Chi l’avrebbe mai detto trent’anni fa*

[commercio nucleare sulla via della seta]

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Il 28 maggio scorso è ufficialmente iniziata la costruzione della seconda unità della centrale nucleare di Bàrakah negli Emirati Arabi Uniti; i lavori sulla prima unità, inaugurati quattro giorni dopo la catastrofe di Fukushima, sono, per dirla nel gergo cantieristico, in schedula.

Il pacchetto completo prevede 4 unità APR-1400 (Advanced Power Reactor – Generazione III+, 1455 MWe, 3983 MWth), l’ultima delle quali operativa entro il 2020, per un investimento complessivo di $ 20 mld.

Nell’aprile del 1983 entrò in funzione (commercial operation) la seconda unità della centrale nucleare di Kori, Corea del Sud. Si tratta di un reattore ad acqua leggera pressurizzata, modello Westinghouse (un antenato dell’AP-1000), che a suo tempo segnò l’inizio di una corsa che ha fatto la storia del Paese.

E questa corsa mai si è arrestata, contribuendo fortemente a trascinare il Paese dal Terzo al Primo Mondo.

Cosa mette in relazione queste due date e questi due Paesi? La risposta è semplice: in trent’anni la Corea del Sud, priva di risorse (termine abusato – è più appropriato, in questo caso, “materie prime”), è arrivata talmente avanti nel proprio sviluppo da potersi affermare come esportatore di tecnologia nucleare. E ad importare, in questo caso, sono gli Emiri del Golfo Persico [1].

L’APR-1400 è il frutto dell’esperienza accumulata in Corea del Sud in termini di costruzione e gestione di impianti nucleari. In pratica si tratta di un’evoluzione dell’OPR-1000 (Optimum Power Reactor – una sorta di standard coreano). Il progettista principale è la Korea Power Engineering Company (KOPEC) ed il design prevede l’implementazione di un sistema di sicurezza a tre “livelli”: attivo, passivo ed intrinseco. Questo significa che in caso di incidente con rischio di fusione del nocciolo intervengono alcuni sistemi che impediscono l’interruzione o anche solo la riduzione del flusso del fluido termo-vettore/refrigerante (nel caso specifico acqua). Tale intervento può avvenire o a seguito dell’attivazione da parte di un operatore o tramite l’uso di “segnali intelligenti” per l’innesco del sistema di protezione oppure grazie all’azione “spontanea” delle grandezze in gioco (gravità, velocità del flusso, etc.), sfruttando i principi della Termo-fluidodinamica e della Meccanica Newtoniana e le proprietà dei materiali.  Altri sistemi prevengono gli incidenti di vario tipo o ne mitigano le conseguenze [2].

 

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Fig. 1      Bàrakah – la centrale nucleare a quattro unità/reattori, come immaginata dalla KEPCO.

Un dettaglio 3D dei maggiori componenti del circuito primario ed uno schema del sistema di raffreddamento del reattore APR-1400 con in evidenza la cavità facente parte del Cavity Flooding System. Questo sistema funziona grazie alla forza di gravità e permette il raffreddamento dall’esterno del recipiente del reattore nonchè, in caso di rottura del contenitore con fuoriuscita di materiale fuso, il rapido abbatimento della temperatura tramite immersione in acqua borata, evitando l’interazione diretta con il calcestruzzo dell’edificio di contenimento. Il CFS comunica con l’IRWST (In-containment Refuelling Water Storage Tank), una cisterna che corre tutt’attorno al reattore formando un grosso anello, e l’HVT (Holdup Volume Tank).

Tutte le strutture APR-1400 adibite alla mitigazione degli incidenti gravi sono state progettate per soddisfare i requisiti procedurali conformi ai criteri della normativa U.S.NRC, tra cui quelli rispecchiati nella 10 CFR 50.34 (f) e SECY-93-087, frutto dell’esperienza acquisita post-incidente di Three Mile Island.

Le nuove centrali nucleari si inseriscono in un progetto di ampio respiro, che sta rivoluzionando la politica energetica sulla costa occidentale del Golfo. A questo proposito è importante notare che gli EAU sono già al secondo posto al mondo per capacità di desalinizzazione dell’acqua marina (8.4 milioni di metri cubi al giorno per usi energetici e domestici) [3]. Al primo posto si trova l’Arabia Saudita, che da almeno un paio di anni sta valutando seriamente l’opzione nucleare.

Che dire, trattasi di un ottimo esempio di “impara l’arte e mettila da parte”… Anzi sembrerebbe proprio che l’apprendista sia ben avviato sulla strada per superare il maestro. In ogni caso diviene sempre più evidente come nella competizione del Mercato Globale i Paesi che se la cavano meglio si stiano raggruppando in categorie dove a contare non sono esclusivamente le materie prime, l’estensione territoriale e la popolazione, ecc … ma in buona parte la “conoscenza” e l’impatto di questa sui sistemi produttivi.

La Corea del Sud è anche la patria della Doosan, un colosso manifatturiero che vanta 117 anni di storia e che ormai spazia nei più svariati campi dell’ingegneria energetica e meccanica con livelli di eccellenza tali da renderla una delle aziende leader del settore a livello mondiale.

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Tuttavia, non è tutto oro quel che luccica tra il Mar Giallo ed il Mar del Giappone.

Negli ultimi mesi è montato uno scandalo [4] che sta minando le basi del forte consenso popolare che aveva accompagnato sin qui “l’evoluzione nucleare” del Paese. Tutto è iniziato con la scoperta di un paio di certificati di sicurezza fasulli concernenti alcuni cavi elettrici che hanno comportato lo shut-down momentaneo di una manciata di reattori nucleari. Al 28 ottobre sono già 100 le persone incriminate e Seoul è sotto pressione, con una parte dell’Accademia che incomincia a chiedere un ripensamento della dipendenza dall’energia nucleare.

Ora, il nucleare produce un terzo dell’elettricità della Corea del Sud, aumentare le importazioni di gas naturale liquefatto, petrolio o carbone potrebbe costare decine di miliardi di dollari l’anno. In particolare, il gas, che già costituisce una metà della bolletta energetica del Paese, ma solo un quinto della potenza installata/disponibile, è con ogni probabilità il principale candidato alla sostituzione del nucleare, in quanto considerato più pulito del carbone e perché gli impianti possono essere costruiti più facilmente nei pressi dei centri abitati. “Se viene tagliata la percentuale di energia nucleare, questo comporterà l’avere generazione di energia a partire da altri combustibili. Se usiamo il GNL, è sicuro che il costo salirà”, ha detto Hwang Woo-hyun, vicepresidente della Korea Electric Power Corp (KEPCO). Si noti che KEPCO possiede Korea Hydro e Nuclear Power Co Ltd, ma ha anche una partecipazione in Korea Gas Corporation (KOGAS), la più grande azienda acquirente di GNL al mondo. E non bisogna andare tanto lontano per trovare un altro importatore di GNL, il Giappone, che per compensare l’arresto delle sue centrali nucleari acquista e “tracanna” più gas che mai da due anni a questa parte.

Ricapitolando, per il momento 3 dei 23 reattori della Corea del Sud sono off-line a causa dei certificati di sicurezza falsi, mentre un altro è stato “spento” il 30 ottobre per esaminare la qualità della saldatura di alcune parti che incidono sulla sicurezza di uno dei generatori di vapore. Altri due sono “sconnessi” dalla rete per la manutenzione di routine ed un sesto è in shut-down, in attesa di un’estensione della durata di vita di 30 anni. Dei cinque reattori in costruzione, tre stanno subendo un ritardo dello start-up, anche a causa di problemi di sicurezza.

Infine, Kim Dong-yeon, Ministro del Governo per il “coordinamento delle politiche”, annunciando lo scorso 17 ottobre le accuse, ha affermato che sono stati trovati ben 277 documenti contraffatti, ma che sono state prese tutte le misure necessarie per una nuova valutazione della sicurezza e che una parte del lavoro di sostituzione dei documenti (e degli item a cui si riferiscono) è già stato completato. Tutto questo mentre ancora non sono chiare le dinamiche che hanno portato alla produzione di certificati contraffatti, né le caratteristiche di tali falsificazioni [5].

In attesa di maggiori dettagli dispiace ricordare che durante le polemiche degli ultimi mesi sulla gestione delle perdite di acqua contaminata a Fukushima i media sudcoreani sono stati sempre in prima fila tra quelli che soffiavano sul fuoco.

Difficile stabilire a caldo se e quanto verrà ridimensionato il piano di “espansione nucleare” della Corea del Sud, che ad oggi ancora prevede altri sei APR-1400 (forse otto), oltre ai cinque in corso d’opera (4 APR-1400 ed 1 OPR-1000). Tuttavia, esistono prove che l’espansione sarebbe in grado di creare nuovi motori della crescita economica. Un articolo del 2009, pubblicato dal Korea Atomic Energy Research Institute, ha messo in rilievo che “il contributo netto complessivo della tecnologia nucleare come quota percentuale del PIL è stato pari al 2.38 % nel 2005” [6]. L’importo comprende l’attività economica generata dalla costruzione e gestione di centrali nucleari così come la produzione industriale “stimolata” dall’energia elettrica prodotta dal nucleare. Da non sottovalutare il fatto che il Governo sudcoreano considera il nucleare parte integrante di una strategia di ampio respiro per una “Crescita Verde”, che ha l’ambizione di coniugare uno sviluppo economico credibile con una protezione dell’ambiente concreta.

Intanto, da Abu Dhabi hanno fatto sapere che nei loro piani la faccenda non ha spostato una virgola.

* La battuta in lingua originale è questa: “Who’d have thought thirty years ago” ed appartiene al Monty Python’s Flying Circus – “Four Yorkshiremen”– forse il loro miglior sketch di sempre.

[1]           http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-O-S/South-Korea/#.Um5teXCP82Y

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_in_the_United_Arab_Emirates

http://www.world-nuclear-news.org/NN-Construction_under_way_at_Barakah-1907124.html

http://www.neimagazine.com/news/newsuae-pours-first-concrete-for-barakah-2

http://www.enec.gov.ae/media-centre/news/content/enec-completes-containment-liner-plate-installation-for-uaes-first-nuclear#!

[2]           Per la precisione, applicare la sicurezza intrinseca comporta l’eliminazione di specifiche condizioni di pericolo, evitando il ricorso ad azioni di controllo o protettive; mentre un sistema di protezione si definisce passivo se entra in funzione al momento dell’incidente senza interventi esterni. Maggiori dettagli qui:

http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloadable/aris/2013/9.APR1400.pdf

[3]           http://nextbigfuture.com/2013/10/desalination-water-world.html?utm_medium=referral&utm_source=pulsenews#!

[4]           http://www.voanews.com/content/reu-stung-scandal-s-korea-weighs-costs-curbing-nuclear-power/1778164.html

http://www.voanews.com/content/s-korea-charges-100-officials-over-nuclear-reactor-corruption/1767603.html

[5]           Risultano contraffatti 277 certificati di controllo della qualità concernenti test di componenti o parti di componenti di 20 reattori su di un totale di 22000 documenti esaminati. Un’ulteriore indagine comprendente tutti i 28 reattori della Corea del Sud (i 23 costruiti/operanti più i 5 in costruzione) ha fatto emergere un totale di 2010 documenti falsificati su 218000 esaminati. Fonte: http://www.world-nuclear-news.org/RS-Indictments_for_South_Korea_forgery_scandal-1010137.html

[6]           Manki Lee, Kee-yung Nam, Kiho Jeong, Byungjoo Min, and Young-eek Jung, “Contribution of Nuclear Power to the National Economic Development in Korea,” Nuclear Engineering and Technology, vol. 41, no. 4, May 2009, p. 549

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La politica energetica che non c’è

A poco più di un anno dal lancio dell’appello per la convocazione della Conferenza Nazionale sull’Energia, ripercorriamo i passi fino a qui percorsi e facciamo il punto della situazione sullo stato di avanzamento dell’iniziativa.

Conferenza Nazionale sull'Energia

A poco più di un anno dal lancio, su queste pagine, dell’appello per la convocazione della Conferenza Nazionale sull’Energia, riteniamo opportuno ripercorrere i passi fino a qui percorsi e fare il punto della situazione sullo stato di avanzamento della nostra richiesta.

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23 ottobre 2012
Lancio della Campagna di adesioni, nell’ambito della consultazione pubblica avviata dal Governo Monti sulla Strategia Energetica Nazionale. Ogni adesione all’appello, il cui testo è reperibile al seguente link, viene automaticamente inoltrata al Ministero dello Sviluppo Economico quale contributo alla suddetta consultazione pubblica.

27 ottobre 2012
A sostegno dell’iniziativa, viene pubblicato un documento di 57 pagine, intitolato “Una Costituzione Energetica per l’Italia”, liberamente scaricabile in rete al seguente indirizzo.

12 novembre 2012
Il documento viene formalmente portato all’attenzione delle seguenti personalità istituzionali
1) Il sottosegretario al Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare, ing. Tullio Fanelli;
2)…

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Una buona dose di… marmellata.

Alcuni lettori ci chiedono di commentare la notizia, recentemente ripresa da alcuni organi di stampa nazionali (1,2), secondo cui il Giappone avrebbe ritirato dal mercato e bloccato alla dogana il prodotto di una nota azienda veneta, per aver superato i limiti di legge sulla radioattività negli alimenti. La decisione sarebbe stata presa in seguito ad alcune misure condotte dalle autorità sanitarie di Tokyo, le quali avrebbero rivelato su alcuni campioni del prodotto (una marmellata ai mirtilli) dei valori di radiazioni da Cesio-137 pari a 140 Bq/kg.

marmellata_mirtilli
In base alle informazioni disponibili in rete, possiamo affermare quanto segue:

  1.  I valori di radioattività misurati dalle autorità giapponesi risultano essere di gran lunga inferiori ai limiti imposti dalla normativa vigente nel nostro paese, che sono i seguenti: alimenti per lattanti 400 Bq/l; prodotti lattiero caseari 1000 Bq/kg; altri alimenti: 1250 Bq/kg (3,4).
    Le direttive comunitarie sull’importazione di prodotti agricoli da paesi stranieri a seguito dell’incidente di Chernobyl riportano valori analoghi, fissando in 370 Bq/kg e 600 Bq/kg i limiti di accettabilità per la somma di Cesio-137 e Cesio-134, rispettivamente in prodotti lattiero caseari e per l’infanzia e in altri alimenti (5). E’ da notare come la stessa legislazione giapponese prevedeva prima del 2011 un limite di 500 Bq/Kg, ridotto a 100 Bq/Kg solamente quale addizionale misura cautelativa per far fronte all’emergenza post-Fukushima (6).
  2. La rivelazione di Cesio-137, seppur sia plausibile farla risalire all’incidente occorso presso la centrale di Chernobil (ricordiamo che il Cesio-137 ha un tempo di dimezzamento pari a circa 30 anni), non è di per sè sufficiente per dedurre che i mirtilli utilizzati per preparare la marmellata in questione siano stati raccolti in Bulgaria o in regioni limitrofe all’impianto nucleare. Bisogna infatti tenere conto come anche nel nostro paese, ed in particolare alle quote medio-alte delle regioni alpine, sia ancora rilevabile la presenza di tracce di Cesio-137 depositatosi in seguito all’incidente del 1986(7).
    E’ bene precisare come i valori siano quasi sempre largamente inferiori alla radioattività naturalmente presente nell’ambiente, ma possono capitare episodi isolati in cui la radioattività misurata abbia dei valori un pò più elevati, a causa della distribuzione non uniforme del Cesio depositatosi nel terreno. Da questo deriverebbe l’eventuale debole contaminazione di prodotti alimentari contenenti frutti di bosco, funghi o selvaggina, senza che questo peraltro rappresenti un pericolo per la salute dei consumatori.
    Episodi di questo tipo, nel nostro paese, sono già stati riportati (8).
  3. La differenza tra i valori radioattività indicati dalla stampa giapponese e quelli comunicati dall’azienda veneta (5.8 e 7.9 Bq/Kg invece di 140 Bq/Kg), sebbene meriti i dovuti approfondimenti, non dovrebbe in linea di principio destare particolari sospetti, potendo questa discrepanza essere banalmente spiegata ipotizzando che le misure siano state condotte su dei campioni differenti di prodotto. Come già affermato, può infatti accadere che vi siano delle variazioni di radioattività anche piuttosto marcate tra ambienti limitrofi, in seguito alla disuniformità di distribuzione degli elementi radioattivi, che potrebbero essere stati per esempio dilavati in maniera differente dagli agenti atmosferici.
  4. Sulla base dei dati sopra riportati e tenendo conto che la legislazione mondiale in materia radioprotezionistica è molto prudente e impone limiti di radioattività estramamente cautelativi, possiamo affermare che il consumo del prodotto in questione non costituisce alcun pericolo sanitario.
  5. A titolo esemplificativo, possiamo stimare che l’ingestione di tre etti di marmellata ai mirtilli con i citati livelli di radioattività da Cesio-137, determina per l’organismo umano una dose approssimativamente corrispondente a quella relativa al consumo di 1 kg di banane, dovuta alla naturale presenza in questo frutto dell’isotopo radioattivo Potassio-40 (9,10,11).

Men @ work

[ Difficoltà, problemi, avversità ed errori di chi si guadagna il pane a Fukushima ]

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Lo scorso 17 settembre la costa orientale del Giappone è stata investita da un tifone. Ci sono stati morti e dispersi tra la popolazione e si sono aggiunte altre tonnellate di acqua alla già difficile situazione della centrale di Fukushima. In seguito si è registrato un sisma di intensità 5.8 in scala Richter, che ha fatto tremare la regione già colpita dal grande terremoto, ma senza riportare ulteriori danni o generare onde di tsunami.

Dicevamo della pioggia. Da quando, si è scoperta una prima perdita di acqua contaminata nelle grosse cisterne a pannelli d’acciaio imbullonati, è stata cambiata la modalità di funzionamento delle dighe costruite intorno ai serbatoi. La funzione di questi serbatoi, come avevamo già specificato in un post precedente, è quella di immagazzinare l’acqua utilizzata per il mantenimento dei reattori incidentati in condizioni di sicurezza. Normalmente negli impianti nucleari, lo stoccaggio di liquidi contaminati avviene in cisterne a loro volta contenute in vasche di sicurezza, in modo da avere un’ulteriore barriera in caso di perdita. Nel caso di stoccaggio all’aperto, si devono considerare anche le precipitazioni che riempiono queste dighe esterne e generalmente viene montato un rubinetto alla base in modo che sia possibile svuotarle. Prima della perdita tutti questi rubinetti erano di norma aperti (rendendo di fatto inutile la diga quale elemento di contenimento in caso di perdite), poi sono stati tutti chiusi, ma le intense piogge delle ultime settimane hanno generato il problema contrario.

TEPCO ha reagito, prima controllando la qualità di acqua piovana accumulata nelle dighe, specie in quelle dove erano state individuate o sospettate perdite, e poi, in base ai risultati ottenuti, rilasciando (aprendo il rubinetto) o stoccando l’acqua per un futuro trattamento. Nei documenti linkati in fondo a questo post si trovano specificate le quantità in gioco nonché  i livelli di contaminazione sia per le acque rilasciate sia per quelle trattenute (si vedano anche note e commenti nella nostra movimentata trasferta qui:  http://www.appuntidigitali.it/18402/quelli-che-giocano-con-la-paura/

Durante la ricerca dell’origine delle perdite le prime indagini hanno evidenziato una serie di problemi come bulloni non tirati a dovere, materiale sigillante distaccato tra le superfici, segni di corrosione e ruggine.

Di cisterne come queste ce ne sono circa 300, ognuna con una capacità di 1000 metri cubi; quindi, non solo occorre creare nuova capacità di stoccaggio e trasferire l’acqua contaminata in cisterne più sicure, ma anche pensare a come ridurre al minimo i volumi di acqua trattata. Ci sono circa 100 mila metri cubi di acqua con contaminazione elevata, ai quali vanno aggiunti circa 300 mila metri cubi di acqua dove è stato rimosso il Cesio tramite Kurion o Sarry e cloruri, attraverso un sistema ad osmosi inversa. Questi 300 mila metri cubi, contenenti concentrazioni importanti di beta-emettitori, attendono di essere trattati dai sistemi ad evaporazione o dal nuovo ALPS. Il sistema ALPS dovrebbe aiutare nella rimozione dei radio-isotopi diversi dal Cesio, ma un problema di corrosione tiene questo sistema fermo in standby.

Resta un problema a parte la gestione dei rifiuti secondari.

Durante l’ultima settimana di settembre è stato compiuto un grosso progresso nei lavori sull’unità 4, in particolare riguardo alla bonifica del piano operativo di questo edificio; in modo che sarà possibile procedere, nel giro di breve, alla rimozione del combustibile dalla piscina. L’immagine che vedete qui sotto sembra quella di un reattore in normale esercizio, invece è proprio l’unità 4, la stessa che dopo la violenta esplosione di idrogeno del marzo 2011 era rimasta scoperchiata e coperta da un ammasso di rottami, calcinacci e detriti.

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Bisogna dire che il lavoro di bonifica dell’unità 4 era relativamente facile, in particolare i livelli di dose contenuti hanno permesso di lavorare con metodo e senza fretta. E l’esperienza guadagnata in questo genere di operazioni tornerà sicuramente utile quando bisognerà ripetere manovre simili anche per le altre unità, dove a causa dei noccioli danneggiati, la vita non sarà certo facile.

Grazie alla struttura portante costruita a ridosso dell’unità danneggiata, sono stati installati tutti i macchinari pesanti che saranno necessari nello svuotamento della piscina, in particolare, nella foto, vedete le due strutture verdi che rappresentano il carroponte di servizio e la macchina per la movimentazione del combustibile.

Ricordiamo rapidamente il piano di svuotamento. Grazie al carroponte verrà caricato dal piano terra un cask, ovvero un grosso contenitore stagno utile sia per il trasporto sia per lo stoccaggio del combustibile irraggiato. Il cask sarà posizionato in un’apposita sezione della piscina dove verrà riempito d’acqua e al suo interno verranno trasferiti uno alla volta gli elementi da trasferire alla piscina comune. Ovviamente non si tratta di una normale movimentazione di combustibile nucleare. Non si può escludere che la caduta di detriti, il riscaldamento e l’utilizzo di acqua non proprio priva di residui, abbia danneggiato le guaine delle barre, per questo motivo tutte le operazioni saranno fatte prestando la massima attenzione anche ai particolari apparentemente insignificanti come potrebbero essere colonne di bollicine di gas, sintomo di una fessurazione.

Se non ci saranno variazioni di programma, TEPCO prevede di iniziare questa fase delicata di lavoro dalla seconda metà di novembre, non appena saranno terminati tutti i test di funzionalità dei macchinari installati. Ci potrebbe persino essere una webcam che riprenderà i lavori.

È d’uopo evidenziare che TEPCO non sempre agisce nel modo corretto, in altre parole non lavora bene. Questo senza sfociare in inutili allarmismi o critiche feroci che alimentano forse solo l’autostima di chi le muove.

Il fatto che gli errori siano così frequenti potrebbe essere anche dovuto all’aver assunto manodopera non specializzata o con troppa poca formazione, da qui il richiamo della NRA a spostare a Fukushima personale esperto, magari movimentandolo dalle altre centrali TEPCO, al momento ferme.

Vediamo alcuni errori in dettaglio.

Il primo errore riguarda l’ALPS, il sistema di decontaminazione multi-isotopo che dovrebbe svolgere un ruolo fondamentale nel trattamento e nella diminuzione della volumetria d’acqua contaminata. La scorsa settimana il Multi-nuclide Removal Equipment System C sembrava pronto a partire, ma poche ore dopo l’avvio è andato subito in arresto a causa della bassa portata di una pompa. La causa? Delle “pezzette” di gomma dimenticate dagli operai, che sono entrati in una cisterna a monte per controllarne lo stato: le gomme servivano per evitare che la scala utilizzata per calarsi all’interno potesse danneggiare la superficie, ma andavano certamente rimosse all’uscita.

Il secondo errore riguarda il trasferimento di acqua piovana. Dopo lo “sversamento” di acqua contaminata sono state chiuse tutte le valvole di contenimento delle dighe poste intorno alle cisterne, di conseguenza l’acqua piovana va controllata e trattata. In preparazione di una forte precipitazione in arrivo, al fine di evitare che le dighe straripassero, gli operatori hanno iniziato a trasferire l’acqua piovana verso cisterne di contenimento, purtroppo, però, non si sono accorti che il tubo era collegato alle cisterne sbagliate, dalle quali l’acqua ha iniziato a uscire.

Il terzo errore chiama in ballo il principio dei vasi comunicanti. Sempre durante un’operazione di trasferimento di acqua piovana, si è iniziato a riempire completamente (oltre il 95% della capacità totale) 5 grandi cisterne collegate in serie. Queste sono dislocate con una leggera pendenza e con disattenzione il sensore di livello è stato sistemato solo su quella in alto, all’inizio della serie. Il risultato è stato che prima che il sensore di livello avvisasse che le cisterne erano piene, quella più in basso ha tracimato.

In questo caso le mancanze/criticità sono multiple:

  1. avere una connessione in serie delle cisterne fa sì che i sistemi non siano indipendenti (principio base per la sicurezza);
  2. l’installazione di un solo sensore di livello e nel posto sbagliato;
  3. non aver sigillato i “coperchi” delle cisterne, ma solo imbullonati;
  4. non aver pensato a livellare il terreno possibilmente rinforzandolo per evitare sprofondamenti.

Il quarto errore consiste nell’accidentale sospensione dell’ alimetazione elettrica delle pompe principali per il raffreddamento del reattore 1. L’incidente è riportato in dettaglio qui: http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/handouts/2013/images/handouts_131007_05-e.pdf . In parole povere, può essere riassunto come segue: durante una ronda di controllo, un tecnico TEPCO stava raccogliendo i dati elettrici dal pannello che vedete nell’immagine di apertura. Per farlo avrebbe dovuto premere il pulsante indicato dal cerchio blu in modo da far comparire i parametri sul display. Tutto qua. Il display si spegne automaticamente dopo un certo intervallo di tempo. Ma il tecnico dopo aver registrato i dati, nel tentativo di spegnere il display, ha pigiato il tasto “OFF” senza rendersi conto che così non stava spegnendo il display, ma di fatto stava togliendo corrente a tutto l’impianto collegato. Quello strumento è un po’ come se fosse il vostro contatore dell’energia elettrica di casa e voi nel tentativo di spegnere il display toglieste corrente a tutta la casa agendo sull’interruttore principale.

Lo spegnimento del circuito non ha lasciato a secco il reattore 1, visto che un secondo sistema in standby si è subito messo in funzione ripristinando in pochi minuti la portata nominale. Come spesso accade in questi casi, nessuna conseguenza, ma non per questo l’errore resta meno grave. Le cause sono chiaramente da ricercare in una poca e superficiale formazione del personale e nella mancanza di corrette segnalazioni. Un interruttore di tale importanza non può essere spento accidentalmente a causa di un errore umano. Non solo ci deve essere l’indicazione: questo tasto spegne il raffreddamento, ma deve essere inaccessibile per via accidentale, non a caso nelle sale controllo, in genere superaffollate di pulsanti e spie luminose, i pulsanti importanti sono coperti da una protezione che deve essere volontariamente aperta per accedere al comando.

Il quinto errore, riguarda la contaminazione di una squadra di tecnici, dovuta alla disconnessione di una condotta sotto pressione. Qui i dettagli:

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/handouts/2013/images/handouts_131009_05-e.pdf

Vi facciamo una sintesi. Una squadra di tecnici era impegnata a sostituire i tubi corrugati che collegano i vari elementi di uno dei sistemi ad osmosi inversa con analoghi più resistenti in polietilene. Non si trattava di un lavoro fatto in condizioni di emergenza, ma di un intervento pianificato, che poteva essere studiato in tutti i dettagli. L’errore è stato scollegare il tubo sbagliato, che essendo ancora in pressione ha fatto fuoriuscire approssimativamente 7 m3 d’acqua di scarico del sistema e quindi con una concentrazione di radionuclidi davvero molto elevata (totale 34 MBq/l). Non c’è stata dispersione in ambiente, perché tutta l’acqua è rimasta all’interno della diga dove stavano lavorando e la zona è già stata riportata in condizioni di sicurezza. Degli 11 operai, 6 sono risultati contaminati esternamente. Essendo muniti di tutti i dispositivi di protezione individuale d’obligo in operazioni del genere, la decontaminazione eseguita immediatamente ha avuto un effetto completo. Non c’è dubbio, però, che questa doppia doccia se la sarebbero risparmiata volentieri.

Ora, il nocciolo del problema resta la cattiva programmazione dell’intervento, che doveva essere studiato maggiormente nel dettaglio identificando i tubi da sostituire in modo univoco, disegni alla mano. Tuttavia, è naturale che sorga il sospetto che il morale degli addetti ai lavori, messo duramente alla prova in condizioni di lavoro così particolari e con gli occhi di tutto il mondo puntati addosso, stia avendo alcuni sbalzi preoccupanti. L’augurio è che nuovi rinforzi ed un maggiore coordinamento insieme ad una gestione oculata non solo evitino il ripetersi di mancanze ed errori, più o meno banali, ma soprattuto impediscano ulteriori incidenti che eventualmente potrebbero anche essere più gravi.

Ricordiamo che è sempre possibile consultare dati aggiornati sui vari campionamenti per il monitoraggio della radioattività nel sito internet della TEPCO. I dati sono sottoposti al vaglio degli enti supervisori ed autorità di controllo. L’analisi dei suddetti continua a permettere l’esclusione di un rischio rilevante per la popolazione e l’ambiente. Le dosi registrate in valori elevati non aumentano tale rischio perché riguardano aree estremamente limitate e valgono a distanze molto piccole (in un caso 70 micrometri – 1 micrometro è pari ad 1 milionesimo di metro): sono sufficienti le dovute precauzioni da parte degli operatori che lavorano nelle immediate vicinanze, sia per la loro salute sia per evitare impatti sanitari all’esterno del perimetro controllato della centrale.

Con questo non si intende minimizzare l’entità delle perdite, semplicemente si vuole riportarle alla loro reale portata/pericolosità.

Qui di seguito tre figure che schematizzano l’area della centrale con le zone maggiormente monitorate ed alcuni link che si aggiungono a quelli che vi abbiamo già proposto in precedenza.

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Fig.1

 

Acque/infiltrazioni sotterranee (acqua di falda utilizzata per le operazioni di sicurezza):

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/2013/images/tb-east_map-e.pdf

Porto interno (baia):

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/2013/images/2tb-east_map-e.pdf

Area esterna del Porto:

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/2013/images/intake_canal_map-e.pdf

Mare aperto in prossimità delle dighe frangiflutti:

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/2013/images/seawater_map-e.pdf

Mare aperto (oltre 20 km):

http://www.nsr.go.jp/english/data/131001.pdf

 

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Fig.2.a

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Fig.2.b: viene riprodotta, ingrandita e ruotata di 90°, l’area della banchina indicata dall’asterisco in Fig. 2.a con di fronte il molo che delimita il canale di ingresso/immissione, usato per convogliare le acque durante il normale funzionamento della centrale (la stessa area è indicata ai punti 3 e 4 di Fig. 1).

 

È qui che sono stati registrati i valori di campionamento più alti per quanto riguarda la concentrazione di radioattività da Cesio-134/137, emettitori-beta in generale e Trizio (H-3) in particolare.  Alcuni risultati per quanto riguarda l’acqua raccolta da infiltrazioni/flussi sotterranei superano ampiamente i limiti imposti dalla normativa vigente: 60 Bq/l (Cs-134), 90 Bq/l (Cs-137), 60000 Bq/l (H-3), 30 Bq/l (Sr-90) [la grande differenza tra il limite per il trizio e quello per gli altri è giustificata dalle diverse caratteristiche della radiazione emessa da questi radio-isotopi].

Occorre fare, a questo punto, almeno tre considerazioni fondamentali:

  1. densità pari a qualche decina di migliaia di becquerel per litro possono risultare impressionanti, si tengano, tuttavia, presenti le linee guida della OMS per l’acqua potabile, che prevedono 10 Bq/l come limite per Cs-134/137 e Strozio-90, 10000 Bq/l per il Trizio e si consideri per confronto la radioattività tipicamente presente nel corpo umano, ad esempio per il solo Potassio-40 circa 4500 Bq e per il Trizio 0.11 ÷ 0.48 Bq per cm3 di sangue (valori medi per abitanti in regioni a basso fondo di radioattività naturale)*;
  2. a poche decine di metri di distanza dalle posizioni di campionamento, dove si sono registrati i maggiori sforamenti dei limiti, i valori sono già più bassi, in alcuni casi di un paio di ordini di grandezza; nelle acque tra la banchina e il molo, così come in prossimità degli sbarramenti indicati in figura, per la maggior parte sono ampiamente nei limiti di sicurezza e man mano che ci si allontana in mare aperto i valori scendono fino ad arrivare in alcuni punti al di sotto del limite di rilevabilità. Fanno eccezione i livelli elevati di Cesio rilevati il 10 ottobre presso il litorale barricato della centrale [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/2013/1231317_5130.html]. La causa più probabile di valori che si discostano significativamente da tutti gli altri campionamenti nella stessa zona è che del materiale di riporto contaminato sia finito in acqua durante i lavori di costruzione degli sbarramenti tra le unità 1 & 2 ed il canale di immissione. Nel corso di tali lavori sono state iniettate nel terreno delle sostanze chimiche solidificanti con il risultato che parte del terreno si è spostato verso il bagnasciuga. Resta il fatto che all’interno dell’argine di contenimento i livelli di Cesio (effetto combinato degli isotopi 134 e 137) erano 10 volte superiori a quelli subito al di fuori. Inoltre, nessuna variazione di rilievo è stata registrata all’esterno del porto barricato (molo). È improbabile che la causa sia da attribuirsi al flusso delle acque sotterranee, poichè tali acque presentano un contenuto di Cesio abbastanza basso, certamente non sufficiente a causare un aumento di questo tipo nel corso di così poco tempo;
  3. il campionamento delle acque sotterranee avviene mediante pozzi che intercettano tunnel/parti di strutture sotto le aree dell’impianto maggiormente contaminate, dove fluiscono le acque utilizzate per il raffreddamento dei reattori; si tratta, quindi, di radioattività concentrata in zone difficilmente accessibili, se non del tutto inaccessibili e sempre più circoscritte, tenuto conto delle opere di contenimento e sbarramento che sono in completamento in tutta l’area in questione.

 

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Terminiamo con una riflessione.

Molto si discute sull’eventuale pericolosità dei quantitativi di isotopi radioattivi immessi nelle acque dell’oceano prospicienti la baia di fronte alla centrale nucleare di Fukushima.

Ne abbiamo già parlato, non abbiamo nuovi dati rilevanti a proposito, oltre a quanto qui sopra proposto. Molti continuano a parlarne a sproposito.

Vi lasciamo con una domanda: qualcuno si è chiesto quanta “radio-attività” è finita nell’oceano grazie alla semplice azione dragante dello tsunami?

Si faccia mente locale e si pensi alla superficie di costa giapponese investita dalle onde dello tsunami, ai normali livelli medi di radioattività del suolo, ossia delle percentuali di concentrazione di radionuclidi “naturali” (Uranio, Torio, Carbonio-14, Potassio-40 … tanto per fare dei nomi)*, alla percentuale di suolo che il mare si è “trascinato dietro”, ritirandosi, insieme a detriti di ogni specie e tipo, più o meno radio/tossici.

Qualcuno ha fatto i conti?

Perché tutta questa roba prima non c’era in mare, ora sì. E laddove è radio-attiva, trattasi di contaminazione?

 

*Per un approfondimento:

http://www.lnf.infn.it/lnfadmin/radiation/radioattivitanaturale.html#Radioattivitnaturale%20presente

http://www.lnf.infn.it/lnfadmin/radiation/radioattivitanaturale.html#Radioattivita’ naturale terrest

 

Nota generale:

il presente post è frutto per molta parte della traduzione ed elaborazione dei rapporti sullo stato avanzamento lavori forniti dalla TEPCO su base settimanale.

Quelli che giocano con la paura – Report su Fukushima

Il complesso nucleare di Fukushima Daiichi, Giappone, gravemente danneggiato dallo tsunami di due anni e mezzo fa, è di nuovo balzato agli onori della cronaca con le storie di una perdita apparentemente massiccia e incontrollabile di acqua pericolosamente contaminata riversatasi nell’Oceano Pacifico.
Nel marasma mediatico le notizie tecniche più o meno certe sono state soffocate da spazzatura di vario tipo. Il risultato è che sulla crisi in corso i veri dettagli rimangono sconosciuti ai più, vuoi perché molto vi si ricama sopra vuoi perché la TEPCO, il gestore degli impianti, laddove abbia la situazione sotto controllo, sembra incapace di trasmettere adeguatamente i risultati del proprio operato.

Per proseguire con la lettura dell’articolo e i relativi commenti, visitate il sito Appunti Digitali.

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Drowning by numbers*

Drowning by numbers*

[affogati dai numeri]

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È notizia dell’altro ieri, che Lake Barrett, quasi un’istituzione vivente nel campo della tecnologia nucleare, ex capo dell’Ufficio per la Gestione dei Rifiuti del Nucleare Civile per il DoE [Dipartimento dell’Energia – USA], è divenuto consulente della TEPCO per le attività concernenti la dismissione dell’impianto nucleare di Fukushima Daiichi. [http://www.japantoday.com/category/national/view/japan-must-release-fukushima-water-into-sea-u-s-adviser?utm_campaign=jt_newsletter&utm_medium=email&utm_source=jt_newsletter_2013-09-15_AM]
Forte della sua esperienza sul campo, per aver condotto le operazioni di pulizia a seguito della fusione parziale del nocciolo avvenuta a Three Mile Island nel 1979, si affiancherà a Dale Klein, altro super-esperto statunitense, nonché  “Nuclear Statesman” ed ex Presidente della NRC [Commissione per la Regolamentazione Nucleare].
I due veterani, in ottima forma, hanno esordito insistendo sulla necessità da parte delle autorità di informare rapidamente il pubblico per tranquillizzarlo, in quanto i rischi per la salute legati alle fughe di acqua radioattiva sono stati esagerati dai media giapponesi ed hanno contribuito a generare infondati timori fra la popolazione.
A queste esternazioni fa eco l’annuncio della NRA riguardo l’intenzione di condurre 600000 test sui fondali marini per monitorare la presenza di Cesio radioattivo. L’agenzia ritiene che i dati saranno fondamentali per valutare l’impatto a lungo termine sulle creature del mare.
Finora, sono stati effettuati circa 200 test a campione [http://www.nsr.go.jp/english/data/F1_130906.pdf], ma la decisione di ampliare il programma si lega alle crescenti preoccupazioni. L’area da testare coprirà 1000 chilometri quadrati al largo della costa dove è situata la centrale nucleare, estendendosi 50 km a nord e a sud e 20 km a est e a ovest. La NRA spera di avere risultati definitivi entro la primavera del 2014.
Un recente campionamento delle acque sotterranee all’interno del complesso dei serbatoi contenenti le acque reflue (impiegate nel raffreddamento dei reattori incidentati) mostra una contaminazione radioattiva da Trizio che supera significativamente i limiti imposti per legge in Giappone riguardo ai rilasci all’aperto (60000 Bq/l), in contrasto alle misure dello scorso 11 settembre. [http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/2013/images/south_discharge_130911-3-e.pdf]
Tuttavia è plausibile che solo una piccola quantità delle acque sotterranee sia penetrata nel vicino canale di scolo. Il Trizio, isotopo radioattivo dell’idrogeno, tra tutti i sotto-prodotti di un reattore nucleare è quello che di gran lunga emette la più debole radiazione beta, inoltre, è naturalmente presente ovunque vi sia acqua, in percentuali diverse a seconda dei casi. La situazione è, dunque, ben lungi dal poter essere descritta con le parole del Japan Times, dove si è affermato che il terreno sotto il complesso dei serbatoi di Fukushima Daiichi si sta trasformando in una “palude radioattiva”.
Nel frattempo, tra le più recenti letture presso il vicino canale di scolo solo una posizione mostra un livello da beta-emettitori significativo (2000 Bq/l). Inoltre, il Presidente della TEPCO, Naomi Hirose, ha affermato: “A giudicare dai risultati del nostro monitoraggio a 3 km in mare aperto, non vi è stato alcun impatto sulle acque dell’oceano. Crediamo che l’impatto sulle acque circostanti sia limitato alla zona all’interno del porto della centrale elettrica”. [http://english.kyodonews.jp/news/2013/09/244878.html]
Infine, il campionamento dell’acqua prelevata dal pozzo di osservazione sul mare (lato unità 1 e 2), che aveva dato il via alla “questione sotterranea” il mese scorso, non rileva più alcuna presenza di Cesio né radioattività da emettitori-beta (ivi compreso lo Stronzio). Continua ad essere relativamente alta, invece, quella del Trizio (80000 Bq/l). Con questo si conferma che Cesio e Stronzio non sono trasportati dalle acque sotterranee (se non in percentuale estremamente piccola), mentre il Trizio lo è.
Anche se non è possibile definire la situazione come “definitivamente sotto controllo”, quanto sopra esposto fornisce un aggiornamento di carattere positivo rispetto ai dati allarmanti che hanno inondato i media nelle ultime settimane.
In particolare appare evidente che le stime “cautelative” della TEPCO [http://www.japantimes.co.jp/news/2013/08/22/national/rate-of-radioactive-flow-to-pacific-alarming/#.UjgvkNJ4qrg] concernenti le fughe radioattive in mare erano infondate. Anzi, sembra che tali stime si fondassero esclusivamente sul timore degli operatori di fornire cifre troppo basse, vedendosi costretti in un secondo momento a ritrattare quanto comunicato, con conseguente elevato rischio di essere accusati di nascondere la gravità del problema. Un atteggiamento comprensibile, anche se discutibile.

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Fig.: Immagine-bufala circolante negli ultimi tempi tra siti internet e social-network suscitando allarmismo.  In realtà rappresenta soltanto una modellazione lagrangiana del moto di una particella di biomassa, in origine nei pressi di Fukushima. Come specificato nel sito da cui è tratta (http://www.asrltd.com/japan/plume.php), non illustra in alcun modo eventuali concentrazioni di radionuclidi.

In ogni caso, mentre ci chiedevamo che fine avessero fatto quei trenta trilioni di becquerel che da maggio 2011 si diceva fossero stati “riversati” nell’oceano, abbiamo provato a fare i “conti della serva”.
Mettiamo che sia tutto vero, che a causa delle varie perdite di acqua contaminata susseguitesi all’incidente nucleare di Fukushima Daiichi l’Oceano Pacifico abbia ricevuto 3×1013 Bq in aggiunta alla sua radioattività naturale. Eh sì, perché i mari sono naturalmente radioattivi, in particolare l’oceano in questione presenta i livelli medi specificati qui di seguito in dettaglio:

radioattività naturale complessiva

dell’Oceano Pacifico

[Bq]

Uranio

2.2E+19

Potassio-40

7.4E+21

Carbonio-14

3.0E+18

Rubidio-87

7.0E+20

Trizio

3.7E+17

TOT

8.1E+21

Fonte: http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm

Assumendo la condizione più probabile sul lungo periodo, ossia completa diffusione e diluizione dei contaminanti nell’intero volume dell’oceano (6.5E+17 m3 – circa settecentomila trilioni di metri cubi), si ottiene una variazione della radioattività pari a circa quattro deci-milionesimi dell’un-percento (0.00000037%).
Ora si osserverà: “ma questo è lo scenario più favorevole, che dire se gli isotopi radioattivi non si dovessero diffondere uniformemente/omogeneamente?” Ed ancora: “qui si riportano solo valori della radioattività, che non forniscono informazioni sulla pericolosità degli emettitori per la salute delle persone e degli animali.”
È vero, ma è anche cosa voluta, onde evitare di “affogare nei numeri”. In primo luogo, perché le stime delle dosi sono più complicate, essendo diverse a seconda del tipo di radiazione e dipendendo dal tipo e dal tempo di esposizione (stare a pochi millimetri da un sorgente beta non è la stessa cosa che starci a qualche metro; ingerire una sorgente alfa non è la stessa cosa di maneggiarla, avere a che fare con minuscole quantità di gamma-emettitori per poco/molto tempo non è la stessa cosa che con quantità maggiori per poco/molto tempo – e così via, in tutte le combinazioni possibili con o senza mezzi schermanti/mitiganti…). In secondo luogo, perché scenari meno favorevoli richiedono calcoli più complicati, con molti fattori/forzanti in gioco. È molto probabile che qualcuno accreditato per farlo si stia già adoperando in proposito. In terzo luogo, … ehi, vi siete dimenticati che l’assunto iniziale è infondato?!
Vi terremo aggiornati, nel frattempo, se vi capitasse di vedere immagini da modellazione computazionale, dove l’acqua contaminata si diffonde nell’Oceano Pacifico come un’enorme ed inquietante chiazza multicolore, cercate di ricordarvi che si tratta “al massimo” di quei quattro deci-milionesimi di un-percento di radioattività che si vanno ad aggiungere ai livelli naturali dell’oceano, sparpagliandosi in qualche modo.

———

* per chi non l’avesse capito al volo, il titolo è la citazione di quello di un film di Peter Greenaway del 1988

 

Acqua contaminata a Fukushima

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A seguito della fuoriuscita di acqua contaminata contenente isotopi radioattivi, registrata lo scorso 19 agosto 2013 dalla TEPCO nei pressi di un serbatoio dell’area H4 dell’impianto nucleare Fukushima Daiichi, il 28 agosto 2013 l’Autorità per la Regolamentazione Nucleare giapponese (NRA) ha stabilito in accordo con l’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica (IAEA) che l’incidente deve essere classificato di livello 3 sulla scala INES [http://www.nsr.go.jp/english/e_news/data/13/0828.pdf].

Serbatoi come quello interessato dalla perdita sono attualmente impiegati nella centrale per contenere l’acqua contaminata per via dell’utilizzo ai fini di mantenere i reattori incidentati nelle migliori condizioni di sicurezza. I livelli di radioattività registrati nel fossato attorno ai serbatoi sono così distinti:

Cesio-134:                 46     Bq/cm3

Cesio-137:                 100    Bq/cm3

Totale beta-emettitori:    80000  Bq/cm3

La perdita di acqua contaminata ad un primo esame sembra ammontare a circa 300 m3, in quanto gli operatori hanno rilevato all’interno del serbatoio in esame un livello di riempimento pari a 700 m3, laddove il medesimo avrebbe dovuto contenere 1000 m3 di acqua contaminata.

Non è stato registrato alcun incremento significativo della radioattività nell’acqua di mare nei pressi del canale che sfocia nell’oceano di fronte alla centrale; al contempo il rateo di dose registrato nell’aria nelle immediate vicinanze del canale stesso presenta valori elevati [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/2013/1230277_5130.html], confermati anche durante il sopralluogo effettuato ieri, 3 settembre 2013.

Negli ultimi due giorni i valori registrati sono risultati in aumento [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/2013/1230278_5130.html], probabilmente a causa dell’aumentata concentrazione dei radionuclidi legata al minor livello di diluizione in acqua conseguente all’interruzione delle perdite, alla normale evaporazione ed all’assorbimento nel terreno.

Infine, a seguito delle ultime ispezioni sono stati resi disponibili dati aggiornati inerenti i ratei di dose registrati anche nelle aree H6 ed H3 [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/2013/1230277_5130.html].

I dati raccolti sono consultabili praticamente in tempo reale: http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/smp/index-e.html.

La TEPCO ha reso di pubblico dominio [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu13_e/images/130830e0201.pdf] una serie di tabelle riepilogative che illustrano l’esposizione alle radiazioni, cui sono stati sottoposti i vari operatori nei mesi di maggio, giugno e luglio 2013, nonché i valori complessivi registrati da inizio crisi.

Tenuto conto di tutti i rilievi effettuati e che la contaminazione dovuta alle perdite di acqua radioattiva continua a rimanere particolarmente circoscritta, ad oggi non è stato dichiarato alcun rischio sanitario per la popolazione.