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Cosa succede quando si fonde il nocciolo

marzo 18, 2011

una robetta interessante.
from: [http://notizie.virgilio.it/esteri/terrore-nucleare-ecco-cos-e-fusione-nocciolo_145739.html]

Roma, 14 mar. (TMNews) – Una centrale nucleare non può "esplodere" come una bomba atomica. Per farlo, dovrebbe essere alimentata con uranio, o plutonio, arricchiti in modo molto elevato dell’isotopo (una particolare conformazione degli atomi di queste sostanze) atto a provocare una reazione esplosiva. Ciò non significa che gli incidenti che le riguardano non possano essere gravi. L’incidente più temuto è la cosiddetta "fusione del nocciolo", per evitare il quale si sta lottando nella centrale nipponica di Fukushima-1. Vediamo perché è così pericoloso.

Come funziona un centrale termica
Una centrale termica per la produzione di energia elettrica funziona come un fornello acceso sotto un pentolone d’acqua calda (si pensa che dalla fine dell’Ottocento siamo usciti dalla "civiltà del vapore", ma non è del tutto vero). L’acqua calda genera vapore e il vapore viene utilizzato per far ruotare turbine le quali, a loro volta, generano elettricità in base all’effetto dinamo. Per scaldare l’acqua (o qualche altro fluido adatto alla bisogna) si possono usare petrolio, carbone, gas, biomasse o qualsiasi altra cosa che, bruciando, liberi abbastanza calore. Nelle centrali nucleari non si brucia nulla (per questo non liberano fumi pestilenziali): il calore viene generato da una proprietà particolare di un isotopo dell’uranio, quella di essere radioattivo. Gli atomi delle sostanze radioattive liberano particelle che si diffondono all’intorno e urtano altre particelle: da questo processo si sprigiona energia che si libera come calore. In natura questo avviene diffusamente, ma le concentrazioni degli elementi radioattivi sono troppo basse perché il calore generato sia avvertibile altro che con strumenti sensibilissimi. Gli scienziati hanno trovato tuttavia tracce che in epoche molto remote, in alcuni luoghi (per esempio un giacimento minenario nel Gabon) si verificò una reazione nucleare autosostentata che generò calore sufficiente a far fondere le rocce.

Il nocciolo della centrale
Nel nocciolo di una centrale nucleare gli effetti della reazione nucleare legata alla radioattività dell’uranio vengono controllati impiegando un complesso sistema ingegneristico. L’uranio viene conformato in barre che vengono fatte calare nel nucleo attraverso una griglia in genere cilindrica mediante dispositivi meccanici che fanno scendere o salire ogni singola barra. Le sbarre sono inguainate in schermi di sostanze (zirconio, berillio o altre) che bloccano le radiazioni, e fra una barra e l’altra si usano schermi che possono essere alzati o abbassati fatti di altre sostanze atte sempre a bloccare le radiazioni. In questo modo, la quantità di calore generata viene messa sotto controllo. Inoltre, si dispongono complessi impianti di raffreddamento attraverso i quali si fanno circolare, con pompe idrauliche, fluidi (in genere sodio) che assorbono il calore in eccesso.

Cosa succede in caso di incidente
Tutti questi sistemi funzionano elettricamente: questo significa che se la loro alimentazione si blocca per un incidente di qualche tipo (e un terremoto di quasi nove gradi Richter è qualcosa di più di un incidente), va a farsi benedire ogni genere di controllo sul calore sprigionato dal nocciolo della centrale nucleare. Il risultato è che, se non si prendono provvedimenti per raffreddare il tutto, il nocciolo finisce per fondersi. Nella storia, la fusione del nocciolo è avvenuta una sola volta, nel 1986 a Chernobyl, quando una procedura malaccorta mise fuori uso i sistemi di raffreddamento e controllo. Qualche anno prima, nel 1979 a Three Mile Island negli Usa, la fusione totale del nocciolo venne evitata all’ultimo momento (si fuse soltanto il 25 per cento). Nel caso di Chernobyl l’incidente fu di particolare gravità perché la centrale era a "cielo aperto", vale a dire che il nocciolo non era chiuso in una gabbia di contenimento. In genere il nucleo di una centrale nucleare è chiuso in un contenitore in acciaio, e quest’ultimo a sua volta è racchiuso in un pesante "cubo" di cemento armato. Quest’ultimo accorgimento a Chernobyl mancava, per cui quando esplosero i tubi degli impianti idraulici di rappreddamento in seguito alla pressione provocata dal calore eccessivo, ci fu una dispersione nell’atmosfera di grandi quantità di sostanze radioattive.

Dentro Fukushima
Il cubo di contenimento dei reattori di Fukushima-1, invece, a quanto pare hanno resistito al terremoto. Il problema è che, nel caso il nucleo dovesse fondersi, i reattori si trasfomeranno in sarcofaghi perpetui in cui è chiusa una massa informe di metallo fortemente radioattivo, inavvicinabile e intrattabile. Questo, in pratica per l’eternità: occorrono milioni di anni perché la radioattività naturale dell’uranio si estingua naturalmente. Il rischio più grave è che, nel corso delle procedure per domare il reattore di Fukushima si verifichi qualche ulteriore incidente di tipo esplosivo, a causa della pressione soverchiante o dell’idrogeno che si sviluppa per reazioni incontrollabili, e che questo liberi nell’atmosfera grandi quantità di materiale radioattivo. Per questo, al fine di raffreddare il nocciolo, i giapponesi stanno ricorrendo a ogni mezzo possibile, compreso l’impiego di acqua di mare (assai rischioso, perché è altamente corrosiva). Se ci riusciranno, alla fine si avrà un vero e proprio monumento all’atomo: un grande cubo di cemento e acciaio dal cuore altamente radioattivo, che dovrà essere continuamente controllato per paura che non si fessuri o si rompa, provocando un disastro ambientale che è impossibile da quantificare.

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