Geber
2021-05-09 18:00
Le reazioni nucleari a Chernobyl si stanno riaccendendo.
Trentacinque anni dopo che la centrale nucleare di Chernobyl in Ucraina esplose nel peggiore incidente nucleare del mondo, le reazioni di fissione si stanno riaccendendo di nuovo nelle masse di uranio combustibile sepolte in profondità in una sala del reattore straziata. “È come la brace in un barbecue,” ha detto Neil Hyatt, un chimico dei materiali nucleari alla Università di Sheffield. Ora, gli scienziati ucraini si stanno affannando per determinare se le reazioni si spegneranno da sole—o richiedono degli interventi straordinari per evitare un altro incidente.
I sensori stanno tracciando un numero crescente di neutroni, un segnale della fissione, che fuoriescono da una stanza inaccessibile, ha riportato Anatolii Doroshenko dell'Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants (ISPNPP) in Kyiv, Ucraina, la scorsa settimane durante le discussioni circa lo smantellamento del reattore. “Ci sono molte incertezze,” ha detto Maxim Saveliev dell' ISPNPP. “Ma non possiamo escludere la possibilità di [un] incidente.” Il conteggio dei neutroni sta aumentando lentamente, ha detto Saveliev, il che suggerisce che i manager abbiano ancora alcuni anni per capire come soffocare la minaccia. Qualsiasi rimedio lui ed i suoi colleghi troveranno sarà di grande interesse per il Giappone, che che sta affrontando le conseguenze del suo disastro nucleare 10 anni fa a Fukushima, nota Hyatt. “È un rischio simile.”
Lo spettro di una fissione auto-sostenuta, o la criticità, nelle rovine nucleari ha a lungo preoccupato Chernobyl. Quando parte della Unità Quattro del nucleo del reattore si fuse il 26 April 1986, le barre di combustibile in uranio, il loro rivestimento in zirconio, le barre di controllo in grafite, e la sabbia gettata sul nucleo per cercare di estinguere le fiamme si fusero in una lava. La lava penetrò all'interno delle stanze delle fondamenta del reattore e si indurì in formazioni chiamate fuel-containing materials (FCMs), che sono cariche con circa 170 tonnellate di uranio irradiato—il 95% del combustibile originale.
Il sarcofago in cemento e acciaio chiamato the Shelter, eretto 1 anno dopo l'incidente per contenere i resti dell'Unità Quattro, permise all'acqua piovana di penetrarvi all'interno. Poiché l'acqua rallenta, o modera, i neutroni e quindi aumenta le loro probabilità di colpire e dividere i nuclei di uranio, le piogge pesanti a volte potrebbero mandare i conteggi neutronici in rapido aumento. Dopo un acquazzone nel mese di giugno 1990, uno “stalker”—uno scienziato a Chernobyl che rischia l'esposizione alla radiazione per avventurarsi nella sala danneggiata del reattore—entrò di fretta e spruzzò una soluzione di gadolinio nitrato, che assorbe neutroni, su un FCM che lui ed i suoi colleghi avevano paura potesse diventare critico. Diversi anni dopo, l'impianto installò degli spruzzatori di gadolinio nitrato sul tettore dello Shelter. La lo spray non può efficacemente penetrare alcune stanze delle fondamenta.
A Chernobyl i funzionari presumevano che qualsiasi rischio di criticità sarebbe svanito quando il massiccio New Safe Confinement (NSC) fosse stato fatto scivolare sopra lo Shelter nel novembre 2016. La struttura da 1.5 miliardi di euro era stata ideata per sigillare lo Shelter così da poter stabilizzare ed eventualmente smantellare. Il NSC mantiene anche lontano la pioggia, e sin dal sua messa in posizione, i conteggi dei neutroni nella maggior parte delle aree nello Shelter sono state stabili o in diminuzione.
Ma essi hanno cominciato ad aumentare lentamente in alcuni punti, quasi raddoppiando in 4 anni nella stanza 305/2, che contiene tonnellate di FCM sepolti sotto i detriti. Il modellamento ISPNPP suggerisce che l'essiccazione del combustibile sta in qualche modo facendo rimbalzare i neutroni attraverso di esso in modo più, piuttosto che meno, efficace e dividere i nuclei di uranio. “Sono dati credibili e plausibili,” dice Hyatt. “Non è ancora chiaro quale possa essere il meccanismo.”
La minaccia non può essere ignorata. Mentre l'acqua continua a recedere, il timore è che "la reazione di fissione acceleri in modo esponenziale", dice Hyatt, portando a "un rilascio incontrollato di energia nucleare." Non c'è possibilità di una ripetizione di quanto successo nel 1986, quando l'esplosione e il fuoco mandarono una nuvola radioattivo per l'Europa. Una reazione di fissione fuori controllo in un FCM potrebbe scaturire dopo che il calore di fissione bolle via l'acqua rimanente. Eppure, osserva Saveliev, anche se qualsiasi reazione esplosiva fosse contenuta, potrebbe minacciare di abbattere parti instabili del traballante Shelter, riempiendo la NSC di polvere radioattiva.
Affrontare la minaccia appena rivelata è una sfida scoraggiante. I livelli di radiazione nella stanza 305/2 precludono l'avvicinarsi abbastanza per installare i sensori. E spruzzare nitrato di gadolinio sui detriti nucleari non è possibile, perché è sepolto sotto cemento. Un'idea è di sviluppare un robot che possa sopportare l'intensa radiazione per un tempo lungo abbastanza da fare dei buchi negli FCM ed inserire dei cilindri di boro, che funzionerebbero come barre di controllo e assorbirebbero i neutroni. Nel frattempo, l'ISPNPP intende intensificare il monitoraggio di altre due aree in cui gli FCM hanno il potenziale di diventare critici.
Le reazioni di fissione in ripresa non sono l'unica sfida che i custodi di Chernobyl devono affrontare. Circondati da radiazioni intense e umidità elevata, gli FCM si stanno disintegrando—depositando ancora più polvere radioattiva che complica i piani per smantellare lo Shelter. All'inizio, una formazione FCM chiamata Elephant’s Foot era così dura che gli scienziati utilizzarono un fucile Kalashnikov per tagliarne un pezzo per l'analisi. "Ora ha più o meno la consistenza della sabbia", dice Saveliev.
L'Ucraina è da tempo intenzionata a rimuovere gli FCM e a conservarli in un deposito geologico. Entro settembre, con l'aiuto della European Bank for Reconstruction and Development, si propone un piano globale per farlo. Ma con la vita ancora tremolante all'interno dello Shelter, potrebbe essere più difficile che mai seppellire i resti inquieti del reattore.
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