Stato di gravita’ incidente innalzato a 7/7

Tutti i giornali di oggi mostrano come la gravita’ dell’incidente sia stata innalzata a 7 su 7 seguendo la scala INES fornita da IAEA. Cosa vuol dire e da cosa e` imposto questo cambiamento? Direi che la spiegazione e` di due tipi: il primo motivo e` la verifica di conseguenze ambientali effettutata da enti governativi giapponesi e dal nuclear security council. Tali verifiche hanno dimostrato (vedi anche post dell 11 Aprile) come le concentrazioni di radiaoattivita nell ecosistema attorno alla centrale siano alte e conistenti nel tempo. Inoltre la seconda cosa da tenere presente e` che e` passato un mese e l’incidente non e’ stato ancora bloccato. Questa situazione, che ricorda l’incidente della piattaforma nel golfo del Messico ( per la incapacita’ dell’uomo di oggi nel mitigare ed estinguere incidenti coinvolgenti installazioni industrali complesse) e` in realta’ sinnonimo della ammissione di non capacita’ nel domare l’incidente e mitigarne gli effetti sull’ambiente. Le scosse sismiche recenti sono sicuramente alla base di queste difficolta’. Visto che i giornali di oggi usano tutti il paragone con Chernobyl ho preparato una tabella che mostra le differenze tra i due incidenti. Voglio sottolineare come il “10% di rilascio” fornito da TEPCO oggi (ovvero che incidente giapponese ha un rilascio pari un decimo di quello di chernobyl) e` sicuramente un numero attendbile  (almeno guardano i numeri a diposizione). Tuttavia credo che il problema sia che, come nel caso dell’incidente sulla piattforma in Mexico, le conseguenze son destinate ad aumentare (non mi stupirei se incidente superasse i valori di Chernobyl da qui a pochi settimane, sempre che non venga fermato prima). Il fattore di differenza fondamentale tra i due incidenti e’ il tempo dei rilasci. Di fronte a incidente improvviso rimane difficile organizzarsi, prendere precauzioni e sapere cosa sta succedendo…

La tabella sotto riportata evidenzia alcune differenze fondamentali tra gli incidenti di Chernobyl e Fukushima.

Situazione Fukushima all’ 11 Aprile 2011

REATTORI DANNEGGIATI

le tre unita’ maggiormente danneggiate sono le prime 3, ovvero quelle che erano attive al momento del sisma. Sotto son riportate le loro attuali condizioni seguendo gli ultimi aggiornamenti forniti dalla Japan Atomic Industrial Forum (JAIF).

Unita’ 1: (stima del combustibile danneggiato = 70% del totale contenuto nel core del reattore, condizioni pressione all’interno del contenimento in diminuzione dopo un picco pari a quattro volte la pressione atmosferica verificatosi il 24 Marzo, contenimento esterno non danneggiato, sistemi di raffreddamento non funzionanti, esposizione delle barre di combustibile all’aria , sala di controllo reattore inagibile)

Unita’ 2: (stima del combustibile danneggiato = 30% del totale contenuto nel core del reattore, condizioni pressione all’interno del contenimento stabili e o controllate, , contenimento esterno lievemente danneggiato con potenziale frattura, sistemi di raffreddamento non funzionanti, esposizione delle barre di combustibile all’aria , sala di controllo reattore inagibile)

Unita’ 3: (stima del combustibile danneggiato = 25% del totale contenuto nel core del reattore, condizioni pressione all’interno del contenimento stabili e o controllate, contenimento esterno non danneggiato, sala di controllo reattore inagibile, sistemi di raffreddamento non funzionanti, esposizione delle barre di combustibile all’aria , sala di controllo reattore inagibile)

Scala gravita’ incidente stimata su queste 3 unita` e’ stimata pari a 5 su una scala da 0 a 7.

GRAFICO DELLA SITUAZIONE

come si puo’ vedere le unita’ presenti nell’area colpita dall evento sismico e dallo Tsunami sono 14 ma solo queste 3 unita’ sono seriamente danneggiate. Le altre 3 sul sito sono lievemente danneggiate mentre le altre 8 sono uscite praticamente illese dall’evento.

DOSE RADIAZIONE RILEVATA

Stato al sito di Fukushima Dai-ichi (notare che i rilievi sono stati fatti all’impianto situato a sud di quello danneggiato)
Irraggiamenti rilevati alle 15:00 del giorno 11 aprile: 0.59mSv/h sul lato sud della palazzina uffici, 80μSv/h al cancello principale, 35μSv/h al cancello ovest.
Il plutonio è stato rilevato dal terreno campionato a Fukushima sito Dai-ichi  bei giorni 21, 22, 25 e 28 Marzo. L’ammontare rilevato è  modesto e considerato non nocivo per gli umani.
Le sostanze radioattive sono state rilevate nelle acque sotterranee campionate in prossimità degli edifici turbina il giorno 30 marzo.
Una dose di radiazioni superiore ai 1000 mSv è stata misurata sulla superficie di acqua accumulata nel  basamento della costruzione ospitante le turbine dell’unità 2 e nella galleria per la posa di tubazioni all’esterno dell’edificio il giorno 27 Marzo.
Sostanze radioattive che superano il limite normativo sono state rilevate dal campione di acqua di mare raccolta nel mare che circonda l’impianto di Fukushima Dai-ichi a partire dal giorno 21 marzo. Il giorno 5 aprile, 7,5 milioni di volte il limite legale di iodio radioattivo, I-131, è stato rilevato dal mare, che era stato campionato vicino alla presa d’acqua di Unità 2 nel giorno 2 aprile. Lo stesso giorno e ‘stato trovato che vi era acqua altamente radioattiva (più di 1000mSv/hr) presente nell’edificio che in cemento che contiene cavi elettrici e che l’acqua confluiva nel mare attraverso crepe sul muro di cemento. E ‘stato confermato il 6 aprile che la perdita di acqua e’ stata fermata dopo l’iniezione di un agente indurente in in prossimità delle crepe.  Il rilascio in mare di circa 10.000 tonnellate di acque di scarico a basso livello radioattivo ha avuto inizio il 4 aprile, al fine di rilasciare l’acqua altamente radioattiva di cui sopra. Per quanto riguarda l’influenza dei rifiuti a bassa radioattività rilasciati, la TEPCO ha valutato che mangiare pesce e alghe catturato nei pressi dell’impianto ogni giorno per un anno dovrebbe aggiungere circa il 25% della dose che il pubblico generalmente riceve dall’ambiente in un anno.  TEPCO e MEXT hanno ampliato il monitoraggio per la zona di mare circostante l’impianto.

Conseguenze su fauna e pesci nella zona dell’incidente
Il materiale radioattivo è stato rilevato dai prodotti lattiero-caseari e agricoli a Fukushima e nelle prefetture vicine. Il governo ha emanato al fine di limitare spedizione  e uso per alcuni prodotti.
Lo iodio radioattivo, il superamento del limite provvisorio legale, è stato rilevato da acque di rubinetto campionate in alcune prefetture dal 21-27 Marzo.
Nei pesci di piccole dimensioni catturati nelle acque al largo della costa di Ibaraki il 4 Aprile è stata rilevata la presenza di cesio radioattivo al di sopra del limite di legge. E ‘stato deciso il 5 aprile che, come il limite legale di iodio radioattivo, usato per i vegetali dovrebbe essere applicato ai prodotti della pesca per il momento.

Limiti di dose ammissibili

C’e una grande discussione sul livello di radiazione in uscita da impianto danneggiato a Fukushima. Al di la del fatto che alcuni numeri pubblicati dai giornali sono in molti casi assurdamente fuori scala e o contengono errori grossolani di valutazione, ho deciso di allegare una mappa che trovo particolarmente utile per capire gli oridni di grandezza di radiazione accettabile per la salute umana. Il grafico, estrapolato dalle note di un operatore di un impianto nucleare in Inghilterra, e` particoalrmente utile a capire gli ordini di grandezza della radiazione che si puo’ assorbire a partire da normali  azioni quotidiane sino a quelle generate da eventi come Chrnobyl o l’incidente in USA di TMI. L’incidente di Fukushima e` deliberatamente lasciato fuori dalla equazione, visto che i numeri sono ancora tutt’altro che definitivi. Comunque se leggete un articolo che riporta la dose in Sievert potete usare la scala del grafico per rendervi conto delle potenziali conseguenze ad esso associate.

Politiche Energetiche ed Energia Nucleare

Riporto qui sotto una intervista rilasciata al portale su Energia di Urbano Creativo, in cui parlo della relazione tra Politiche energetiche e l’incidente nucleare in Giappone. L’intervista e’ al sito: http://www.urbanocreativo.it/new/dossier.php?id=21

RISIKO INTERNAZIONALE ED ENERGIA NUCLEARE

Nel Risiko internazionale, è tornata drasticamente alla ribalta in queste settimane la questione della Pianificazione della produzione energetica. Dopo il disastro alla Centrale di Fukushima l’Unione Europea ha di fatto messo in stand by i singoli piani nazionali sul nucleare. Ma anche le notizie sugli scontri in Libia mettono l’accento sul futuro dell’approvvigionamento del gas da cui l’Italia è estremamente dipendente. Quali sono le prospettive che si aprono ora per quanto riguarda il futuro della nostra economia, della nostra vita quotidiana, del nostro tessuto produttivo? Lo abbiamo chiesto a Edoardo Cavalieri d’Oro, ricercatore del MIT di Boston e già direttore al ministero degli Interni italiano.

Dopo l’incidente di Fukushima e le nuove direttive europee, com’è il futuro del nucleare nel nostro Paese?
In questo momento la situazione è in fase di stallo. Di certo è il classico momento in cui non bisogna prendere decisioni: si aspetta e si attende che l’incidente sia concluso. Saranno poi le Authority competenti a fare le valutazioni del caso, a spiegare le cause dell’incidente, e a redigere le Guidelines di comportamento. A quel punto saranno poi i Governi a prendere le decisioni strategiche, ciascuno per il proprio Paese. Di sicuro quello che si evidenzia, in casi come questi è la mancanza, in tutto il mondo, e non solo in Italia, di un’Authority sovranazionale garante per la sicurezza. Oggi infatti a decidere per il proprio approvvigionamento energetico è ogni singolo Paese, con il risultato di avere politiche enormemente differenti a pochi chilometri di distanza. E nessuno scambio di esperienze. E’ giusto le differenze culturali e anche geofisiche a dettare le varie scelte di politica energetica. Ma in ambito di sicurezza industriale oltre che di sicurezza nucleare vi è l’esigenza di questa Authority che leghi le politiche comunitarie. Esempio è l’International Agency of Atomic Energy, l’Iaea, che attraverso il trattato di non proliferazione nucleare riduce il rischio di diffusione delle armi nucleari monitorando che gli Stati non trasformino programmi nazionali energetici nucleari in programmi militari. Un modello simile potrebbe mitigare il rischio di incidenti nucleari, sotto la forma di un’Agenzia super partes che definisca linee guida per la sicurezza e che soprattutto monitori costantemente lo stato degli impianti di tutto il mondo.

Come mai, anche prima del disastro di Fukushima, tanto parlare di nucleare? Non è in contraddizione con la tanto decantata “Economia Verde”?
Con Green Economy non si intende di sicuro un sistema volto alla riduzione dello sviluppo economico internazionale. Anzi, anche se il traguardo del 2050 è “zero carbon”, e cioè riduzione massima dell’utilizzo dei combustibili fossili, per poter cominciare a dismettere le superinquinanti centrali a carbone, ogni Paese avrebbe dovuto prepararsi a un mix di sistemi di approvvigionamento. Purtroppo oggi i sistemi che si basano su risorse rinnovabili non hanno ancora curve di apprendimento abbastanza veloci per potersi imporre su quelle tradizionali, e quindi le commissioni internazionali o i singoli governi (si pensi alle raccomandazioni del segretario dell’energia in USA S. Chu) hanno deciso che il mix deve comprendere anche l’energia nucleare. Di fatto il nucleare oggi, anche calcolando il trattamento delle scorie, produce un bassissimo inquinamento atmosferico a fronte di un giusto baseload di energia per impiego industriale. E per quanto riguarda i rischi, bisogna ricordare che il rischio che si calcola a livello decisionale e politico è la risultante tra probabilità di un evento e le conseguenze da esso generato. Quindi un evento come quello giapponese è considerato un grado di rischio ancora moderato, poiché pur avendo conseguenze devastanti è altamente improbabile che si ripresenti alle stesse condizioni.

Alla luce delle conseguenze degli ultimi incidenti, però, sicuramente questa frase fa sorridere.
Diciamo che le conseguenze dell’incidente di Fukushima non hanno niente a che vedere ad esempio con il recente disastro della BP nel golfo del Messico. Il problema della centrale giapponese è legato a tanti errori umani – legati prevalentemente alla logica del profitto – sommati al terremoto e alla tsunami. L’acqua riversata in oceano rappresenta un rischio calcolato: oggi il danno ambientale  è limitato all’area circostante alle centrali, ma il coefficiente di diluizione di un oceano è pari a infinito. Mentre la radioattività si diluisce, non si può dire la stessa cosa invece per il petrolio, ad esempio quello fuoriuscito dalla piattaforma BP nel golfo del Messico: quello continuerà a fare danni per anni e anni, per la sua caratteristica fisica di un olio disperso in acqua.
Certo è che l’incidente di Fukushima non è comunque ancora concluso e le valutazioni di oggi potrebbero essere smentite dai fatti di domani.

Nonostante questo, il nucleare quindi resta la soluzione migliore?
Vi faccio un esempio. Adesso tutti parliamo di renderci indipendenti dai combustibili fossili. L’Unione Europea ha appena varato il provvedimento 2050, per la riduzione delle emissioni inquinanti. Per lo stesso anno si prevede un raddoppio della domanda di energia a livello globale. Anche Obama, pochi giorni fa, ha affermato di voler portare gli Stati Uniti ad avere 1 milione di veicoli elettrici entro i prossimi dieci anni. Questo andrà sicuramente a rivoluzionare la richiesta di energia elettrica. E le tecnologie delle rinnovabili non forniscono ancora un baseload sufficiente a gestire questa enorme richiesta.
Soltanto in Cina, nei prossimi anni, saranno ultimati 27 dei 62 impianti nucleari in costruzione su scala globale per un investimento complessivo di 150 billion dollars. Perché l’energia nucleare è considerata energia pulita, migliore comunque delle centrali a carbone con cui la nazione asiatica finora si è alimentata (80 per cento del mix energetico attuale), ma che l’ha anche resa uno dei territori più inquinati al mondo. Per rendersene conto basta guardare fuori dal finestrino del vostro aereo quando atterrate a Beijing e accorgersi che non è possibile vedere il suolo. La causa è proprio lo straordinario inquinamento atmosferico di una rivoluzione industriale senza pari e senza regole. Anche a voler fare marcia indietro proprio ora i numeri parlano chiaro: alla fine del 2010 la Cina ha raggiunto i consumi energetici degli USA, che assieme fanno un terzo dei consumi del pianeta e che l’America alimenta con 104 reattori nucleari contro gli appena 13 della Cina di oggi. L’idea oggi è quella di rimpiazzare quell’80 per cento proveniente da carbone con nucleare ma cercando, alla luce degli eventi recenti, massime garanzie per la sua sicurezza.Allora la soluzione potrebbe essere un’Agenzia Internazionale per l’Energia Nucleare, che infatti è invocata anche da Sarkozy, non per niente il presidente di una delle nazioni con più alto tasso di centrali al mondo. Una “sentinella” super partes che controlli tutte le centrali e che faccia da garante per tutte. Di fatto oggi come oggi, un impianto vecchio come quello di Fukushima – la prima unità ha poco più di quarant’anni – generava circa tre volte i revenues di un impianto di nuova generazione, intrinsecamente sicuro ma ancora in fase di ammortamento dell’investimento iniziale. Per questo, un’azienda privata come la Tepco lo teneva ancora in funzione, nonostante per ironia della sorte una delle unità più colpite dovesse essere chiusa definitivamente proprio a fine marzo. Le imprese private devono generare utili, altrimenti falliscono. Ma non possono farlo a spese della collettività. Un’Agenzia esterna invece potrebbe aggiungersi all’autorità governativa delle singole nazioni, per garantire che centrali di questo tipo vengano dismesse, come è stato fatto dall’Italia ad esempio per la Centrale di Garigliano negli anni Settanta. E proprio per problemi relativi alla sismica.

Quindi l’Italia si è dimostrata più saggia del Giappone?
Negli anni Ottanta alcuni studi effettuati sulla centrale nucleare di Garigliano – stessa tecnologia di quella di Fukushima – a seguito del terremoto dell’Irpinia, avevano dimostrato che i costi sociali ed economici di un eventuale problema di fuoriuscite o altro incidente sarebbero stati infinitamente più grandi delle risorse che la Centrale stessa avrebbe mai potuto generare in tutta la sua vita attiva. Per questo è stata spenta, con 5  anni di anticipo rispetto al Referendum del 1987. Questo dimostra che abbiamo saputo gestire la questione con la dovuta responsabilità. Perché anche l’incidente di Fukushima dimostra che se le tecnologie sono importanti, più di tutti è importante l’aspetto umano.

In che senso?
Nel caso giapponese infatti si sono sommati fattori estremamente delicati: prima di tutto è stato realizzato un cluster di reattori troppo vicini ed esposti a causa esterna come un terremoto li rende vulnerabili a quello che tecnicamente è definito come una causa di fallimento comune ovvero un evento che in questo caso correla i 6 reattori tra loro: in parole semplici, le conseguenze sono comunque moltiplicate per sei. Inoltre i generatori diesel che dovevano entrare in servizio come sistema di emergenza per la gestione dei reattori, e che son stati spazzati dalla tsunami, non sono stati posizionati su rialzi da terra come protezione dagli allagamenti, come invece si fa normalmente in paesi pure a rischio tsunami come l’India. Senza contare poi le responsabilità dell’azienda di gestione (la Tepco, ndr) che non ha avuto la sufficiente trasparenza, o forse la necessaria prontezza di riflessi, nel comunicare prontamente  gli eventi alla popolazione e alla comunità internazionale cosi come stavano evolvendo.
L’incidente comunque non è nemmeno paragonabile a Chernobyl, per tanti motivi. Principale quello di aver avuto un incidente a reattore accesso..ovvero una escursione di potenza dovuta a una sovrabbondante miscela di errori progettuali, umani e di sistema socio-politico e che ha portato alla esplosione che ha poi generato la temibile nube radioattiva che ha sovrastato l’Europa e non solo per diversi mesi.

Cosa si può fare oggi in Italia?
Per rilanciarsi ora ci vuole coraggio e pazienza. Non esistono finora soluzioni che offrano un baseload sufficiente ad alimentare il tessuto economico che non abbiano ricadute sul tessuto sociale (per l’approvvigionamento) o sull’ambiente (per le emissioni). Sono rischi correlati che vanno calcolati e verificati uno a uno, per scegliere la soluzione più adeguata a generare il futuro del Paese. Oggi i paesi più forti sono quelli che hanno saputo gestire il mix: ovvero che anno saputo dosare tutti gli ingredienti richiesti: nucleare, rinnovabili, e naturalmente tradizionali, che piano piano negli anni perderanno importanza fino a essere dismesse.
Da questo punto di vista oggi siamo in netta difficoltà. Abbiamo scelto di non adeguarci al nucleare anni fa, e oggi siamo completamente dipendenti dai Paesi fornitori di gas. E oggi anche le relazioni con questi Paesi, come Libia e Russia si portano dietro il peso delle implicazioni geopolitiche a cui pure stiamo assistendo in questi giorni.
Questo per noi, che come i giapponesi non ci siamo dotati di un mix di approvvigionamento energetico (loro sbilanciati verso il nucleare e noi verso il gas), sta per diventare un grosso problema.La situazione è delicata. Se vogliamo dare una scossa all’economia nazionale la politica energetica è una questione da risolvere, perché fa da traino allo sviluppo. Di certo bisogna superare una barriera culturale molto forte, e fare come si fa ad esempio in Svezia, o negli Stati Uniti, dove la trasparenza nella gestione degli impianti (nucleari per primi, ma anche tradizionali) è talmente alta da consentire a qualsiasi cittadino di seguire in diretta le decisioni e le operazioni che quotidianamente vengono eseguite nelle Centrali: questo rende estremamente trasparente i processi. Grazie a questa condizione di massima trasparenza sul tema, ad esempio, in Svezia si è potuto optare per una gestione locale delle scorie.
A noi invece mancano ancora le basi del confronto pubblico: sono tutti spazi da costruire e da attivare. Nel tempo che abbiamo, prima che l’Unione Europea sblocchi l’allerta, e il nostro Governo riprenda l’argomento, sarebbe una buona cosa lavorare per migliorare la trasparenza su questi temi, e aumentare il grado di partecipazione nelle scelte comuni.

Principi di design – considerazioni

Ecco alcune considerazioni tecniche e note sul disegno della installazione nucleare colpita da incidente in Giappone:

1. CLUSTER DI REATTORI

L’idea di cotruire cluster di reattori su un oceano che e` soggetto a potenziali scosse sismiche si poteva evitare o si poteva proteggere meglio l’impianto semplicemnte diversificando i sistemi di protezione tra le varie unita`. Una scossa di terremoto, di magnitudo inferiore, aveva anni fa danneggiato un altro cluster di reattori in  Giappone situato sull’altra costa (impianto di Kashiwazaki-kariwa).  Quindi   i Giapponesi hanno prima costruito impianti  a cluster, ignorando noti principi di design come la ben nota regola di proteggerli dalle cosidette cause di fallimento comune (ovvero da cause esterne che possano creare simili situazioni incidentali, come la Tsunami che ha dannneggiato i sistemi di backup elettrico di tutte le unita’), e poi ignorato la evidenza empirica di tale teorema fornita da incidente a Kashiwazaki-kariwa, evitando di prendere precauzioni in merito (tipo costruire barriere di protezione tra impianto e impianto e diversificare sistemi ausiliari esterni).

2. SISTEMI DI PROTEZIONE

Le unita colpite dal sisma sono di seconda generazione. Tali impianti non sono stati disegnati includendo nel design sistemi di protezione passiva. Questo significa che le operazioni in caso di incidente sono guidati da operatori e in caso automatizzate necessitano comunque di un imput (per esempio corrente elettrica). Per esempio un impianto di terza genarazione evoluto come AP 1000 di Westinghouse e` dotato di sistemi di raffreddamento passivi, ovvero che entrano in azione automaticamente (grazie a principi quali la gravita`) al subentrare di anomalie di temperatura, calore o pressione. Non avendo tali dispositivi, ed essendo esposte a pericolo Tsunami, si sarebbe dovuto diverisficare i sistemi di protezione, creare dei muri piu alti di quelli di 2 metri previsti, e sopraelevare le stazioni di backup elettrico (diesel generators) in modo che onda anomala vi fluisse sotto senza dannegiarli. Tutti accorgimenti ben noti e adottati da altri paesi del mondo (per esempio l’india). Quindi in questo caso design significa valutare le soluzioni adottate da altri paesi e valutarle. Il costo di queste soluzioni sarebbe stato minimo con risultati molto diversi da quelli che abbiamo visto.

3. CULTURA NUCLEARE IN GIAPPONE

Il Giappone ha intrapreso scelte in materia di nucleare molto spesso non condivise dalla comunita` internazionale. Era inoltre noto che la gestione del programma nucleare non sia stata caratterizzata della richiesta trasparenza comunicativa. Due soli esempi: nel 2002 sempre l’impianto di Kashiwazaki-kariwa era stato fermato per falsificazione di dati relativi alla sicurezza nei confronti degli ispettori della agenzia nazionale per la sicurezza. Nel 2008 il Giappone ha completato l’impianto di riprocessamento di Rokkasho. Tale impianto, situato su una faglia soggetta a rischio sismico, ha un deposito di combustibile nucleare con una capacita’ pari a circa 3000 tonnellate. L’impianto, voluto per un forte desiderio nazionalistico di chiudere il ciclo del combustibile nucleare, cosi come e` stato costruito e` facilmente esposto a rischio di furto di combustibile. Con le attuali strumentazioni di rivelazione di radiazione e` infatti difficile calcolare con precisione se del materiale manca dall’inventorio, specie se sottratto in piccole quantita’. Dunque, nonostante in moniti della agenzia internazionale per la energia atomica (IAEA) il Giappone, ha preso rischi sia nel campo della sicurezza che in quello della proliferazione, ben piu alti di quelli ammessi dalle regole vigenti in molti paesi, e tollerati dalle istituzioni internazionali come la IAEA.

RIEPILOGO

Il design di un reattore, va visto dentro un contesto piu ampio che e` quello del societa’, del sistema normativo, e delle pratiche di management, in cui questo e` inserito. Dunque per valutare il rischio di incidente si devono guardare le regole di design di un impianto (sistemi fisici di protezione) ma anche quelle di gestione (sistemi umani) e le leggi (includendo il loro rispetto). Il Giappone e` un paese tecnologicamente molto evoluto, con pratiche di management all’avanguardia come il lean manufacturing, e contraddistinto da una societa’ onesta e con precise regole gerarchiche. Tuttavia la industria nucleare giapponese ha dato in piu occasioni motivo di distinguersi dal resto del suo contesto industriale, mancando di trasparenza e spesso violando una o piu’ delle succitate barriere. Diesel generator non testati, moniti alla sicurezza ignorati, procedure non rispettate sono solo alcuni esempi di conseguenze dovute a un management e di un sistema di public policies non adeguato a un paese con cosi spinte ambizioni nucleari e cosi esposto a rischio terremoto.

Ultime notizie (link utili)

Sotto riportati alcuni link utili a vedere notizie rilasciate da enti coinvolti o competenti a rilasciare notizie riguardo l’incidente:

Governo Giapponese – agenzia che rivela livello di radiazione attorno a impianto:

http://www.mext.go.jp/component/a_menu/other/detail/__icsFiles/afieldfile/2011/03/18/1303727_1716.pdf.

Organizzazione mondiale per il nucleare – status dell’incidente e lista operatori colpiti da radiazione durante le operazioni di soccorso e controllo dei reattori:

http://www.world-nuclear-news.org/RS_Progress_by_on-site_workers_1703111.html

Nuclear Energy Institute – notizie e dettagli tecnici sull’impianto giapponese:

http://nei.cachefly.net/newsandevents/information-on-the-japanese-earthquake-and-reactors-in-that-region/

TEPCO – societa` che gestisce impianto:

http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/11031606-e.html

Riflessione sulla industria giapponese dal nytimes:

Blog della american nuclear society con notizie su incidente:

http://ansnuclearcafe.org/

Grafico nytimes aggiornato dose rilasciata vicino a impianto:

una analisi dell’incidente in evoluzione fatta da Jim Walsh, amico ed esperto in sicurezza al MIT:

Danni all’impianto

La figura sopra riportata mostra la struttura di ognuna delle unita’ presenti nell’impianto colpito. E` evidente che il fatto che la (alquanto ardita e piu volte contestata) scelta di posizionare un cluser di reattori tutti simili in prossimita` della costa (espsta a eventi sismici e Tsunami) rappresenti una criticita’ per l’intera installazione di Fukishima, cosi come di molti altri impianti giapponesi. Tale criticita` si e` potuta constatare in forma di incidenti simili avvenuti alle unita’ da 1 a 4. da notare come unita` accese sino a poco prima del terremoto siano state danneggiate da incidenti di tipo (1) e (2). Incidente di tipo (3) si e` verificato in unita` 4, probabilmente perche’ essendo stato spento di recente, il combustibile esausto nella pool di raffreddamento era ancora molto caldo. Quello che e` importante evincere dalla figura e` come i tre tipi di incidenti sino ad ora verificatosi nelle varie unita`, non coinvolgano direttamente la parte di protezione che contiene il combustibile attivo (core) e come le esplosioni e incendi abbiano per ora solo dannegiato parti periferiche della struttura esterna (il containment building). Dettagli di tale struttura, impiegata in reattori di seconda generazione possono essere trovati in paper [6] della sezione publications.

Eventi Catastrofici

Magnitudo Heartquakes

Semplicemente pigliando dati riportati da wikipedia ho classificato eventi sismici di rilievo a partire dal 1700.La figura sopra (clicca per vederla a pieno schermo) mostra come la magnitudo del terremoto verificatosi in giappone sia tra le piu alte accadute negli ultimi 300 anni. Tuttavia la relazione tra intensita` di un terremoto e conseguenze, misurate in termini di morti, sebbbene ovvia dipende da vari parametri tra cui la densita’ di popolazione, le tecniche antisismiche impiegate negli edifici, eccetera. Il grafico sotto riportato mostra il livello di preparazione del giappone ad eventi sismici. E` comunque chiaro che eventi indietro nel tempo generano piu decessi, tuttavia si pensi che i morti in Giappone sono in gran parte dovuti alla Tsunami e che a Tokio i vetri dei gratacieli hanno tutti resistito all’urto.

Fatalities due to catastrophic earthquakes

 

radiation at the site

Source: nytimes (vedi sezione link per andare all’articolo che ha pubblicato il grafico)

Un altra misura delle conseguenze generate dal terremoto e` in questo caso data dalla dose di radiazione generata da impianti danneggiati dalla combinazione onda sismica e Tsunami. Il grafico riporta la radiazione misurata nell’aria circostante l’impianto, comaprando i picchi registrati con livelli di dose come la dose annualmente ricevuta da un cittadino in USA o quella ricevuta quando tramite un esame medico (raggi X). Le dosi registate piu alte sono state martedi in corrispondenza del perimetro esterno dell’impianto. Un lavoratore che si fosse trovato in quell’area invece che all’interno dell’impianto, stando un ora fermo fuoi dall’impianto  avrebbe preso una dose di radiazione superiore a quella cumulata facendo un CT body scan integrale.

Quesiti relativi all’incidente

In aggiunta alle spiegazioni della dinamica dell’incidente, e` bene capire che tale incidente e` comune a 3 delle 6 unità presenti nell’impianto di Fukushima. Ogni unità contiene un reattore nucleare di potenza compresa tra i 500 e 700 MW. Le tre unità coinvolte sono quelle che erano attive al momento del terremoto. Le altre tre unità erano invece state spente per manutenzione prima del terremoto. Nelle ultime ore tuttavia, per motivi ancora non accertati e al momento difficili da stabilire, anche l’ unità 4 e` stata coinvolta in un incidente (un incendio).

Perché sono coinvolte tutte e tre le unità?

Per due motivi sostanziali. Il primo, e fondamentale nel capire l’incidente, e` che le tre unità sono adiacenti una all’altra e quindi coinvolte nello stesso modo dal terremoto e dal susseguente Tsunami. Questo significa che la causa esterna che ha innestato l’incidente e` la medesima per tutte le unità. Il secondo motivo e` che le tre unità sono molto simili tra loro, ovvero stesso tipo di reattore, circa stessa età di costruzione (ovvero simili principi costruttivi), taglia di potenza erogata di stessa categoria, e soprattutto sistemi di emergenza e confinamento pressoché identici. Le due motivazioni combinate fanno si che l’innesco dell’incidente sia simile (stesso terremoto, e stessa Tsunami), e che pure l’evoluzione dell’incidente possa avere delle spiccate somiglianze, o per lo meno i medesimi punti di vulnerabilità (per esempio stesso contenitore esterno, o uguale mancanza di sistemi di emergenza sopraelevati rispetto il terreno nei tre casi). Tuttavia senza addentrarsi nei dettagli, e` chiaro che due sistemi identici, quando questi sia composti anche da uomini che ne determinano il funzionamento, seppure sollecitati dalla medesima azione, possano evolvere nel tempo con modalità differenti.

Dunque cosa hanno in comune le sequenze incidentali alle tre unità?

Per quanto detto prima, le tre unità condividono l’evento esterno che ha generato l’inizio l’incidente. Tale evento, in termini tecnici denominato evento iniziatore , e` il terremoto che, dapprima ha generato il distacco della rete elettrica da tutte e tre le unità (e che sono quindi rimaste prive della energia necessaria ad alimentare le pompe che servono ad attivare la circolazione dell’acqua dentro i noccioli dei 3 reattori nucleari) e che poi ha determinato la creazione della onda di Tsunami che circa un ora dopo ha danneggiato i generatori di emergenza progettati proprio per entrare in funzione in caso di black-out dell’impianto.

Cosa e` successo alla unità 4?

La unità 4 era già stata spenta al momento del terremoto per una un’interruzione pianificata. Non e` noto quanto prima fosse stata spenta. Martedì  un incendio ha cominciato a divampare in corrispondenza dell’edificio e successivamente e` stato domato. Una recente comunicazione della TECPO (la società che gestisce l’impianto) rivela che l’incendio e’ stato causato da una perdita di olio da una pompa dell’acqua di raffreddamento. Mercoledì mattina (ora locale giapponese) un altro incendio e` divampato presso la unità 4. Non ne sono note le cause ma solo che l’incendio non coinvolge la piscina di contenimento del combustibile usato.

Cosa e` successo alla unità 2?

A metà pomeriggio del 15 Marzo (orario USA east cost, circa mezzogiorno in Italia) e` stato indicato che c’e un breccia nel contenimento del reattore numero 2. La sovrappressione di unità 2 è stata complicata da una valvola difettosa di pressione, che ha reso difficile l’iniezione di acqua di mare e l’evacuazione del vapore e dell’ idrogeno formatisi all’interno del vessel per i motivi spiegati per le unità 1 e 3. È stato riferito che le barre di combustibile sono rimaste completamente scoperte dall’acqua per ben due volte. Una esplosione si e`verificata presso la unità 2 della centrale danneggiando la camera di soppressione dedicata a far sfiatare il contenitore primario quando sotto pressione. Questo scenario e` dunque diverso dagli incidenti avvenuti alle unità 1 e 3 poiché in questo caso l’esplosione ha coinvolto il sistema di contenimento, mentre negli altri due casi questa e` avvenuta al di fuori di essa. Sembra che la strategia seguita per le altre due unità, e cioè quella di fare sfiatare il contenitore primario attraverso una serie di condotte collegate con l’esterno non abbia funzionato, ma non si hanno dettagli specifici a tal riguardo. Questo guasto e sicuramente più grave per le implicazioni che può avere su uomo e ambiente poiché può portare al rilascio di importanti quantità di materiale radioattivo. Tuttavia perche questo si verifichi, la breccia aperta della esplosione deve portare al definitivo collasso della struttura e il nocciolo del reattore deve fondersi. Per il momento nessuna delle due   eventualità si e` verificata e i 50 tecnici presenti sul sito continuano a iniettare acqua marina all’interno del contenitore in pressione e del edificio di contenimento.

E’ grave quello che e` successo alle unità 1, e 3?

Tutto quello che sta accadendo e` grave, a partire dalle vittime e dai danni generati dal terremoto e dalla Tsunami. Tuttavia gli attuali scenari che coinvolgono gli impianti nucleari, se degenerano, potrebbero costituire una ulteriore disastro. Per il momento (6 p.m. USA east cost) e` solo possibile riscontrare che:

• lo stato dei reattori e` definitivamente compromesso, ovvero non saranno in grado di rientrare in funzione
• basse percentuali di Cesio, Iodio, Xenon e Krypton sono state rilasciate nell’atmosfera;
• le persone colpite da radiazioni sono attualmente gli operatori che alla centrale stanno cercando di risolvere la situazione;
• il rateo di radioattività ambientale misurato a distanza dalla centrale, in aree urbane ad alta concentrazione di persone come Tokio,  e` pari a poche volte in più del fondo naturale misurato (opinione di esperti del MIT)

E’ grave quello che e` successo alle unità 2?

Certamente la evoluzione della situazione presso la unità 2 e la principale fonte di preoccupazione poiché il contenitore che impedisce il rilascio di radioattività verso l’esterno e’ rimasto danneggiato da una esplosione.

Come si sarebbe potuto evitare questo incidente?

Ponendo i generatori diesel sopra il livello del mare su apposite banchine sotto le quali possa fluire l’acqua spostata dalla Tsunami. Simili precauzioni sono state prese in altri paesi esposti al rischio Tsunami come l’India. Oppure i muri costruiti per evitare all’esondazione di raggiungere i generatori diesel dovevano essere costruite più alte. Tale altezza era stata stimata immaginando onde alte al massimo tre metri e non dieci metri.

Un’altra scelta plausibile avrebbe potuto essere quella di non costruire i reattori a ridosso dell’oceano ed eventualmente di utilizzare delle torri di raffreddamento invece che l’acqua del mare.

 

Infine, come molti media di oggi fanno notare, i reattori erano vecchi e dotati di sistemi obsoleti, oltre che soggetti un naturale degrado imputabile al tempo trascorso della data della loro attivazione (l’unita’ 1 era infatti stata costruita nel 1970 ed era pianificato che venisse spenta definitivamente proprio alla fine di Marzo). Dunque una critica che senza dubbio può essere fatta alla autorità per la sicurezza giapponese e` quella di come mai in una zona ad alto rischio sismico si tengono accesi impianti obsoleti  fino all’ultimo giorno legislativamente concessogli. Non valeva la pena per un paese, che vanta i migliori tempi e costi di realizzazione di impianti nucleari al mondo, di essere scrupolosi e chiudere in anticipo queste unità per costruirne delle nuove?

 

Quali le implicazioni sull’ambiente e sull’uomo dovuti agli scoppi e agli incendi all’impianto?

Informazioni sequenza incidentale di Fukishima I

Sequenza incidentale alla stazione Fukishima I-1 (fornita da ANS)

• L’impianto e` stato prontamente spento in coincidenza della prima grande scossa di terremoto. Il sistema automatico di spegnimento di barre di assorbimento poste alla base del contenitore in pressione ha dunque funzionato come previsto nel caso di scossa sismica di questa entità.
• A seguito della scossa di terremoto l’impianto e` rimasto senza alimentazione esterna (black-out dovuto a danneggiamento della rete elettrica) rimanendo dunque senza l’energia elettrica necessaria ad alimentare i sistemi di sicurezza, in particolare quelli adibiti alla circolazione dell’acqua all’interno del recipiente in pressione.
• Il sistema di backup disegnato per fare circolare acqua nel reattore dopo il suo spegnimento, ed alimentato da generatori diesel posti all’esterno dell’edificio reattore, e’ entrato in azione regolarmente e come previsto in caso di black-out.
• Un ora dopo lo spegnimento del reattore, i generatori diesel già attivati per rimuovere il calore di decadimento (si noti che anche dopo essere spento un reattore nucleare continua e generare una piccola percentuale della sua potenza per alcune ore. Tale potenza genera calore che deve essere rimosso dalle barre di combustibile per evitare che queste si fondano) sono stati colpiti e messi fuori uso dalla Tsunami.
• Un condensatore è stato utilizzato per rimuovere il calore di decadimento del reattore di arresto.
• A quanto pare l’impianto ha subito una piccola perdita di liquido di raffreddamento del reattore.
• Il sistema di pompe denominato Reactor Core Cooling Isolation (RCIC), che funzionano con il vapore dal reattore, e’ stato  utilizzato per sostituire l’inventario d’acqua nel reattore, purtroppo tale sistema non ha potuto continuare ad operare più di quanto concesso dalle batterie a corrente continua in dotazione con questo sistema.
• La corrente continua delle batterie è stata consumata dopo circa 8 ore.
• A quel punto, l’impianto ha subito un blackout completo.
• Al passare delle ore, l’inventario delle acqua nel circuito primario si e’ ridotto e il degrado del nocciolo ha iniziato a verificarsi (attraverso alcuni combinazione di ossidazione di zirconio e fallimento delle camicie di rivestimento del combustibile).
• I generatori diesel portatili sono stati portati sul sito dell’impianto.
• Corrente alternata è stato ripristinata consentendo a un diverso sistema di pompaggio di sostituire inventario d’acqua dentro il recipiente in pressione (vessel) del reattore.
• Nel frattempo la pressione nell’edifico di contenimento e` cresciuta e con esso la temperatura si  è pure innalzata.
• L’edifico di contenimento è stato fatto sfiatare dentro l’edificio che lo circonda.
• L’idrogeno prodotto da ossidazione zirconio è stato scaricato dal contenimento nell’ edificio reattore.
• L’idrogeno nella costruzione del reattore e’ esploso provocando il collasso della parte superiore della struttura.
• Il contenimento e il vessel sono stati segnalati intatti anche dopo la esplosione.
• E’ stata presa la decisione di iniettare acqua di mare nel vessel per continuare il processo di raffreddamento, un altro sistema di backup che è stato disegnato per fronteggiare queste eventualità.
• Le emissioni di radioattività dovute allo sfiato operato verso l’esterno tramite il sistema di ventilazione controllata sembrano essere in diminuzione, dimostrando dunque l’integrità’ del nocciolo e del contenitore esterno.