma non prevedeva misure di sicurezza supplementari ma prescriveva inoltre la messa fuori servizio del sistema di raffreddamento di emergenza. La sicurezza del nocciolo venne quindi considerevolmente ridotta nelle quattro ore necessarie ai collaudi. Il personale era poco preparato e non aveva coscienza del pericolo che l'esperimento rappresentava.