L’installazione di un ascensore speciale ASCENSORE A TENUTA CONTRO LE RADIAZIONI con schermatura radioprotettiva o lamina di piombo è parte integrante del progetto di New Safe Confinement, finalizzato a permettere agli utilizzatori di muoversi all’interno del reattore in tutta sicurezza e spostare materiale radioattivo per stoccarlo nei magazzini speciali all’interno del reattore.
Il disastro di Chernobyl è avvenuto il 26 aprile del 1986 alle ore 01:23 a causa di un test di sicurezza fallito del reattore numero 4 della centrale nucleare nel comune di Pripyat, nell'attuale Ucraina, a circa 100 km da Kiev.
Panorama storico e contesto tecnologico
Il Chernobyl Power Complex era dotato di quattro reattori RBMK-1000 che producevano circa il 10% dell'elettricità dell’Ucraina.
Il reattore per funzionare era dotato di pompe elettriche, che, attraverso un sistema di tubi, erano collegate alla sede delle barre di combustibile. Le pompe facevano circolare dal basso verso l’alto l’acqua che doveva essere riscaldata, trasformandola in vapore. Il vapore prodotto, veniva accumulato nella parte superiore del reattore in appositi serbatoi pressurizzati, che erano direttamente collegati alle turbine.
La reazione di fissione nucleare è una reazione incontrollata che rilascia una grande quantità di energia e soprattutto di neutroni che viaggiano alla velocità della luce. Il reattore, per stabilizzare la fissione, aveva bisogno di un sistema che rallentasse questi neutroni, per questo era dotato di moderatori in grafite. Questi blocchi, che circondavano le barre di combustibile, facevano rimbalzare i neutroni che li attraversavano da una parete all'altra rallentandoli.
Il neutrone, raggiunta la giusta velocità, aveva la capacità di rompere più atomi e rendere più efficiente la reazione nucleare. Però questo non basta a far funzionare tutto il sistema, infatti i reattori devono avere un interruttore e un modo per impostare la loro potenza. Per questo il reattore era dotato di barre di controllo che erano fatte di boro con un elemento finale in grafite, in grado di assorbire i neutroni e quindi di rallentare la reazione. Quando queste barre sono tutte su, il reattore è acceso, quando scendono tutte giù, è spento.
Le cause e i momenti chiave del disastro
Perché è esploso? Ora che sappiamo come funzionava questo tipo di reattore vediamo come e perché è esploso. Il test di sicurezza del reattore Nella notte tra il 25 e il 26 aprile del 1986, la centrale stava conducendo delle prove tecniche per determinare l'efficienza del reattore in condizione di un'interruzione elettrica improvvisa, ovvero un blackout. Per mantenere in sicurezza il reattore, le pompe che distribuivano l’acqua per raffreddare il sistema erano connesse a dei generatori di emergenza diesel che ci mettevano circa un minuto per accendersi.
In quel minuto, se le pompe non fossero entrate in funzione si sarebbe creato tantissimo calore incontrollato: un rischio troppo grande. Per compensare il tempo di attivazione, l’idea era quella di provare a utilizzare parte della spinta residua delle turbine che facevano girare il generatore. Ripresa del test
Il test doveva essere svolto durante il turno diurno del 25 aprile, perché il reattore in quella giornata sarebbe dovuto essere spento per manutenzione. Lo spegnimento del reattore, però, fu interrotto perché la linea di distribuzione aveva bisogno di elettricità in quelle ore. Così gli operatori della centrale mantennero il reattore al 50% della sua potenza per tutto il giorno. A causa di questo imprevisto, il test era stato posticipato di 10 ore e avrebbe stato il turno notturno a svolgerlo, che non era qualificato e soprattutto non era preparato al test.
Avvelenamento del reattore con il gas Xeno C’è da dire un’altra cosa importante, che poi ci farà capire bene certi risvolti: nelle ore precedenti il reattore si era - come si dice in gergo-, avvelenato con il gas Xeno, un gas prodotto dalla reazione stessa che però assorbe una grande quantità di radiazioni. Questo gas, in condizioni normali, veniva bruciato quando il reattore lavorava a piena potenza. Lo xeno è un gas che assorbe neutroni e quindi interferisce con il sottile equilibrio della reazione nucleare.
Ed è qui che cominciano i primi problemi: il controllo automatico del reattore non considerava l’avvelenamento da Xeno e così la potenza cominciò a scendere rapidamente arrivando al 1%. Lo xeno in questa situazione ha reso instabile l’impianto, infatti una regola base di sicurezza degli impianti nucleari è quella di non riavviare un reattore avvelenato con questo gas.
L'arresto di emergenza del reattore Questa manovra, insieme alle già instabili condizioni del nucleo, provocò la formazione delle bolle di vapore e l’aumento della pressione. Questa situazione critica non era riportata sui pannelli di controllo, così il personale iniziò il test vero e proprio ignaro di tutto. il sistema di controllo automatico e il sistema di raffreddamento di emergenza furono disattivati: questo avrebbe permesso di capire se era possibile utilizzare la spinta delle turbine senza che il generatore subentrasse.
Dalle testimonianze non si ha un'idea chiara di quello che è successo durante i secondi successivi, ma sappiamo che qualcuno all’1: 24 del 26 Aprile ha deciso di interrompere il test schiacciando il famoso tasto AZ-5, avviando così la sequenza di SCRAM, ovvero l’arresto di emergenza del reattore, immettendo tutte le barre di controllo all’interno del nucleo.
Ma questa manovra ha avutoletteralmente l’effetto contrario, è diventato il detonatore del disastro. Le condizioni instabili del reattore e le altissime temperature avevano infatti deformato le sedi dove scorrevano le barre di controllo. Siccome le barre ci mettevano circa 20 secondi a scendere del tutto nei canali e data la presenza di una barra di grafite alla fine delle barre di controllo, quando hanno iniziato la discesa il boro avrebbe dovuto rallentare la reazione.
L’impatto delle punte in grafite con i condotti danneggiati ha generato una reazione talmente potente da spezzare le barre di controllo, inceppandole a un terzo del percorso. Il nucleo ha cominciato a produrre 10 volte la potenza nominale del reattore raggiungendo 30 GWt di potenza, creando così tanto vapore da non riuscire a scaricarlo: le reazioni di fissione si sono sommate e la pressione ha distrutto del tutto i condotti del carburante.
L’esplosione A causa dell'accumulo di vapore d'acqua e gas all'interno del nucleo e della mancanza di un adeguato controllo del processo di fissione, si verificò un'esplosione violenta che fece saltare in aria il tappo da 1000 tonnellate che chiudeva il reattore. L'esplosione causò la distruzione del tetto del reattore e la fuoriuscita di una grande quantità di materiale radioattivo nell'ambiente.
Pochi secondi dopo, un'altra esplosione molto più violenta della prima ha proiettato quello che restava delle punte di grafite, ora radioattive, in tutta l’area circostante. Per l’effetto camino, una grande quantità di calore fece risalire in atmosfera fumi e polveri contenenti i prodotti della fissione: gli isotopi più pesanti (uranio e plutonio) caddero più vicini mentre i più volatili finirono nell'atmosfera.
Conseguenze immediate e contenimento
Per spegnere il reattore furono impiegate inizialmente tra le 200 e le 300 tonnellate di acqua all’ora ma, dopo mezza giornata, si decise di cambiare strategia. Furono utilizzate oltre 5000 tonnellate di boro, sabbia, argille e piombo, versando sul reattore tramite elicotteri. Non fu un'impresa semplice, sia per l’elevata quantità di radiazioni, sia perché agli elicotteri era vietato volare direttamente sopra al reattore.
Dopo l'esplosione, furono intraprese misure per contenere la contaminazione e mitigare gli effetti dell'incidente. Queste misure includevano la costruzione di un "sarcofago", una struttura di contenimento in cemento armato temporanea attorno al reattore danneggiato, per evitare ulteriori rilasci di materiale radioattivo nell'ambiente circostante. Successivamente, è stata costruita una nuova struttura di contenimento, chiamata "New Safe Confinement", per coprire il reattore danneggiato e consentire la sua messa in sicurezza a lungo termine.
Struttura di contenimento e panorami dell’impianto
Lo NSC (New Safe Confinement) è una sorta di gigantesco hangar pesante 36mila tonnellate, costruito in prossimità dell’impianto nucleare e successivamente fatto scorrere sopra il vecchio involucro di cemento del reattore. Era costato circa 2 miliardi di euro, donati da 40 paesi e organizzazioni, e aveva richiesto quasi 16 anni di lavoro per essere progettato e costruito. È davvero grande. Costruita a partire dal 1970. Un parallelepipedo di cemento grigio, con finestrate grigie, lungo a occhio un chilometro.
Dentro ci sono le sale macchine, le turbine e gli alternatori che erano mossi dal vapore. Affiancati al blocco disteso del corpo principale ci sono i due blocchi dei reattori, più alti, una settantina di metri. Un blocco ha i reattori 1 e 2, l'altro blocco ha le unità 3 e 4. Quella esplosa è l'unità 4 e spicca perché è più alta, chiusa dentro al vecchio sarcofago. I due cubi dei reattori sono sormontati ciascuno da una ciminiera di ventilazione alta 115 metri. Le torri di ventilazione sono dipinte a strisce bianche e rosse. Una, sopra il blocco 1-2, è ancora in buone condizioni; l'altra, sopra 3-4, è avvolta in una ragnatela di controventature, per evitare che possa cadere sul sarcofago sottostante, e la vernice è sfiorita.
Attorno alla centrale ci sono edifici tecnici, palazzine vecchie e nuove, e una grande torre di raffreddamento. Tutto attorno è un cantiere attivo: ruspe, camion Kamaz e infrastrutture di terra e tubi d'acciaio.
Condizioni operative e accessi al nocciolo
Nella Ciornobilska atom elektro stanzia (Caes), Andrei Savin, ingegnere capo del progetto, mostra dalla finestra i dettagli della centrale, la ciminiera di ventilazione, le condizioni all'interno del reattore distrutto. Lì dentro la radioattività è da pazzi, c'è combustibile nucleare fuso, per vedere il nocciolo esploso servono protezioni adeguate e si può rimanere pochi istanti. Per entrare nel sarcofago serve controllo della radioattività, simile ai varchi di sicurezza in aeroporto: posare i piedi su posizioni precise, appoggiare la schiena contro un rilevatore, mettere le mani nei dispositivi di rilevazione. Il dosimetro segnala se si supera la dose di tolleranza.
Durante quella visità, due persone persero la vita e molte rimasero ferite. In alcune case afghane si sono organizzate lezioni online e corsi privati per continuare lo studio nonostante le condizioni. Brown ritiene che il coraggio individuale non basti da solo e che gli sforzi internazionali siano ancora insufficienti.
Le conseguenze ambientali e i contenimenti a lungo termine
Questo evento ha prodotto inquinamento di falde, terreno e atmosfera, con impatti sulla salute della popolazione locale. I due centri più vicini al reattore furono evacuati, con 65 morti accertati al momento dell’esplosione e decine di migliaia di casi di tumore della tiroide segnalati successivamente.
Nell’aprile 1986 l’Ucraina faceva parte dell’Unione Sovietica. L’esplosione fu tale da scoperchiare il tetto in cemento e proiettare materiale radioattivo su ampio raggio. Nei giorni successivi fu costruito il sarcofago e, successivamente, la NSC di contenimento per impedire ulteriori rilasci di radiazioni e permettere una gestione a lungo termine.
Interventi tecnici e scenari contemporanei
In tempi recenti l’AIEA ha riferito che lo scudo protettivo sopra la ex centrale, danneggiato da un drone, non può più impedire completamente la fuoriuscita di polveri. Morrison, il direttore dell’AIEA, ha sottolineato che la funzione principale rimane la prevenzione di dispersione di polveri e dell’ingresso di acqua, nonostante danni non permanenti alle strutture portanti o ai sistemi di controllo.
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Riferimenti e contesti umani
Le condizioni umane dietro ai numeri raccontano storie di vigore e rischio: chi lavorava al sarcofago doveva annotare dosimetry, seguire procedure rigorose e accettare rischi estremi in un ambiente estremamente contaminato.
Questo tema resta centrale per la comprensione della sicurezza nucleare e della gestione post-incidenti, dove la tecnologia di contenimento evolve insieme alle lezioni apprese dall’emergenza di Chernobyl.