I tecnici del Joint Research Center: il nucleare è una tecnologia sostenibile

È di alcuni giorni fa una notizia che potrebbe dare una svolta alle future politiche energetiche europee. L’agenzia di stampa Reuters ha fatto trapelare una bozza di documento redatto dal Joint Research Center (JRC), l’organismo tecnico-scientifico della Commissione Europea, nel quale gli esperti si sono pronunciati in maniera positiva in merito all’inclusione dell’energia nucleare nella tassonomia europea sulla finanza sostenibile.

Ricordiamo che in una relazione pubblicata nel giugno del 2019, il Technical Expert Group (TEG), incaricato di redigere la lista delle tecnologie finanziabili per la crescita sostenibile, pur riconoscendo gli aspetti positivi dell’energia nucleare in quanto fonte a basse emissioni di gas climalteranti, ne aveva proposto in prima battuta l’esclusione. I tecnici del TEG avevano infatti sollevato delle perplessità e suggerito ulteriori approfondimenti in merito alla sicurezza a lungo termine dell’intera filiera nucleare, con particolare attenzione alla questione della gestione dei rifiuti radioattivi.

Ad approfondire la questione è stato incaricato proprio il JRC, e le conclusioni paiono nette e inequivocabili. Ne riportiamo qui alcuni passaggi:

Average lifecycle GHG emissions determined for electricity production from nuclear energy are comparable to the values characteristic to hydropower and wind

Le emissioni di gas serra in tutto il ciclo di vita determinate dalla produzione di elettricità dall’energia nucleare è comparabile con i valori caratteristici dell’idroelettrico ed eolico

Nuclear energy has very low NOx (nitrous oxides), SO2 (sulphur dioxide), PM (particulate matter) and NMVOC (non-methane volatile organic compounds) emissions, the values are comparable to the emissions of solar PV and wind

L’energia nucleare è caratterizzata da emissioni molto basse di NOx (ossidi di azoto), SO2 (anidride solforosa, diossido di zolfo), PM (particolato atmosferico) e NMVOC (composti organici volatili non metanici), i valori sono simili a quelli delle emissioni del solare fotovoltaico ed eolico

If other impact categories are considered (e.g. acidification and eutrophication potentials), then nuclear energy is again comparable to solar PV and wind

Se consideriamo altre categorie di effetti (ad esempio acidificazione e eutrofizzazione) l’energia nucleare è di nuovo simile a solare fotovoltaico ed eolico

The same is true for freshwater and marine eco-toxicity; ozone depletion and POCP (photochemical oxidant creation potential)

Lo stesso vale per l’ecotossicità di acque dolci o marine; riduzione dell’ozono e POCP (formazione di smog fotochimico)

Land occupation of nuclear energy is about the same as for an equivalent capacity gas-fired plant, but significantly smaller than wind or solar PV

L’occupazione del suolo dell’energia nucleare è circa la stessa per un impianto a gas di capacità equivalente, ma significativamente minore dell’eolico o solare fotovoltaico

Impacts of nuclear energy on the human health and the environment are mostly comparable to hydropower and the renewables, if non-radiological effects are considered.

L’impatto dell’energia nucleare sulla salute umana ed ambientale è praticamente simile a quello dell’idroelettrico e delle rinnovabili, se consideriamo gli effetti non radiologici.

The analyses did not reveal any science-based evidence that nuclear energy does more harm to the human health or to the environment than other electricity production technologies already included in the Taxonomy as activities supporting climate change mitigation.

Le analisi non hanno rilevato alcuna prova scientifica che l’energia nucleare provochi più danno alla salute umana o ambientale rispetto alle altre tecnologie di produzione dell’elettricità già incluse nella Tassonomia come attività che supportano la mitigazione del cambiamento climatico.

It can therefore be concluded that all potentially harmful impacts of the various nuclear energy lifecycle phases on human health and the environment can be duly prevented or avoided. The nuclear energy-based electricity production and the associated activities in the whole nuclear fuel cycle (e.g. uranium mining, nuclear fuel fabrication, etc.) do not represent significant harm to any of the TEG objectives, provided that all specific industrial activities involved fulfil the related Technical Screening Criteria.

Si può quindi concludere che gli impatti sulla salute umana e ambientale potenzialmente dannosi delle varie fasi del ciclo di vita dell’energia nucleare possono essere debitamente/puntualmente previsti ed evitati. La produzione di elettricità basata sull’energia nucleare e le attività associate all’intero ciclo di vita del combustibile (ad esempio l’estrazione dell’Uranio, la produzione del combustibile nucleare, ecc) non rappresentano un danno significativo per nessuno degli obiettivi del TEG (gruppo di esperti tecnici sulla finanza sostenibile), visto che tutte le specifiche attività industriali coinvolte rispondono ai relativi TSC (criteri tecnici di selezione.

Cosa accadrà nelle prossime settimane? Quando la versione definitiva di questo report verrà pubblicata, due comitati avranno tre mesi di tempo per esaminarne i risultati. In seguito la Commissione Europea dovrà prendere una decisione definitiva e motivata sull’eventuale aggiornamento della Tassonomia, che recepisca (o meno) le conclusioni e le indicazioni del JRC.
Nel frattempo, l’attenzione sul tema è alle stelle. Il riconoscimento della sostenibilità dell’energia nucleare è stato a larga voce richiesto da un nutrito gruppo di associazioni e organizzazioni non-governative – tra cui, per l’Italia, il Comitato Nucleare e Ragione – con una lettera aperta rivolta alla presidentessa della Commissione, Ursula van der Leyen.

Seguiremo con attenzione la vicenda e ne daremo notizia su questo sito. Nel frattempo rimaniamo in fiduciosa attesa e rilanciamo l’appello tanto caro al mondo ambientalista: «Listen to the scientists!».

Quante vittime sono dovute al nucleare? – di Kurzgesagt

con sottotitoli in italiano!

Kurzgesagt – in a nutshell ha pubblicato un video che ci è piaciuto moltissimo e che vi consigliamo!

Come al loro solito attraverso grafiche bellissime e fonti ben verificate, Kurzgesagt ci racconta quante vittime ha causato l’energia nucleare rispetto alle altre fonti energetiche. Nel video troverete un approfondimento sugli incidenti di Chernobyl e Fukushima e della diga di Banqiao, sull’inquinamento atmosferico… ma non spoileriamo altro!

Noi del Comitato Nucleare e Ragione, per favorirne l’accessibilità, abbiamo lavorato esclusivamente ai sottotitoli in italiano che sono stati appena aggiunti al video da Kurzgesagt

Buona visione!

Aperitivo Nucleare: i numeri del nucleare

Questo venerdì 26 Marzo alle 18.30 il nostro socio Andrea Camerini, studente di Nuclear Engineering, nel nostro Aperitivo Nucleare ci parlerà di numeri!

Abbiamo spesso parlato dei tanti aspetti peculiari della fissione nucleare, ed è arrivato il momento di snocciolare qualche numero che possa rendere bene la differenza tra questa e le altre forme di energia. Andrea ci parlerà ad esempio di

  • occupazione del suolo
  • densità energetica
  • volume dei rifiuti
  • costi
  • utilizzo di risorse
  • sicurezza e rischio
  • confronto con altre fonti
  • nucleare nel mondo e nel futuro

Vi aspettiamo, come sempre drink in mano! 🍻😎


In tanti ci avete chiesto la presentazione!

Un mondo migliore grazie alle tecnologie nucleari

di Enrico Brandmayr per AIN, ripubblichiamo integralmente

Abbiamo spesso parlato del contributo dell’energia nucleare agli sforzi di decarbonizzazione del settore energetico e di come questo sia considerato imprescindibile da gran parte delle organizzazioni internazionali del settore e dal consenso scientifico al fine di mitigare le conseguenze del cambiamento climatico di origine antropica.

Tuttavia i benefici delle tecnologie nucleari sono più vasti e non limitati al settore energetico.

A questa conclusione giunge anche il nuovo rapporto redatto dalla United Nations Economic Commission for Europe (UNECE), un organismo che, in seno alle Nazioni Unite, si occupa di promuovere e armonizzare lo sviluppo economico del continente dal secondo dopoguerra.

Nel documento, intitolato  Application of the United Nations Framework Classification for Resources and the United Nations Resource Management System: Use of Nuclear Fuel Resources for Sustainable Development – Entry Pathways, si evidenzia come di fatto l’utilizzo delle tecnologie nucleari possa contribuire al raggiungimento di tutti e 17 gli obiettivi d sostenibilità declinati nell’Agenda 2030.

In particolare, il Sommario del rapporto afferma testualmente che “l’energia nucleare è uno strumento indispensabile per raggiungere gli obiettivi globali di sviluppo sostenibile. Essa riveste un ruolo cruciale nella decarbonizzazione del settore energetico, così come nell’eradicare la povertà, sconfiggere la fame, fornire acqua pulita ed energia a buon mercato, promuovere la crescita economica e l’innovazione industriale”.

Il rapporto si sofferma inoltre sulle potenzialità di costruire un ciclo di vita del nucleare che sia sostenibile a scala nazionale e regionale, partendo dal ciclo del combustibile per arrivare alla gestione delle scorie. A supporto delle conclusioni il rapporto presenta una disamina delle tecnologie nucleari attualmente disponibili sul mercato e delle innovazioni che dovrebbero rendersi disponibili entro il prossimo decennio, come i reattori avanzati e i piccoli reattori modulari.

Una sezione del rapporto è inoltre dedicata all’analisi dei costi – con una disamina delle diverse forme di finanziamento applicate ai progetti nucleari – e al confronto dei costi e delle esternalità del nucleare nel contesto delle diverse fonti di produzione di energia. Il nucleare si posiziona egregiamente in questo confronto, basato su diversi studi scientifici, potendo vantare esternalità negative inferiori persino al solare fotovoltaico.

Tuttavia il rapporto non manca di puntualizzare come esistano alcune barriere che prevengono l’espansione o la nascita di nuovi programmi nucleari, che possono essere rimosse migliorando le politiche energetiche degli Stati e la percezione pubblica del nucleare.

Di seguito riportiamo i 17 obiettivi dello Sviluppo Sostenibile e una sintesi del contributo dato a ciascuno di essi dalla tecnologia nucleare.

SDG 1 – Sconfiggere la povertà

L’adozione dell’energia nucleare crea numerosi posti di lavoro qualificati direttamente ed indirettamente. Contribuisce inoltre alla crescita economica promuovendo lo sviluppo di un settore industriale energivoro. L’energia nucleare è resiliente agli eventi meteorologici estremi e quindi costituisce una fonte di energia affidabile.

SDG 2 – Sconfiggere la fame

L’energia nucleare promuove la produzione sostenibile di cibo. Numerose tecnologie nucleari possono essere utilizzate per migliorare la resa agricola e per proteggere le coltivazioni dai parassiti. La desalinizzazione dell’acqua tramite energia nucleare può anch’essa contribuire ad aumentare la resa agricola nei Paesi con scarsità d’acqua dolce.

SDG 3 – Salute e benessere

L’energia nucleare, grazie alle sue basse emissioni e virtualmente priva di scarti inquinanti liberati nell’ambiente, contribuisce direttamente alla salute delle popolazioni. L’utilizzo dell’energia nucleare contribuisce allo sviluppo dell’infrastruttura sanitaria necessaria ai Paesi moderni e accresce l’automazione, riducendo l’esposizione delle popolazioni a lavori usuranti.

Le tecnologie nucleari trovano impiego diretto in medicina per la prevenzione, diagnosi e cura di varie patologie.

SDG 4 – Istruzione di qualità

Le tecnologie nucleari richiedono un vasto bacino di personale ad alta scolarizzazione e qualificazione che spazia in tutto il campo scientifico e matematico e anche in altre professioni. Lo sviluppo di programmi nucleari promuove, anzi richiede, lo sviluppo di tali competenze e la creazione di opportunità formative anche a livello internazionale.

SGD 5 – Parità di genere

La disponibilità di energia abbondante, affidabile e a basso costo promuove l’emancipazione femminile dalle attività prettamente domestiche o di sostentamento agricolo, promuovendo la parità di genere nel campo occupazionale. Benché a livello internazionale l’ingegneria sia storicamente un campo di occupazione prevalentemente maschile, cresce l’attenzione della comunità nucleare internazionale nel promuovere l’assunzione di donne meritevoli in posizioni di leadership e responsabilità.

SDG 6 – Acqua pulita e servizi igienico-sanitari

L’energia nucleare può essere direttamente impiegata per la desalinizzazione dell’acqua. Un efficiente sistema elettrico contribuisce all’efficienza dei sistemi igienico sanitari. Tecniche nucleari possono essere impiegate nello studio della qualità dell’acqua e per l’efficientamento del suo utilizzo in agricoltura.

SDG 7 – Energia pulita ed accessibile

L’energia nucleare contribuisce direttamente a questo obiettivo essendo energia pulita, affidabile e a costi competitivi. Oltre ad alimentare il settore elettrico, il nucleare può essere impiegato per produrre calore per attività industriali e riscaldamento residenziale, nonché nella produzione di idrogeno pulito e carburanti di sintesi.

SDG 8 – Lavoro dignitoso e crescita economica

L’accesso ad un efficiente sistema elettrico è il motore primo della crescita economica. In aggiunta, il nucleare contribuisce direttamente alla creazione di forza lavoro ben pagata e specializzata in numerosi ambiti. Un programma nucleare contribuisce allo sviluppo infrastrutturale del Paese che lo adotta. Gli standard di sicurezza dei lavoratori dell’industria nucleare sono molto elevati.

SDG 9 – Imprese, innovazione e infrastrutture

Le centrali nucleari sono colossali progetti infrastrutturali ad alto grado di innovazione. Le tecniche nucleari applicate all’industria contribuiscono ad innovare i prodotti ed a renderli più sicuri.

SDG 10 – Ridurre le disuguaglianze

Il nucleare contribuisce a questo obiettivo primariamente riducendo le disuguaglianze socio-economiche tramite l’estensione dell’accesso all’energia e all’elettricità.

SDG 11 – Città e comunità sostenibili

L’energia nucleare promuove l’elettrificazione e dunque la riduzione dell’impatto ambientale dei trasporti e di altre attività urbane. I reattori modulari ed i micro-reattori possono rendere sostenibili piccole comunità isolate che ad oggi si avvalgono dei combustibili fossili.

SDG 12 – Consumo e produzione responsabili

L’elevata densità energetica dell’uranio fa si che la produzione di energia nucleare sia tra le più competitive in termini di basso uso del suolo e limitato uso di materiali.
Il combustibile nucleare non ha altri usi con i quali compete e quindi non distorce altri mercati sensibili, come nel caso dei prodotti agricoli o forestali utilizzati a scopi energetici. Anche il volume di rifiuti generati dalle attività nucleari è limitato, e trattato secondo rigorosissimi protocolli ambientali e di sicurezza.

SDG 13 – Lotta contro il cambiamento climatico

Il cambiamento climatico rappresenta una delle principali minacce per le generazioni future. La produzione di energia a basse emissioni tramite fonte nucleare è indispensabile per contrastarne gli effetti.

SDG 14 – La vita sott’acqua

La produzione di energia nucleare non danneggia l’ambiente marino. Inoltre, numerose tecniche nucleari sono utilizzate per lo studio e la protezione della biodiversità oceanica e degli ecosistemi marini e lacustri.

SDG 15 – La vita sulla terra

Il basso consumo del suolo dell’energia nucleare fa si che questa non sia in competizione con gli ecosistemi terrestri, anzi molto spesso una ricca biodiversità trova rifugio entro i limiti degli impianti nucleari, che sono isolati e scarsamente antropizzati.

SDG 16 – Pace, giustizia ed istituzioni solide

I programmi nucleari richiedono un forte quadro regolatorio e istituzioni di controllo nazionali ed internazionali.

SDG 17 – Partnership per gli obiettivi

La comunità nucleare ha sviluppato modelli di cooperazione tra governi, organizzazioni non governative, istituzioni accademiche. In seno alle sole Nazioni Unite, sono molteplici gli organismi che si occupano e promuovono la cooperazione in ambito nucleare (eg. IAEA, UNSCEAR). Gli Stati che vogliono avviare un programma nucleare ottengono un ampio supporto internazionale per farlo.

Effetti economici della centrale nucleare di Akkuyu

Pubblichiamo il secondo articolo della nostra serie dedicata allo sviluppo del nucleare civile in Turchia. La prima parte è disponibile a questo link e la terza parte a questo link.

L’impianto nucleare di Akkuyu è un progetto fondamentale per la Turchia. La prima centrale nucleare della Repubblica di Turchia diventerà una fonte stabile di elettricità, contribuirà allo sviluppo sociale ed economico del paese e della regione e la costruzione della centrale nucleare di Akkuyu romperà il ghiaccio nella creazione e sviluppo di un’industria nucleare nuova nel paese.

La Turchia ha l’opportunità di acquisire esperienza e le migliori tecnologie accumulate in molti anni di sviluppo del settore. Rosatom State Corporation ha un’esperienza unica nel campo della costruzione e del funzionamento nucleare, che garantisce la messa in campo delle pratiche e delle migliori tecnologie di maggior successo. L’intera quantità di conoscenza accumulata sarà comunicata direttamente agli specialisti turchi, poiché il progetto prevede la massima partecipazione delle aziende turche ai lavori di costruzione e installazione, e successivamente specialisti turchi saranno coinvolti in tutte le fasi del suo ciclo di vita.

Il progetto Akkuyu offre significative opportunità per i fornitori turchi. Si stima attualmente che le società turche possano eseguire fino al 40% dei lavori di costruzione della centrale nucleare di Akkuyu.

La costruzione di centrali nucleari fornisce crescita economica e condizioni per l’emergere di nuovi posti di lavoro: 1 posto di lavoro durante la costruzione di centrali nucleari crea più di 10 posti di lavoro nelle industrie correlate. Lo sviluppo dell’industria dell’energia nucleare contribuisce alla crescita della ricerca scientifica, della produzione e dell’esportazione di prodotti ad alta tecnologia.

La maggior parte di coloro che lavoreranno nel cantiere vivranno nel distretto di Gulnar, nelle immediate vicinanze. Si prevede di costruire un sito temporaneo con infrastrutture per i lavoratori provenienti da altre regioni della Turchia (per diverse migliaia di persone), e un’area residenziale permanente, anch’essa con infrastrutture per ospitare il personale della centrale nucleare con le loro famiglie (circa 4.500 persone).

Si prevede che fino a 10.000 persone lavoreranno nel sito durante il periodo di massima costruzione. Nella provincia di Mersin saranno sviluppate infrastrutture regionali, commercio e attività alberghiera, ricerca, medicina, ingegneria meccanica e agricoltura.

Ci saranno locali residenziali, alberghi, negozi, scuole e asili, un centro medico, una banca, strutture culturali e sportive.

Gli abitanti interessati e adeguatamente qualificati della provincia di Mersin e delle regioni circostanti potranno lavorare in tutte le strutture all’interno della centrale nucleare e delle aree residenziali.

Con la messa in servizio dell’impianto, lo sviluppo delle infrastrutture, la creazione di nuovi posti di lavoro e la crescita della popolazione nella regione, la provincia di Mersin acquisirà un ulteriore impulso per lo sviluppo delle industrie locali, del settore dei servizi, delle attività alberghiere e diventerà più attraente sia per i residenti che per i turisti.

La domanda di elettricità in Turchia è in crescita e la produzione di energia nucleare sta diventando una necessità. Se la centrale nucleare di Akkuyu fosse stata costruita 10 anni prima, la Turchia avrebbe risparmiato fino a 14 miliardi di dollari in acquisti di gas.

Secondo i calcoli del Ministero dell’Energia e delle Risorse Naturali, se Akkuyu dovesse iniziare a funzionare oggi, da sola fornirebbe elettricità a una grande città con una popolazione di 15 milioni di abitanti, come Istanbul.

La costruzione della “città atomica” prevede lo sviluppo di un’area di circa 70 ettari:
~ 40 ha di sviluppo residenziale
~ 30 ha di infrastrutture

E’ prevista la costruzione di nuove strutture residenziali moderne, nonché strade, uffici, infrastrutture culturali e sociali, comprese istituzioni educative per bambini, ristorazione e strutture ricreative:
– edifici residenziali per il personale (~ 3000 appartamenti per circa 6000 persone)
– edifici per uffici (per le società partecipanti al progetto Akkuyu NPP)
– centro di formazione educativa (ETC)
– centro di informazione pubblica (PIC)
– negozi, area mercato, punti vendita
– attività di ristorazione
– aree ricreative
– scuole e asili
– centri fitness, sportivi e sanitari
– centro medico
– centri culturali
– rete stradale e parcheggi
– parchi paesaggistici

Il contributo stimato al PIL fornito dalla crescita del commercio (ordini / ricavi) di aziende in vari settori dell’economia (anche tra i partner turchi per la costruzione della città e Akkuyu NPP) si stima possa  raggiungere i 400 milioni di dollari.

Quindi, possiamo parlare di un effetto finanziario atteso di circa 50 milioni di dollari sotto forma di ritorno del flusso di cassa sugli investimenti in strutture commerciali (negozi locali, centri commerciali e di intrattenimento, ecc.).

Vale la pena menzionare effetti sociali come la costruzione di edifici residenziali moderni, la creazione di infrastrutture di trasporto, la crescita dell’occupazione e un aumento generale dell’attrattiva della regione per l’industria del turismo, il mercato degli affari e del mercato immobiliare residenziale.

In quest’ottica, possiamo parlare di un effetto socio-economico totale atteso di circa 630 milioni di dollari, secondo stime preliminari basate sulle attuali condizioni di sviluppo della regione.

Ing. Massimo Giorgi
Regional Director for Europe per NIATR (NUCLEAR INDUSTRY ASSOCIATION)
www.niatr.org

Si può salvare il mondo rompendo gli atomi? – con Liceo Copernico di Brescia

Domani martedì 16 marzo i nostri soci Proff. Antonio Cammi e Matteo Passoni, docenti del Politecnico di Milano e in particolare membri del Consiglio di Corso di Studi di Nuclear Engineering, interverranno durante l’assemblea d’istituto del Liceo Copernico di Brescia a proposito dell’energia nucleare. Ospite anche il Prof. Marco Ricotti, anch’egli docente Polimi nel corso di studi di Nuclear Engineering e Presidente del CIRTEN, e Luca Romano de L’Avvocato dell’Atomo.

La nostra associazione tiene molto al confronto e al dibattito all’interno delle scuole, purtroppo in questo ultimo anno sospeso per la grave difficoltà attraversata dal mondo scolastico. Vorresti organizzare anche nella tua scuola un dibattito o un’attività? Scrivici qui!

A 10 anni da Fukushima, 53 centrali nucleari in costruzione nel mondo – ANSA Scienza e Tecnologia

“Oggi nel mondo si produce più energia nucleare che nel 2011 [e l’incidente di Fukushima ha insegnato che] nonostante l’eccezionalità dell’evento naturale, l’incidente poteva essere evitato o almeno meglio gestito, come peraltro dimostrato dalle due centrali vicine di Onagawa e Fukushima-Daini, che hanno resistito senza problemi sia al sisma sia allo tsunami”.

Queste le parole del nostro socio il Professor Matteo Passoni, coordinatore del corso di studi Nuclear Engineering al Politecnico di Milano, ad ANSA Scienza e Tecnologia.

L’occasione dei 10 anni dal terremoto e tsunami che devastarono la prefettura di Fukushima permette anche di ampliare lo sguardo alla situazione internazionale dell’utilizzo della fissione come fonte di energia, e del suo sviluppo in Paesi come la Turchia (ne stiamo parlando anche sul nostro sito), Emirati Arabi, Bielorussia, Russia, Cina, India e molti altri.

Qui sotto il link, buona lettura!

Energia nucleare: Pro e contro – con Will media

La nostra socia Sonia Peggiani ha partecipato ad un dibattito organizzato da Will media, è appena uscito il video su Facebook, Instagram e Youtube!

Quattro i temi principali:

  • La sicurezza delle centrali nucleari
  • La dipendenza energetica da paesi terzi
  • Lo smaltimento delle scorie
  • L’energia nucleare per la riduzione delle emissioni di gas serra

Buona visione!

Fukushima, 10 anni dopo: tra mito e realtà

Oggi ricorrono i 10 anni dal terremoto e conseguente tsunami che hanno devastato il Giappone e provocato migliaia di vittime. Purtroppo viene ricordato principalmente per l’incidente alla centrale di Fukushima Daiichi.

Insieme ad altre pagine abbiamo organizzato per oggi 11 marzo alle 21:00 una diretta proprio per parlare dell’incidente, delle storture mediatiche e delle bufale circolanti. Ci troverete insieme a

Per il Comitato Nucleare e Ragione ci sarà il presidente Pierluigi Totaro.

Vi aspettiamo!

Fact-checking della puntata di Atlantide (La7) – Approfondimento speciale su Fukushima Daiichi

di Elena Tonello e Davide Vavassori

Durante la puntata di Atlantide del 17 febbraio 2021 si è voluto ricordare l’incidente dell’impianto nucleare di Fukushima Daiichi, in occasione del decimo anniversario.
Andrea Purgatori, conduttore della trasmissione, ha ospitato il giornalista Pio d’Emilia in collegamento da Tokyo. Insieme hanno trasmesso e commentato il documentario “Fukushima: a nuclear story” (2015) di Matteo Gagliardi, con protagonista lo stesso d’Emilia.
Da ingegneri nucleari abbiamo seguito la trasmissione con molto interesse, non tanto per gli aspetti più tecnici, che abbiamo avuto modo di studiare, quanto più per poter conoscere anche il lato umano della vicenda. Crediamo, infatti, che sia fondamentale trasmettere le testimonianze degli abitanti dei territori che hanno vissuto in prima persona la tragedia del terremoto, dello tsunami e dell’evacuazione, così come quelle delle persone che si sono trovate a dover gestire la crisi, sia all’interno della centrale nucleare sia ai vertici del governo della nazione giapponese. Anche la narrazione in prima persona di un italiano che si trova ad affrontare una situazione del genere immerso in una cultura tanto diversa dalla nostra offre importanti spunti di riflessione.
Tuttavia, lo stesso d’Emilia introducendo il lmato ci dice che il documentario non vuole mostrare solo la parte giornalistica, ma vuole avere anche carattere informativo sul nucleare, auspicando che “guardando questo film la gente capisca davvero […] che cosa è successo, e soprattutto cosa può ancora succedere, a Fukushima […] e poi [capisca] come funziona una centrale nucleare e quali sono le problematiche”.
Alla luce della pretesa che il documentario si pone, ci sembra dunque importante riprendere e commentare alcuni dei passaggi della trasmissione, ed i messaggi che, a nostro avviso, ne emergono. In particolare:

  • La diffidenza verso le agenzie nazionali ed internazionali, come la NISA (Nuclear and Industrial Safety Agency), definita “un organo di censura” e la IAEA (International Atomic Energy Agency), di cui si sottolinea come sia per l’energia atomica. Il documentario utilizza, quasi esclusivamente, come fonte il Rapporto Kurokawa. Quasi esclusivamente, perché una parte sembra invece fare riferimento al rapporto tecnico della TEPCO, la società proprietaria della centrale (questo nonostante poco prima si fosse affermata la totale inaffidabilità della compagnia).
  • L’assoluta pericolosità delle radiazioni ionizzanti, la loro inafferrabilità e la nostra totale mancanza di difese nei loro confronti. Nel trattare questa tematica ci sembra si voglia far trasparire un alone di mistero come con la frase, “[la radioattività] non ha forma, non ha odore, non emette suoni, è un nemico invisibile, subdolo”. È facile in questo alone di mistero instillare sentimenti di timore ed alimentarli ricordando come “i propri figli possano ammalarsi di cancro o di leucemia per un cartone di latte sbagliato”.
  • La totale mancanza di sicurezza delle centrali nucleari, anche per le “bugie, i silenzi, le omertà di chi gestisce gli impianti” come ricorda Purgatori prima di una pausa pubblicitaria. A questo proposito il documentario sostiene in primo luogo, che il disastro di Fukushima “sia stato causato dall’uomo, e dunque tutt’altro che Sotegai” (imprevedibile, in giapponese), ma anche che “un disastro ben più grave è stato evitato perché una valvola si è rotta” e che “siamo salvi perché miracolosamente nel paese della tecnologia qualcosa non ha funzionato”. La conclusione del giornalista è lapidaria: “il nucleare non funziona”.
  • Il “disastro assoluto” che deriverebbe dal rilascio in mare “una quantità spaventosa di acqua radioattiva” utilizzata per raffreddare i reattori e come “il Pacifico, come tutti i mari, è già abbastanza inquinato, c’è molta radioattività, anche per una serie di sottomarini nucleari”.

Nel seguito, dunque, proveremo a riprendere queste considerazioni, ad approfondirle, spiegando i concetti chiave necessari per comprendere di cosa stiamo parlando e, dove necessario, a confutarle e correggerle.

Infine, prima di proseguire con il nostro approfondimento, non possiamo fare a meno di esternare la nostra amarezza, nel riconoscere che in una trasmissione in prima serata di un’emittente di carattere nazionale, si sia rinunciato alla possibilità di un dibattito critico, invitando un solo ospite apertamente schierato sulle stesse posizioni del conduttore.


Il Rapporto Kurokawa

Proseguiamo con un commento riguardo alle fonti utilizzate da d’Emilia nel suo racconto. Più volte durante il documentario viene citato “il Rapporto Kurokawa”: ma di cosa si tratta?
Il Rapporto Kurokawa è documento redatto da una Commissione di Inchiesta Indipendente del parlamento giapponese [1], dunque di natura politica, la prima nella storia della Costituzione Giapponese.
La commissione era presieduta da Kiyoshi Kurokawa, medico ed ex presidente del Consiglio della Scienza del Giappone. Gli altri membri erano un sismologo, un chimico, il consigliere del Presidente dell’Agenzia per la Cooperazione Internazionale Giapponese, due avvocati, un altro medico, il presidente della Società di Commercio e Industria della prefettura di Fukushima e un designer dei sistemi sociali. Nessun ingegnere o fisico nucleare.
La mancanza di un esperto di impianti nucleari all’interno della commissione è forse dovuta al ruolo secondario che la trattazione tecnica ha nel report (…anche se una rilettura da parte di un tecnico avrebbe potuto evitare errori come un “BWR da 1 milione di MWe”!). Il documento pone l’accento in modo particolare sulla gestione dell’emergenza da parte di TEPCO (la compagnia proprietaria della centrale), dello stesso governo giapponese e degli organi preposti al controllo e alla regolamentazione dell’energia nucleare in Giappone. La sequenza di eventi che ha caratterizzato l’incidente è ricostruita tramite le testimonianze degli operatori della centrale e non attraverso l’analisi e la ricostruzione tecnica di quanto accaduto.

Le conclusioni della commissione presieduta da Kurokawa, dopo 6 mesi di indagine, sono particolarmente severe nei confronti della gestione dell’emergenza sia da parte di TECPO che del Governo e, più in generale, della cultura giapponese, definita “troppo obbediente e riluttante nel mettere in discussione l’autorità”.
La frase “l’incidente è stato causato dalla collusione tra il governo, i regolatori e la TEPCO e dalla loro mancanza di capacità di gestione” che d’Emilia riporta nel suo documentario è effettivamente presente tra le conclusioni del report. Si sottolinea, inoltre, la necessità di provvedere a “riformare interamente la struttura dell’industria elettrica giapponese e le sue strutture governative e di controllo”.
A seguito del Rapporto Kurokawa, l’industria elettrica giapponese, ed in particolare quella nucleare, è stata fortemente ristrutturata: tutti gli impianti nucleari giapponesi sono stati temporaneamente fermati, per implementare nuovi standard di sicurezza. Oggi il Giappone ha 33 reattori nucleari classificati come Operable, 2 in costruzione e 27 in shutdown. 9 di questi reattori sono rientrati in funzione a partire dal 2015, ed altri 16 anno presentato la domanda di riattivazione e sono in attesa di approvazione. Nonostante il parere di Pio d’Emilia, dunque, pare che Giappone stia ancora puntando sulla tecnologia nucleare, anche per poter raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione al 2050.

Tenuto conto dell’intero contesto, tuttavia, riteniamo che estrapolare la sola frase: “il disastro fu profondamente causato dall’uomo” e utilizzarla per descrivere quanto successo alla centrale nucleare di Fukushima Daiichi nel marzo 2011 sia largamente ingeneroso.
Non possiamo non ricordare che il terremoto di magnitudo 9, il più forte mai registrato in Giappone, e il conseguente tsunami abbiano interamente distrutto edifici, villaggi, città, strade, ponti, dighe causando quasi 20000 vittime. È lecito parlare di “gravi errori e ostinata negligenza” per la sola centrale nucleare? Dovremmo considerare “man-made disasters” anche i crolli di tutte le altre infrastrutture civili? E soprattutto, è lecito utilizzare le conseguenze di un evento naturale tanto estremo, per concludere che “il nucleare non funziona” o non è sicuro?
A soli 12 km dalla centrale di Fukushima Daiichi, la centrale nucleare di Fukushima Daini è stata portata in condizione di “cold shutdown” in sicurezza. Più a nord e più vicino all’epicentro del sisma, la centrale nucleare di Onagawa non ha subito danni e oltre 2000 persone, tra cui anche civili residenti nelle aree circostanti, trovarono rifugio dal terremoto e dallo tsunami, all’interno della stessa centrale [2].

Infine, riguardo alle responsabilità civili e penali dell’incidente, ci sembra importante ricordare che, contrariamente a quanto affermato da d’Emila, diversi processi legali sono stati intrapresi nei confronti del governo giapponese, di TEPCO e dei suoi vertici.
Diversi verdetti sanciscono che la società proprietaria dell’impianto provveda a risarcire i residenti delle aree evacuate: ad oggi TEPCO ha risarcito circa 9700 miliardi di Yen [3].
L’ultima sentenza risale a settembre 2019, e riguarda la responsabilità penale di tre vertici TEPCO. Il verdetto sancisce l’assoluzione degli imputati dall’accusa di negligenza professionale per i fatti riguardanti l’incidente.

La radiazione: nemico invisibile?

Durante il documentario, la radioattività e le radiazioni ionizzanti sono presentate come un nemico invisibile. Ma quanto conosciamo questo fenomeno fisico che fa così tanta paura? Siamo sicuri che sia così invisibile? E poi, un nemico subdolo per chi?
In primo luogo diamo una breve definizione. La radioattività è il fenomeno fisico attraverso cui alcuni nuclei atomici, detti radionuclidi, si trasformano spontaneamente in nuclei atomici più stabili, emettendo le cosiddette radiazioni ionizzanti. I radionuclidi esistono spontaneamente in natura oppure possono essere prodotti dall’uomo per determinati scopi. La radioattività, le reazioni nucleari e le loro proprietà, infatti, vengono utilizzate in numerosi settori: dalla medicina, all’industria, alla ricerca.
Dunque davvero, come dice d’Emilia, la radioattività “non ha forma, non ha odore, non emette suoni, è un nemico invisibile, subdolo”? Per quanto potremmo stare a discutere a lungo su tutte queste affermazioni, limitiamoci a dire che sicuramente la radioattività è uno dei fenomeni fisici più facilmente misurabili! Si pensi che molti strumenti di laboratorio misurano fino a decine di μBq per metro cubo d’aria [4]: questo significa
misurare un singolo decadimento radioattivo su un campione di più di 1030 atomi!

A questo punto, ci sembra utile ricordare che, come sempre quando si tratta di effetti delle radiazioni sull’uomo, è necessario essere esposti ad una certa quantità di radiazione in un certo intervallo di tempo affinchè aumenti il rischio di effetti sulla salute. Più correttamente, se intendiamo valutare gli effetti di un’esposizione continuativa nel tempo (come quella causata dalla presenza di radioattività nell’ambiente) si utilizza come grandezza di riferimento la dose efficace, misurata in Sievert (Sv), in un anno. Per dare un’idea delle dimensioni di questa grandezza consideriamo che la dose efficace che ciascuno di noi riceve a causa del fondo di radiazione naturale è di circa 3 mSv/anno (il valore può variare, anche considerevolmente, in base alla regione in cui si vive, alle caratteristiche del terreno e alla quantità e tipologia di radionuclidi presenti naturalmente). Il limite italiano di dose efficace alla popolazione è di 1 mSv/anno: ovvero le attività che utilizzano radiazioni ionizzanti in Italia, devono garantire che la dose aggiuntiva che la popolazione riceve a causa della loro attività sia inferiore a tale limite. Il discorso non vale per i trattamenti medici, diagnostici o di terapia: si consideri, ad esempio, che una sola TAC può dare una dose efficace compresa tra 1 e 15 mSv, a seconda della parte del corpo interessata [5].

Infine, ricollegandoci alla tematica della medicina nucleare, vogliamo ricordare che proprio grazie alla diagnostica ed alla terapia mediante l’utilizzo delle subdole radiazioni nucleari ogni anno si salvano milioni di vite umane.

Il miracolo della valvola rotta?

Un’intera parte del documentario, intitolata “The miracle”, racconta di come una valvola difettosa abbia evitato un “disastro ben peggiore”, salvando “per caso” la città di Tokyo.
La valvola di cui parla d’Emilia è in realtà una paratia, quella che assicura la separazione tra la piscina del combustibile esausto e la parte sopra il reactor vessel, che nel caso dell’Unità 4, quella interessata dal “miracolo”, era allagata per consentire le operazioni di manutenzione. Dunque, come e quando è successo questo miracolo?
Proviamo prima a capire meglio come è fatta la piscina del combustibile ed il suo collegamento al reattore. Esiste effettivamente un sistema di guarnizioni (gate seals) che assicura la tenuta idraulica della pool gate, ovvero la porta che mette in collegamento la piscina ed il reattore [6]. Durante le operazione di trasporto del combustibile, questa viene aperta per permettere agli operatori di scaricare il combustibile dal core e riporlo nella piscina. L’11 marzo la pool gate era chiusa, garantendo dunque la separazione tra i due locali pieni di acqua, come mostrato nella foto di Figura 1.

Figura 1: Piscina del combustibile, Unità 4 della centrale di Fukushima Daiichi. Foto scattata il 7 novembre 2013, durante le operazioni di rimozione del combustibile, terminate il 22 dicembre 2014.

La pool gate deve garantire la tenuta idraulica della piscina del combustibile, ovvero assicurare che l’acqua della piscina non fuoriesca e passi nel locale sopra il reattore, il quale non contiene acqua durante il normale funzionamento. In queste condizioni, la massa di acqua nella piscina assicura la tenuta idraulica, esercitando una pressione sulla gate (Figura 2.a e 2.b). Al contrario, qualora una pressione maggiore fosse esercitata dal lato del reattore, per come è stato costruito il sistema, la tenuta idraulica non sarebbe più garantita.

Figura 2: Schema della pool gate. (a) Condizioni di normale funzionamento. (b) Condizione in cui la tenuta idraulica è garantita. (c) Condizione in cui la tenuta idraulica non è garantita.


In seguito allo tsunami ed al blackout dell’11 marzo, la mancanza di raffreddamento dell’acqua della piscina ha causato l’evaporazione di una parte dell’acqua, riscaldata dal calore di decadimento del combustibile.
Questo fenomeno non avvenne invece per l’acqua nel locale sopra il reattore, che non era a contatto con alcuna fonte di calore. Il livello dell’acqua nella piscina iniziò a calare e così anche la pressione esercitata sulla pool gate, dal lato della piscina. La pressione sulla gate dal lato reattore rimase invece invariata. In queste condizioni ci si trova dunque ad avere una pressione maggiore dal lato reattore, con la conseguente perdita di tenuta idraulica della gate (Figura 2.c). Il passaggio d’acqua dal reattore alla piscina può dunque esserci stato, ma più che “miracolo” lo definiremmo un fenomeno di natura idrostatica.
Facciamo anche notare che, al contrario di quanto affermato e mostrato da d’Emila nel documentario, la pool gate dell’Unità non si è rotta. Questo, oltre che essere riportato nel report IAEA, è osservabile nella foto in Figura 1, che è stata scattata alla piscina dell’Unità 4 durante le operazioni di rimozione del combustibile, a novembre 2013.

Ma abbiamo informazioni sulle effettive condizioni della piscina del reattore 4 nei giorni immediatamente successivi allo tsunami?
A causa della mancanza di elettricità, tutti i sistemi di monitoraggio dei parametri dell’acqua della piscina (temperatura e livello dell’acqua) non erano funzionanti. Nei primi giorni, non si ebbero dunque dati attendibili né sul livello né sulla sua temperatura.
Il primo dato certo sul livello dell’acqua risale al 16 marzo, quando a seguito dell’esplosione dell’Unità 4 un elicottero sorvolò il reattore, confermando la presenza di acqua nella piscina a coprire il combustibile.
Negli anni successivi sono stati fatti diversi studi basati su modelli matematici di bilancio di massa ed energia, per cercare di ricostruire l’andamento dei parametri dell’acqua della piscina, sia nei giorni immediatamente successivi all’incidente sia nei mesi successivi, quando il monitoraggio dei parametri tornò disponibile.

In particolare, i due modelli principali si differenziano per le ipotesi alla base:

1) Modello illustrato nel report TEPCO 2012 [7] e ripreso con ipotesi simili dalla National Academy of Science, Engineering and Medicine (NASEM) degli Stati Uniti [6]: Si suppone che le vibrazioni causate dal terremoto e l’impatto dell’esplosione dell’edificio abbiano causato complessivamente una diminuzione, pressoché istantanea, del livello dell’acqua di 1,5 m. Queste ipotesi, seppur verosimili, non sono state confermate né da misurazioni né da osservazione diretta da parte degli operatori della centrale. Inoltre il modello suppone un flusso di acqua in ingresso alla piscina causato dalla perdita di tenuta idraulica della pool gate.
2) Modello proposto da Wang et al., dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) [8]: In questo caso, non si suppongono né perdite iniziali dovute al sisma e all’esplosione né flussi in ingresso nella piscina.

Entrambi i modelli di basano sullo stesso bilancio di energia, in cui si considera un calore di decadimento di 2.26 MW come sorgente che provoca l’aumento di temperatura dell’acqua e la sua evaporazione. I risultati dell’andamento temporale del livello dell’acqua sono riportati nel grafico in Figura 3.

Figura 3: Andamento del livello dell’acqua nella piscina del combustibile dell’Unità 4.

Come possiamo notare i risultati di tutti e tre i modelli predicono che il livello dell’acqua non scenda mai sotto il livello delle barre di combustibile ed, inoltre, sono in grado di riprodurre bene il trend delle misure sperimentali disponibili a partire da dopo il 20 aprile 2011.
Per tutti e tre i modelli, il livello dell’acqua scende in modo monotono fino a quando non hanno inizio le immissioni di acqua nella piscina attraverso le autopompe. Queste corrispondono ai picchi visibili nel grafico a partire dal 20 marzo.
In conclusione, il buon accordo di tutti e tre i modelli con i dati sperimentali disponibili e la mancanza di misure nella primissima fase successiva al terremoto, rendono ugualmente plausibili entrambe le ipotesi di partenza.

Infine, nell’ipotesi in cui il combustibile fosse rimasto scoperto a causa dell’evaporazione dell’acqua, Tokyo sarebbe “stata annientata”?
A questa domanda possiamo con certezza rispondere di no, ed in particolare possiamo escludere qualsiasi contributo distruttivo associabile ad una detonazione nucleare. Non è successo nelle Unità 1, 2 e 3 che erano in funzione al momento del sisma e tanto meno poteva accadere nella piscina dell’Unità 4.
Qualora l’acqua fosse evaporata completamente, il combustibile avrebbe iniziato a surriscaldarsi andando incontro ad una parziale o completa fusione, evento che si definisce meltdown. La prima conseguenza del meltdown è la fusione della guaina della barretta di combustibile e la conseguente perdita di confinamento dei prodotti di fissione gassosi. Se questo evento fosse avvenuto nella piscina del combustibile dell’Unità 4, avrebbe sicuramente comportato un rilascio di una significativa quantità di radionuclidi in atmosfera.
Ricordiamo tuttavia, che nonostante i tre meltdown delle Unità 1, 2 e 3 ed il rilascio di una significativa quantità di radionuclidi in atmosfera, entrambi i report del WHO [9] (World Health Organization) e dell’UNSCEAR [10] (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) concludono che l’incidente di Fukushima abbia avuto ed avrà effetti molto piccoli sulla salute della popolazione Giapponese dal punto di vista radiologico.
In particolare, riportiamo quanto conclude il report UNSCEAR (che è il più recente tra i due). La dose efficace, stimata per eccesso, per il primo anno alla popolazione delle zone evacuate è compresa tra 4.9 e 9.3 mSv per gli adulti, tra 5.4 e 10 mSv per i bambini (< 10 anni) e tra 7.3 e 13 mSv per i neonati (< 1 anno). Questi valori corrispondono, nel caso peggiore a circa 5 volte il fondo ambientale, e sono paragonabili alla dose ricevuta durante una TAC. Il report [10] conclude che “per la popolazione giapponese, che abitava le zone interessate dal rilascio di radioattività a seguito dell’incidente di Fukushima Daiichi con un’esposizione nel primo anno dopo l’incidente dello stesso ordine di grandezza o minore rispetto all’esposizione dovuta alla radioattività naturale […], la Commissione ha valutato che il rischio calcolato sull’arco temporale della durata della vita è così piccolo che non ci si aspetta un aumento dell’incidenza futura di effetti sulla salute dovuti all’esposizione alle radiazioni, né per la popolazione né per i loro discendenti”.

L’acqua radioattiva

Un altro tema che ha trovato spazio durante la puntata, anche se non direttamente nel documentario, è quello “dello sversamento di milioni di tonnellate di acqua radioattiva nell’oceano”.
Questa problematica, negli ultimi anni, ha sollevato le preoccupazioni di molte associazioni ambientaliste e più volte anche dei media: lo stesso Purgatori durante la puntata di Atlantide lo ha definito “un disastro assoluto”. Ci rendiamo conto che affermare che “verranno sversati in mare un milione e 200 mila tonnellate di rifiuti radioattivi” possa destare preoccupazioni. Ma di che rifiuti radioattivi stiamo parlando? Questa operazione è in alcun modo pericolosa per l’uomo o per l’ambiente?
Il termine “rifiuto radioattivo”, da solo, può portare fuori strada: ad essere sversata in mare, infatti, sarà l’acqua che è stata (ed è ancora) utilizzata per il raffreddamento dei reattori danneggiati. E perché quest’acqua può essere considerata “rifiuto radioattivo”?
Scorrendo a contatto con il combustibile nucleare, l’acqua si “attiva” attraverso due processi: (1) il disciogliendo dei prodotti di fissione presenti nel combustibile. Tramite questo processo l’acqua si contamina con diversi radionuclidi, tra cui i principali sono sono Cesio-137, Cesio-134, Stronzio-90, Iodio-129; (2) l’attivazione, mediante reazione (D, n) degli stessi atomi di deuterio che compongono la molecola di acqua. Il deuterio è infatti un isotopo naturale dell’idrogeno, (percentuale isotopica: 0.015%), che reagisce con i neutroni, prodotti dalla reazione di fissione, generando trizio, un altro isotopo dell’idrogeno, che a differenza del deuterio è però radioattivo.
Attualmente l’acqua di cui stiamo parlando è stoccata all’interno di cisterne presso il sito di Fukushima Daiichi. Prima di essere stoccata, l’acqua è già stata parzialmente trattata mediante un processo denominato ALPS (Advanced Liquid Processing System) [11, 12]. Questo primo trattamento ha permesso di ridurre la quantità di radionuclidi disciolti in acqua di circa un milione di volte, riducendo i livelli di radioattività in prossimità delle cisterne a valori che non comportino rischi per gli operatori (< 1 mSv/anno). Tuttavia i valori non sono ancora compatibili con i limiti di legge per il rilascio dell’acqua in ambiente, e dunque, il processo di depurazione dovrà essere ripetuto.
Il processo ALPS è molto efficace per ridurre i radioisotopi disciolti nell’acqua, ma non è in grado di ridurre il quantitativo di trizio. Questo è dovuto al fatto che dal punto di vista chimico il trizio si comporta come l’idrogeno: all’interno di una molecola di acqua, il trizio tende a sostituirsi ad uno o ad entrambi gli atomi di idrogeno originando la cosiddetta acqua triziata (HTO o T2O). Avendo le stesse caratteristiche chimiche, il processo ALPS non è in grado di separare l’acqua triziata dall’acqua e dunque di ridurre la concentrazione di trizio.

Dunque, il “problema dell’acqua radioattiva di Fukushima” è il trizio. Ma che caratteristiche ha questo radionuclide? E quali sono i suoi effetti sull’uomo?
Il trizio è un isotopo radioattivo dell’idrogeno, il cui nucleo è composto da un protone e due neutroni, e che decade attraverso il processo β con un tempo di dimezzamento pari a 12.3 anni. L’elettrone emesso nel processo β può avere un’energia massima di 18.6 keV e dunque può percorrere una distanza di circa 6 mm in aria. Grazie al breve libero cammino medio della radiazione emessa, il trizio non causa problemi se si trova all’esterno del corpo umano: tutte le radiazioni, infatti, sarebbero fermate dal primo strato della pelle. Il trizio può avere effetti sulla salute umana, dunque, solo in caso di contaminazione interna, ovvero in caso di inalazione, ingestione o assorbimento transcutaneo del radionuclide.
Fatta questa premessa, torniamo ad occuparci dell’acqua stoccata presso la centrale di Fukushima Daiichi, presentando qualche dato quantitativo. Di quanta radioattività stiamo parlando? Quale sarebbe la dose efficace per la popolazione a causa del suo sversamento nell’oceano?
A dicembre 2020 il volume complessivo di acqua stoccata era di 1.23 milioni di m3 (1.23 miliardi di litri) e la sua attività totale è pari a 860 TBq [12] (1 TBq = 1012 Bq, 1 Bq = 1 decadimento al secondo). Il numero può sembrare molto grande, ma anche il numero totale di atomi presenti nel volume d’acqua lo è! Supponendo che l’attività sia dovuta interamente al trizio, si ottiene che un’attività di 860 TBq corrisponde a circa 5 x 1023 atomi di trizio, da confrontare con gli oltre 1035 atomi presenti in un milione di m3 di acqua: in pratica, stiamo dicendo che gli atomi radioattivi nelle cisterne di Fukushima Daiichi sono circa 1 ogni 5000 miliardi, o se preferite, che in quel miliardo di litri di acqua ci sono meno di 20 grammi di acqua triziata!
Inoltre, come detto, l’attività dell’acqua stoccata dovrà essere ulteriormente ridotta: solamente il 25-30% del volume ha completato il processo ALPS, il restante 70-75% verrà sottoposto nuovamente a filtraggio per ridurre ulteriormente la presenza di Cesio, Stronzio, Iodio ecc. Ad ogni modo, facciamo una stima conservativa: supponiamo che la radioattività presente oggi sia tutta dovuta al trizio, ed in più aggiungiamo anche un contributo di radioattività dovuta ai radionuclidi Cs-137, Cs-134, Sr-90 e I-129 come se fossero presenti in tutte le cisterne ad una concentrazione (Bq/l) pari al limite di legge. (I radionuclidi scelti sono quelli maggiormente presenti nelle cisterne di acqua, anche se solo in alcune i limiti di legge sono superati).
Utilizzando il modello di valutazione UNSCEAR [13] per stimare la dose individuale dovuto al rilascio dell’intero quantitativo di acqua radioattiva, ad un rate costante per un anno. Questo calcolo tiene conto sia dell’ingestione di alimenti contaminati sia dell’esposizione esterna dovuta a sedimenti di sabbia e stima una dose efficace pari a circa 0.0001 mSv/anno, ovvero meno di 1/10000 volte il fondo ambientale giapponese (2.1 mSv/anno). Dosi di questa portata risultano dunque trascurabili rispetto allo stesso fondo ambientale.

Infine, vorremmo commentare una considerazione fatta da d’Emilia verso la fine della trasmissione, nella quale si fa riferimento alla radioattività degli oceani e si lascia intendere che questa sia dovuta principalmente a ragioni di natura antropica, come ad esempio “i sottomarini nucleari sepolti”. Ma è davvero l’attività umana ad essere causa della radioattività degli oceani? Quali sono i radionuclidi maggiormente presenti nell’acqua del mare?
Per rispondere, compariamo la radioattività marina dovuta al Cs-137, ovvero il radionuclide di origine antropica più abbondante, con il K-40, che è il radionuclide responsabile della maggior parte della radioattività naturale degli oceani.
Per quanto riguarda il Cs-137, si stima che il contributo principale agli oceani sia di 950 PBq (1 PBq = 1015 Bq) in seguito ai test nucleari tra gli anni 1945-1963, di 100 PBq in seguito a all’incidente di Chernobyl e di 90 PBq (nel peggiore dei casi) in seguito all’incidente di Fukushima [14]. Il totale si aggira dunque, intorno a 1140 PBq. Il contributo del K-40 è invece di 15000000 PBq! Dunque, se contassimo tutti i decadimenti radioattivi che avvengono nell’oceano, scopriremmo che solamente uno ogni 13000 è causato dall’uomo.

Figura 5: Confronto tra le attività di due dei principali radionuclidi naturali (K-40 e U-238) con quella del Cs-137, di origine antropica. In entrambi i casi, i valori indicati si riferiscono al contributo totale degli oceani.
Riassunto degli eventi

Infine, per i più temerari che sono arrivati a leggere fin qui, riportiamo breve riassunto degli eventi che hanno interessato i 6 reattori nucleari della centrale di Fukushima Daiichi a partire dall’11 marzo 2011. Il riassunto si basa sui fatti riportati nel Technical Volume 1 del Report IAEA (International Atomic Energy Agency) sull’Incidente di Fukushima [15].
Una nota doverosa prima di iniziare il riassunto: IAEA non è affatto una specie di organizzazione di parte a sostegno dell’energia nucleare, come d’Emilia sostiene nel documentario. IAEA è un’organizzazione internazionale, che risponde direttamente all’Assemblea Generale dell’Organizzazione delle Nazioni Unite e al suo Consiglio di Sicurezza. L’Italia, come altri 171 Paesi, è uno Stato Membro della IAEA. L’obiettivo primario di questa organizzazione è lo sviluppo pacifico dell’energia atomica ed il sostegno tecnico-scientifico, nel segno della cooperazione internazionale, ai Paesi che si vogliano dotare di tecnologie nucleari, non solo legate alla produzione di energia. Il Report sull’Incidente di Fukushima è stato redatto nel 2015 da 180 esperti di 42 Stati Membri.

Figura 5: Schema dei reattori BWR con Sistema di Contenimento Primario (Primary Containment Vessel) di tipo Mark 1. Le Unità 1, 2, 3 e 4 di Fukushima Daiichi erano di questo tipo.

La centrale nucleare di Fukushima Daiichi comprende 6 unità di reattori nucleari di tipo Boiling Water Reactor (BWR). Una rappresentazione schematica della struttura principale è riportata in Figura 5.


Al momento del terremoto dell’11 marzo 2011, le Unità 1, 2 e 3 della centrale operavano a piena potenza, mentre le Unità 4, 5 e 6 non erano operative per le operazioni di manutenzione programmata. In particolare, tutto il combustibile dell’Unità 4 era stato spostato dal core del reattore alla piscina per il combustibile esausto. Per permettere questa operazione, il reattore viene completamente allagato così da mantenere il combustibile sempre sotto il livello dell’acqua durante il trasferimento.
Le Unità 5 e 6, pur non producendo potenza elettrica, avevano il combustibile caricato all’interno del core.

Conseguenze del terremoto:
Lo shutdown delle Unità 1, 2 e 3 è avvenuto automaticamente non appena gli appositi sensori hanno rilevato il sisma. Il terremoto tuttavia ha causato un black-out in tutta la regione e quindi la perdita di alimentazione elettrica. I generatori diesel di emergenza della centrale sono dunque entrati in funzione.

Conseguenze dello tsunami:
Circa 40 minuti dopo il sisma, due onde di tsunami, di cui la seconda di circa 15 metri di altezza, hanno investito la centrale di Fukushima Daiichi, superando la barriera marittima alta 10 m.
Lo tsunami ha danneggiato gravemente il sistema di raffreddamento che portava l’acqua dal mare ai reattori e ha allagato tutti i locali nella parte bassa degli edifici, dove erano posti i generatori diesel di emergenza.
Le Unità 1 e 2 rimasero immediatamente senza corrente elettrica, perdendo il controllo di molti sensori, mentre i generatori diesel dell’Unità 3 continuarono a funzionare per circa 30 ore.

Unità 1:
L’Unità 1, la più vecchia e con un sistema di raffreddamento del core differente rispetto alle altre Unità, è stata la prima a perdere la capacità di raffreddare il combustibile, circa un’ora dopo lo tsunami. Questo ha comportato l’evaporazione dell’acqua all’interno del pressure vessel (PV) e il conseguente aumento di pressione nel sistema di contenimento primario (primary containment – PC) . Per contrastare l’aumento di pressione, che raggiunse valori ben oltre la pressione massima di progetto, si utilizzarono spray antincendio collegati alle pompe delle autocisterne dei vigili del fuoco, per iniettare acqua all’interno del PC. Una volta terminata la disponibilità di acqua dolce, le pompe furono connesse ad una riserva di acqua di mare, creatasi a seguito dello tsunami.
Alle ore 15:36 del 12 Marzo, poco meno di un giorno dopo lo tsunami, una fuga di idrogeno dal PV, al PC ed il suo accumulo nell’edificio del reattore (reactor building – RB), provocò un’esplosione che scoperchiò la parte superiore dell’edificio.
A causa di questa esplosione, il sito fu evacuato per qualche ora rallentando le operazioni sulle altre Unità, in particolare l’Unità 3 che iniziava a trovarsi in condizioni critiche.
Oggi, si suppone che l’Unità 1 sia quella che ha subito i danni maggiori a seguito dell’incidente: si stima che tutto il combustibile si sia fuso ed abbia forato il fondo del PV, adagiandosi nella parte bassa del PC, dove si è solidificato.

Unità 2:
Nonostante la perdita della maggior parte dei sensori di controllo a causa della mancanza di corrente, il sistema di raffreddamento primario del core ha continuato a funzionare per oltre 70 ore. Questo, tuttavia, è stato fortemente compromesso dall’esplosione nell’Unità 3 del 14 marzo. Tale esplosione ha compromesso sia il sistema di depressurizzazione del primary containment verso l’atmosfera sia lo stesso sistema di raffreddamento del core. Da questo momento in poi, si è verificato un aumento della pressione sia nel pressure vessel sia nel primary containment. All’alba del 15 marzo, gli operatori presenti nella sala di controllo avvertirono un’esplosione, seguita dalla fuoriuscita di vapore dall’Unità 2, il cui edificio risultava comunque intatto, e constatarono una diminuzione della pressione all’interno della stessa Unità. Si pensa che la causa di questo evento sia stata una perdita nel sistema di confinamento primario, che comportò il rilascio in atmosfera di una significativa quantità di radionuclidi. A questo evento si deve il massimo valore di dose registrato durante tutto il corso dell’emergenza.
Oggi si stima che in questo reattore una frazione consistente del core si sia fuso, ma solo una parte sia fuoriuscita dal pressure vessel.

Unità 3:
Il raffreddamento del combustibile nell’Unità 3 è continuato per circa 36 ore dopo lo tsunami, dapprima utilizzando il sistema di raffreddamento primario e poi utilizzando il sistema di immissione d’acqua di emergenza. Gli operatori, tuttavia, iniziarono ad essere preoccupati per il possibile malfunzionamento di una turbina ed il conseguente rilascio incontrollato di vapore radioattivo nel RB. Decisero quindi di disattivare manualmente il sistema di emergenza (che funzionava ad alta pressione), in favore di un sistema a più bassa pressione. Affinché questo fosse possibile, sarebbe stato necessario prima depressurizzare il PV, tramite delle valvole di sicurezza che però non si aprirono. La pressione nel PV rimase troppo alta per utilizzare il sistema a bassa pressione ed inoltre non fu possibile, nonostante i tentativi, riattivare il sistema di emergenza ad alta pressione. L’acqua nel PV iniziò ad evaporare ed il combustibile a surriscaldarsi.
Successivamente, gli operatori riuscirono, anche utilizzando le batterie delle auto, ad aprire le valvole di sicurezza del PV, depressurizzandolo e rendendo possibile l’immissione di acqua e boro tramite il sistema a bassa pressione. Conseguentemente, la pressione nel PC aumentò ed entrò in funzione il sistema di rilascio controllato in atmosfera. Entrarono anche in funzione gli spray antincendio del PC, collegati allo stesso sistema di pompaggio utilizzato per l’Unità 1.
Nelle ore successive, tuttavia, problemi al il sistema di ventilazione in atmosfera e la mancanza di acqua per alimentare gli spray antincendio, comportarono un forte aumento di pressione nel PC e la fuga di vapore radioattivo ed idrogeno nel RB. La dose misurata all’ingresso del RB aumentò fortemente nel pomeriggio del 13 marzo. Alle ore 11:01 del 14 marzo, una seconda esplosione, dopo quella del Unità 1, scoperchiò l’edificio del reattore 3.
Come per l’Unità 1, anche per la 3 si stima che l’intero core si sia fuso e abbia forato il PV, per depositarsi infine sul fondo del contenitore primario.

Unità 4:
L’Unità 4 era in manutenzione programmata al momento dello tsunami. Non vi era combustibile all’interno del core. La piscina di raffreddamento, posta nella parte alta dell’edificio, tuttavia, conteneva più di 1300 elementi di combustibile, che producevano ancora una grande quantità di potenza termica (calore) a causa del decadimento radioattivo.
La perdita di corrente elettrica e dei generatori diesel di emergenza fermò il sistema di raffreddamento della piscina, così come tutti i sistemi di monitoraggio di temperatura e livello dell’acqua.
Pochi minuti dopo l’esplosione all’Unità 2, verso le 6:15 del mattino del 15 marzo, una quarta esplosione ha divelto la parte superiore dell’edificio. Le cause dell’esplosione sono state attribuite ad una fuga di idrogeno, dall’Unità 3 alla 4, attraverso delle condutture comuni ai due edifici.

Unità 5 e 6:
Queste due Unità erano quelle costruite più recentemente, a cavallo tra gli anni ’70 e ’80, ed il loro sistema di confinamento primario, di tipo Mark II, era differente da quello degli altri 4 reattori. Erano inoltre situati a circa 500 m dalle altre Unità.
Le Unità si trovavano in condizione di cold shutdown al momento dell’incidente. A causa del calore di decadimento era comunque necessario mantenere attivi i sistemi di raffreddamento del core.
Al momento del terremoto, anche queste due unità furono interessate dalla perdita di alimentazione elettrica esterna, tuttavia, uno dei generatori diesel di emergenza dell’Unità 6, situato ad un piano più alto, rimase operativo anche dopo lo tsunami, permettendo all’Unità 6 di continuare le attività di raffreddamento.
L’Unità 5 rimase invece senza raffreddamento e la pressione e la temperatura all’interno del PV iniziarono ad aumentare. Dopo circa 10 ore senza raffreddamento, una volta raggiunta la pressione di apertura, la valvola di sicurezza si aprì, riducendo la pressione all’interno del PV. Questo si verificò diverse volte, fino a quando nella mattinata del 12 marzo fu ripristinato il collegamento elettrico con il generatore di emergenza dell’Unità 6, rendendo possibile riprendere operazioni di raffreddamento.

REFERENZE

[1] https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/3856371/naiic.go.jp/en/report/
[2] M. Ibrion, N. Paltrinieri, A. R. Nejad, Results in Engineering, Volume 8, 2020, 100185 (https://doi.org/10.1016/j.rineng.2020.100185)
[3] https://www.tepco.co.jp/en/hd/newsroom/press/archives/2020/20201124_01.html
[4] O. Masson et al, PNAS August 20, 2019, 116 (34), 16750-16759 (https://doi.org/10.1073/pnas.1907571116)
[5] L. Yu et al, Imaging in medicine, Volume 1, 2009, 65-84 (https://doi.org/10.2217/iim.09.5)
[6] National Academies of Sciences, 2016, Engineering, and Medicine, Lessons Learned from the Fukushima Nuclear Accident for Improving Safety and Security of U.S. Nuclear Plants: Phase 2, Chapter 2, Washington, DC: The National Academies Press (https://doi.org/10.17226/21874)
[7] TEPCO. 2012 Fukushima Nuclear Accident Investigation Report (Attachments), Tokyo: TEPCO. Available at https://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu12_e/images/120620e0106.pdf
[8] D. Wand et al, Nuclear Technology, Volume 180, 2012, (https://doi.org/10.13182/NT12-A14634)
[9] World Health Organization, 2012, Preliminary dose estimation from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan earthquake and tsunami (ISBN: 9789241503662)
[10] UNSCEAR 2013 Report to the General Assembly, Volume 1 ,SCIENTIFIC ANNEX A: Levels and effects of radiation exposure due to the nuclear accident after the 2011 great east-Japan earthquake and tsunami (ISBN: 9789211422917)
[11] https://www.meti.go.jp/english/earthquake/nuclear/decommissioning/pdf/alpsqa_202012.pdf
[12] https://www.tepco.co.jp/en/decommission/progress/watertreatment/images/200324.pdf
[13] https://www.unscear.org/unscear/en/publications/2016.html
[14] K.O. Buesseler, Oceanography, Volume 27(1), 2014, 92-105, (http://dx.doi.org/10.5670/oceanog.2014.02)
[15] https://www.iaea.org/publications/10962/the-fukushima-daiichi-accident