L’incidente di Chernobyl e tutte le sue cause

L’incidente di Chernobyl del 26 aprile 1986 è stato uno dei disastri nucleari più catastrofici nella storia dell’umanità. Ha avuto conseguenze a lungo termine sull’ambiente, sulla salute umana e sulla percezione globale dell’energia nucleare. In questo articolo ne esploriamo le cause e parliamo dell’impatto che ha avuto e delle conseguenze durature che ancora oggi vediamo in atto.

Cosa è successo a Chernobyl

L’incidente si è verificato nella centrale nucleare di Chernobyl, situata nella SSR Ucraina, all’interno dell’Unione Sovietica.

Durante un test di sicurezza, un errore umano e un malfunzionamento del reattore nucleare n. 4 hanno causato una catastrofica fusione del nocciolo nucleare, seguita da un’esplosione. Il reattore ha rilasciato una quantità enorme di radiazioni nell’ambiente circostante.

Come funzionava la centrale di Chernobyl

Necessaria una piccola premessa sulla concezione del reattore distrutto di Chernobyl (e degli altri dello stesso tipo, realizzati solo in URSS): non comportava una ‘sicurezza intrinseca’, come  spesso ci viene raccontato.

Le modalità di funzionamento della centrale si basavano su di un combustibile (190 tonnellate di uranio arricchito al 2% circa di U235) contenuto in guaine metalliche cilindriche. Queste erano poi inserite in “tubi di forza” verticali di 7 m, alloggiati in una grande matrice di blocchi di grafite (dal diametro: 12 m), che funzionava da ‘moderatore’ e produceva con continuità dei neutroni lenti, necessari per sostenere la fissione.

Il combustibile era poi raffreddato con acqua che, spinta da pompe di circolazione, entrava dal fondo dei tubi di forza (allo stato liquido a 272° ed a pressione di 82 bar), lambendo il combustibile per asportarne il calore prodotto.

Risalendo lungo i tubi, l’acqua si riscaldava fino a bollire a 285°, e generando così il vapore , veicolato direttamente al turbo-alternatore, per produrre elettricità.

Finché è allo stato liquido, l’acqua funziona da buon refrigerante e da ‘assorbitore’ di neutroni: invece, allo stato di vapore queste capacità si riducono rapidamente.

Quando aumenta la potenza del reattore (e con essa la temperatura e la produzione di vapore) l’assorbimento di neutroni si riduce, intanto che la grafite fissa continua a produrne. La combinazione dei due fenomeni fa aumentare la disponibilità di neutroni lenti utili per la fissione e, conseguentemente, aumentano potenza, temperatura e produzione di vapore e così via.

Si crea una situazione detta ‘a coefficiente di vuoto progressivamente positivo’, con un aumento crescente della reattività.

Nel combustibile si verificava cioè un fenomeno contrario: con l’aumento della sua temperatura, cresceva l’ assorbimento di neutroni da parte dei nuclei di Uranio 238 (catture fertili), con sottrazione di neutroni alla reazione di fissione. Questo comportava, quindi, un ‘coefficiente di temperatura negativo‘ e progressivo che tende a far diminuire la reattività.

I problemi della centrale di Chernobyl

Questi fenomeni contrastanti producevano così effetti variabili, in funzione del livello di potenza del reattore: essi tendono a compensarsi ed a stabilizzare il reattore alla sua potenza nominale. Invece, intorno al 20% della potenza nominale prevale il coefficiente positivo di vuoto ed il reattore diventano molto instabili: in particolare, una eventuale brusca riduzione di alimentazione dell’acqua di refrigerazione può provocare un aumento rapidissimo di vaporizzazione di quella restante nel reattore e la potenza può impennarsi pericolosamente, rendendo necessario un arresto rapido del reattore.

Questa analisi sul funzionamento della centrale, sia pure molto semplificata, mostra come il reattore fosse privo di sicurezza intrinseca.

Inoltre, anche le barre di controllo del reattore presentavano dei difetti di concezione: lunghe 7 m e munite di lunghi prolungatori di grafite, sospesi sulla parte assorbente di controllo situata alla estremità superiore, avevano un grande difetto, cioè che il tempo di inserimento nel reattore era eccessivo (20 secondi contro meno di 2 secondi nei reattori occidentali).

Secondo le attulai norme di sicurezza, almeno 30 barre avrebbero dovuto essere sempre inserite nel reattore, per adattarsi a qualsiasi anomalia.

Quali sono le cause dell’incidente di Chernobyl

Le cause principali dell’incidente possono essere attribuite a una combinazione di fattori tecnici e umani che riassumiamo in questi tre fattori:

• L’assenza di un adeguato sistema di sicurezza
• La mancanza di addestramento specifico per il personale
• La progettazione difettosa del reattore, legate alla concezione stessa errata

Queste situazioni concomitanti hanno contribuito all’incidente. Inoltre, l’esecuzione di un test di sicurezza ad alto rischio in un’unità operativa avrebbe aumentato le probabilità di errore.

L’incidente, poi, fu amplificato da una serie di errori gravissimi compiuti, in violazione a tutte le norme di sicurezza, eseguite da degli operatori che dovevamo effettuare un esperimento su un turbo-alternatore (praticamente inutile perché già tentato senza successo in altro impianto), ma inconsapevoli dei gravi effetti che poteva indurre sul funzionamento del reattore.

In seguito giudicati colpevoli da un tribunale sovietico, essi furono condannati a pene severe di reclusione.

Gli errori più gravi che causarono l’incidente di Chernobyl

Gli errori più gravi compiti dal personale:

• reattore mantenuto a lungo in stato di grave instabilità
• estrazione delle 30 barre di sicurezza
• disattivazione dei sistemi di spegnimento e di refrigerazione di emergenza

Dallo stato di grave instabilità (potenza di 200 MWt), il reattore si portò, in qualche secondo, al livello di circa 300.000 MWt. Pressione e temperatura raggiunsero valori elevatissimi, il combustibile entrò in fusione, l’acqua rimasta si dissociò producendo idrogeno.

Cosa è successo a Chernobyl

Due esplosioni violentissime: la prima per pressione del vapore, la seconda per esplosione dell’idrogeno a contatto dell’aria, seguite da un incontrollabile incendio della grafite.

Incidente gravissimo (per le cause citate e fino ad allora sconosciute fuori dell’URSS),che si trasformò in “catastrofe di Chernobyl”, anche per mancanza ingiustificabile di strutture di contenimento del reattore. Nel resto dell’Europa i danni diretti furono molto modesti.

Gli altri 15 reattori dello stesso tipo furono mantenuti in funzione, ma messi successivamente in condizione di sicurezza (o minore insicurezza a seconda dei punti di vista) con il contributo tecnologico e finanziario dell’ Occidente capitalista. Attualmente, ne restano in funzione 11.

L’impatto iniziale dell’incidente

L’esplosione del reattore ha avuto conseguenze immediate e devastanti. Due operai sono morti sul colpo a causa dell’esplosione, mentre molti altri sono stati esposti a dosi letali di radiazioni. L’area circostante è stata evacuata e dichiarata zona di esclusione. Inoltre, una grande quantità di materiale radioattivo è stato rilasciato nell’atmosfera, diffondendosi in tutta Europa e oltre.

Quali sono le conseguenze a lungo termine dell’incidente di Chernobyl

Le conseguenze a lungo termine dell’incidente di Chernobyl sono ancora evidenti oggi, quasi 40 anni dopo.

Si stima che migliaia di persone abbiano subito malattie correlate alla radiazione, tra cui cancro, malattie cardiache e problemi endocrini.

L’ambiente circostante è stato gravemente contaminato, con effetti negativi sulla flora, la fauna e l’ecosistema in generale. Inoltre, l’incidente ha avuto un impatto significativo sull’opinione pubblica nei confronti dell’energia nucleare, portando a cambiamenti nelle politiche energetiche di molti paesi.

Ecco le lezioni apprese da questo incidente

L’incidente ha svolto un ruolo cruciale nel promuovere miglioramenti nella sicurezza nucleare a livello internazionale.

Gli standard di progettazione dei reattori sono stati rivisti e rafforzati, mentre le procedure operative sono state migliorate per mitigare i rischi.

Inoltre, la condivisione di informazioni e la cooperazione internazionale sono diventate fondamentali per prevenire futuri incidenti nucleari.

I miglioramenti nella sicurezza degli impianti nucleari

Questo evento tragico ha portato conseguenze durature in Europa ma le cause possono essere attribuite a errori umani e problemi di progettazione.

MA, se l’impatto immediato è stato devastante, con vittime umane e un rilascio massiccio di radiazioni, e le conseguenze a lungo termine si sono manifestate attraverso malattie correlate alla radiazione e danni ambientali, tuttavia, questo fatto ha anche portato a miglioramenti nella sicurezza nucleare e a una maggiore consapevolezza dei rischi associati all’energia nucleare.

È fondamentale trarre insegnamenti da Chernobyl per garantire che simili tragedie non si ripetano in futuro.