Centrali nucleari: gli incidenti catastrofici

In circostanze normali, i reattori delle centrali nucleari rilasciano solo piccole quantità di gas radioattivi che causano piccole esposizioni al pubblico. Pertanto, di per sé i reattori in attività durante il loro normale funzionamento – incidenti seri a parte – non contribuiscono granché al fondo di radiazioni ionizzanti su scala globale, ma possono produrre al più degli effetti localizzati nello spazio.

Le centrali nucleari, in effetti, contribuiscono all’inquinamento radioattivo dell’ambiente in vari modi: direttamente a livello locale o globale, a causa di un’errata progettazione o gestione, ed in particolare in seguito a malfunzionamenti od a gravi incidenti, di cui quelli di Fukushima e Chernobyl sono gli esempi più famosi; indirettamente, poiché non esiste un metodo di smaltimento del tutto affidabile del combustibile nucleare, che deve rimanere lontano dal contatto umano per migliaia di anni.

Quando i materiali radioattivi sono concentrati ad un livello rilevabile al di fuori di un contenimento, l’area interessata viene generalmente definita “contaminata”. Tuttavia, l’Italia ha solo 4 centrali nucleari – site a Trino Vercellese, Caorso, Latina, e sul Garigliano – e sono tutte chiuse da anni a seguito del referendum del 1987 o per raggiunto limite di età, per cui non presentano più potenziali rischi di incidenti con fallout regionale o globale, ma solo quelli legati al decommissioning od a problemi passati.

Ma non per questo l’Italia può ritenersi al riparo dagli effetti di un incidente in una centrale nucleare in attività. Infatti, vi sono ben 13 impianti nucleari esteri siti a una distanza inferiore a 200 km dal confine italiano, appartenenti a Paesi come la Francia, la Svizzera, la Germania e la Slovenia, ed alcune di queste centrali hanno più di un reattore, per cui si arriva a un totale di oltre 25 reattori “vicini”.

Centrali nucleari estere a meno di 200 km dai confini italiani (dal “Piano Nazionale contro le Emergenze Radiologiche”, 2010).

Secondo le simulazioni dell’ISPRA, nel caso di incidente in una centrale nucleare confinante con il territorio italiano – ad esempio, nell’impianto sloveno di Krsko o francese di St. Alban – e conseguente diffusione di una nube radioattiva su anche solo una parte del territorio nazionale, il fallout radioattivo causerebbe nelle zone d’Italia interessate una contaminazione per la quale sarebbe da considerare l’eventuale adozione di misure protettive di riparo al chiuso e di somministrazione di iodio stabile.

Infatti, complice anche la configurazione orografica e la direzione dei venti dominanti, secondo i calcoli effettuati da un apposito software per la valutazione della dispersione a lunga distanza degli inquinanti radioattivi e non rilasciati da sorgenti puntiformi, nelle 48 ore successive all’evento sul territorio nazionale si avrebbero i valori di dose massima riportati nella seguente tabella, con un contributo preponderante – come radionuclidi – dello iodio-131, che ha un tempo di dimezzamento di 8 giorni:

Valori massimi di dose efficace da inalazione di iodio-131  nelle 48 ore successive all’evento (dal “Piano Nazionale contro le Emergenze Radiologiche”, 2010).

In pratica, su alcune aree delle regioni del Nord e del Centro-Nord d’Italia più prossime all’impianto interessato dall’ipotetico evento incidentale, le dosi efficaci da inalazione risulterebbero pari ad alcune unità di mSv, mentre la dose equivalente alla tiroide risulterebbe pari ad alcune decine di mSv. E la deposizione al suolo di radionuclidi, in alcuni casi raggiungerebbe valori di 10 milioni di Bq/mq, tali da richiedere il controllo radiometrico delle matrici alimentari su estese zone d’Italia.

Il rischio di fallout da fusione del nocciolo

Anche un incidente catastrofico in una centrale nucleare è in grado di produrre un fallout, o ricaduta radioattiva al suolo, che in certe circostanze può raggiungere grandi distanze, sebbene un reattore nucleare non esploda come un ordigno nucleare. Per non parlare del fatto che i reattori nucleari sono fra i bersagli preferiti nei conflitti militari e in futuro potrebbero esserlo anche dei terroristi, che se danneggiassero i sistemi di sicurezza potrebbero anch’essi produrre la “fusione del nocciolo”.

Mappa delle centrali nucleari presenti in Europa e “dintorni”.

La fusione del nocciolo è un grave incidente nucleare che provoca un collasso completo o parziale del nocciolo causato dal surriscaldamento. Essa si verifica quando il calore generato da un reattore nucleare supera il calore rimosso dai sistemi di raffreddamento fino al punto in cui almeno un elemento del combustibile nucleare supera il suo punto di fusione. Le cause scatenanti sono molteplici e vanno dall’errore umano (come a Chernobyl) all’evento esterno (come a Fukushima).

Una volta che gli elementi di combustibile di un reattore cominciano a fondersi, il combustibile nucleare (come l’uranio, il plutonio o il torio) ed i prodotti di fissione (come cesio-137, krypton 85, o iodio-131) all’interno degli elementi di combustibile possono fuoriuscire nel liquido di raffreddamento. Successivi eventi imprevisti possono consentire a questi radioisotopi di violare ulteriori livelli di contenimento e portare alla distruzione di parti del contenitore del reattore.

La fusione del nocciolo è quindi considerata molto grave a causa della potenziale liberazione nell’ambiente di materiali radioattivi, in grado di causare contaminazioni radioattive e fallout e potenzialmente portando ad avvelenamento da radiazioni persone e animali nelle vicinanze. La fusione del nocciolo si è verificata sia nel reattore di Chernobyl sia in tre dei sei reattori della centrale di Fukushima.

Gli incidenti nucleari passati più gravi

Nel 1990, l’Agenzia internazionale per l’energia atomica (IAEA) ha introdotto la “Scala Internazionale degli Eventi Nucleari e radiologici” (o scala INES) per consentire una rapida comunicazione delle informazioni significative sulla sicurezza in caso di incidenti nucleari. Si tratta di una scala logaritmica, simile alla scala di magnitudo di momento usata per descrivere e comparare l’intensità dei terremoti. Ogni livello crescente rappresenta un incidente di circa 10 volte più grave rispetto al livello precedente.

Nella Scala INES, gli eventi sono valutati in 7 livelli: i livelli 1-3 sono “guasti” ed i livelli 4-7 sono “incidenti”. Finora ci sono stati solo due incidenti di livello 7, ovvero “catastrofici”: il disastro di Chernobyl e quello di Fukushima. Fra gli incidenti radiologici di livello 5 – cioè “con conseguenze significative” – troviamo quello di Goiania, in Brasile, dove un apparecchio contenente una sorgente radioattiva lasciato in un ospedale abbandonato fu rubato e rivenduto, contaminando 249 persone e uccidendone 4.

La scala INES degli incidenti nucleari e radiologici.

L’incidente di Chernobyl si è verificato il 26 aprile 1986, in una centrale nucleare presso l’omonima città ucraina. Un aumento di potenza durante una procedura di test ha determinato un incidente di criticità, che ha portato ad una potente esplosione di vapore e al fuoco, il quale ha rilasciato nell’ambiente una significativa frazione di materiale del nucleo del reattore. A causa delle radiazioni, Chernobyl (14.000 abitanti) e un’area entro 30 km dal reattore è stata in gran parte abbandonata.

Il disastro nella centrale di Chernobyl ha prodotto un rilascio impressionante di radioattività. La contaminazione più rilevante ha riguardato circa 2.590 kmq di terreni agricoli e villaggi dell’Unione Sovietica, ma livelli pericolosi di radioattività sono stati riportati in quasi tutti i paesi europei e gli inquinanti radioattivi con il fallout hanno contaminato l’acqua piovana, i pascoli e le colture alimentari, per cui le vendite di latte, verdure e carne sono state vietate in molte aree.

Uno studio del Comitato scientifico dell’ONU sugli Effetti delle Radiazioni Atomiche ha concluso che, a parte i 49 morti immediati dovuti a traumi, avvelenamento da radiazioni acute, un incidente di elicottero e casi di cancro della tiroide, le morti premature prodotte ammonteranno a circa 4.000, di cui 2200 fra i circa 200.000 “liquidatori” che assorbirono intorno a 100 millisievert. Secondo altre stime, le morti premature aggiuntive arriveranno finanche a 200.000, di cui 40.000 nell’Europa occidentale.

Il disastro della centrale di Fukushima Daiichi è legato a una serie di eventi che iniziano l’11 marzo 2011. Dei grossi danni ai sistemi di contenimento ed ai generatori di emergenza causati dal terremoto e dallo tsunami di Tōhoku hanno causato il surriscaldamento e la perdita di alcuni reattori della centrale nucleare di Fukushima I. Dei sei reattori della centrale, tre incidenti sono stati classificati a livello 5, uno è stato valutato di livello 3 e la situazione nel suo complesso è stata classificata di livello 7.

Intorno all’impianto di Fukushima è stata creata una zona di esclusione temporanea di 20 chilometri e una zona di evacuazione volontaria di 30 chilometri. Dato gli incerti effetti sulla salute delle radiazioni ionizzanti a bassa dose dovute alla radioattività liberata nell’aria e nel mare a seguito dell’incidente, le previsioni di morti futuri per il cancro a causa delle esposizioni alle radiazioni accumulate nella popolazione che vive vicino all’impianto sono incerte, e arrivano al più a qualche centinaio.

Le dosi totali dell’incidente di Chernobyl sono passate da 10 a 50 mSv in 20 anni per gli abitanti delle aree colpite, con la maggior parte della dose ricevuta nei primi anni dopo il disastro, e sono state di oltre 100 mSv per i “liquidatori”. Le dosi totali degli incidenti di Fukushima sono state tra 1 e 15 mSv per gli abitanti delle aree colpite. Le dosi tiroidee per i bambini sono state inferiori a 50 mSv. I 167 operatori intervenuti nell’emergenza hanno ricevuto dosi superiori a 100 mSv, di cui 6 più di 250 mSv.

Effetti sociali e psicologici dei grandi incidenti

Uno studio pubblicato nel 2015 su Lancet ha spiegato che il grave impatto degli incidenti nucleari spesso non è direttamente imputabile all’esposizione alle radiazioni, bensì agli effetti sociali e psicologici. Le conseguenze delle radiazioni a basso livello sono spesso più psicologiche che radiologiche, anche perché è difficile attribuire ad esse singoli casi di cancro, specie se si presentano dopo molti anni.

Ad esempio, nel caso del disastro nucleare di Fukushima del 2011, la paura delle radiazioni ionizzanti potrebbe avere effetti psicologici a lungo termine su una grande parte della popolazione nelle aree contaminate. L’evacuazione e lo spostamento a lungo termine delle popolazioni colpite hanno causato problemi a molte persone, in particolare agli anziani ed ai pazienti ospedalieri.

Dato poi che i danni prodotti da radiazioni molto basse non possono essere rilevati, le persone esposte restano in un’incertezza angosciosa su ciò che accadrà loro. Molti credono di essere stati contaminati a vita e potrebbero rifiutarsi di avere bambini a causa dei possibili difetti di nascita. Alcune persone possono venire evitate da altre che temono una sorta di “contagio misterioso”.

L’evacuazione forzata di una popolazione a seguito di un incidente nucleare può portare ad isolamento sociale, ansia, depressione, problemi medici psicosomatici, comportamenti sconsiderati, persino al suicidio. Tale è il risultato del disastro nucleare di Chernobyl. Un studio molto ampio pubblicato nel 2005 ha concluso che l’impatto sulla salute mentale delle persone è probabilmente il più grande problema di sanità pubblica scatenato dall’incidente di Chernobyl fino ad oggi.

 

Riferimenti bibliografici:

• Piano Nazionale contro le Emergenze Radiologiche (2010), http://www.protezionecivile.gov.it/resources/cms/documents/Piano_nazionale_revisione_1marzo_2010.pdf
• Nuclear and radiation accidents and incidents, https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_and_radiation_accidents_and_incidents
• INES Scale, http://www-ns.iaea.org/tech-areas/emergency/ines.asp
• Fukuleaks, http://www.fukuleaks.org/web/