Roberto Abraham Scaruffi

http://www.fusione.altervista.org/fukushima_daiichi.htm

Gli impianti nucleari giapponesi colpiti dal terremoto

Aggiornamento della situazione negli impianti nucleari giapponesi di Fukushima Daiichi e Fukushima Daini colpiti dal terremoto (17.03.2011 ore 6.30 am GMT) Il portavoce del governo, Yukio Edano ha detto che le radiazioni oltre un raggio di 20-30 km dalle centrali di Fukushima non costituiscono «immediato rischio per la salute». Ieri sera un dispaccio ANSA ha riportato: "la Croce Rossa Internazionale ha reso noto che Tokyo e' sicura e che gli stranieri possono recarvisi. Intanto dal sito nucleare di Fukushima arriva la notizia che tutti e quattro i contenitori primari (vessel) che racchiudono il nocciolo dei reattori 1, 2, 3 e 4 sono integri". Riporta il Messaggero del 17 marzo che la squadra della protezione civile mandata dal governo italiano a Tokyo, arrivata ieri, ha subito misurato la radioattività al centro della capitale giapponese trovandola miniore di quella del centro di Roma. . La piscina di raffreddamento del combustibile esaurito del reattore n°4 e il problema dell'idrogeno Circa il 60% del combustibile nucleare esaurito di tutti e sei i reattori del sito di Fukushima Daiichi è conservato in una struttura comune, mentre ciascuna delle unità dispone anche di una piscina di raffreddamento per lo stoccaggio alla sommità dell'edificio del reattore. Il nocciolo del reattore n° 4 è spento da mesi e non contiene combustibile, è stato scaricato da più di 100 giorni per lavori di manutenzione. Proprio nell'edificio del reattore n°4 però ci sono stati due incendi nella parte superiore che lo hanno gravemente danneggiato. Si ritiene che gli incendi siano stati causati dall' accumulo di idrogeno. Il Japan Atomic Industry Forum segnala che il livello dell'acqua nelle piscine di raffreddamento dove sono immerse le sbarre del combustibile esaurito dei reattori 4 e 3 è bassa, e queste sono scoperte subendo dei danni (l'ossidazione delle guaine di zirconio). Si ritiene che questa sia una delle cause principali della produzione di idrogeno che nei giorni passati ha causato esplosioni e incendi. Si sta quindi lavorando per riempire la piscina con acqua ma il lavoro è ostacolato dalle radiazioni e dal pericolo costituito dagli accumuli di idrogeno. L'idea di usare l'elicottero era quella proprio di riempire le piscine di raffreddamento dall'alto. Ora si sta procedendo con idranti da terra. Il pompaggio dell'acqua nei reattori Gli sforzi per raffreddare il nocciolo dei reattori delle unità 1, 2 e 3 continuano. Una squadra di operai pompa acqua con appositi sistemi nei reattori. L'acqua a contatto con il metallo surriscaldato vaporizza e il vapore alza la pressione nel contenitore primario. Per scaricare la pressione si fa uscire il vapore in modo controllato all'esterno (come è noto si tratta di vapore con bassissimo contenuto di radioattività). Nel nocciolo gli elementi di combustibile del reattore sono esposti fuori dall'acqua per un lunghezza che va da uno a due metri e non si raffreddano come dovrebbero perché l'elevata conducibilità termica delle guaine di lega di zirconio facilita il raffreddamento solo della parte sommersa. Questo processo è destinato a continuare fino a quando il calore prodotto dal reattore si riduce tanto che l'intero nocciolo del rettore rimane coperto dall'acqua. In pratica occorre aspettare qualche giorno. Se la temperatura delle sbarre arriva a 2200 °C le guaine cominciano a rompersi e il materiale radioattivo può uscire e venire a contatto con il vapore. I livelli delle radiazioni sul sito non sono costanti, il che rende difficile il lavoro; anche quello di analizzare la portata dei danni. Le fuoriuscite controllate di vapore dalle unità 1, 2 e 3 riducono la pressione solo per qualche ora. Si pensa che alcuni di queste emissioni possano essere state la causa dei danni alla camera di decompressione toroidale dell'unità 2. La formazione di idrogeno può avvenire oltre che con l'ossidazione del rivestimento dello zirconio delle barre di combustibile anche a causa alle radiazioni che colpiscono le molecole di acqua usata per il raffreddamento. In questo caso le molecole di acqua si possono scindere in idrogeno e ossigeno. Normalmente quando l'acqua viene mantenuta in circolazione dalle pompe le molecole di idrogeno e ossigeno che si formano poi si ricompongo formando di nuovo acqua. Se però l'acqua non circola ma evapora rapidamente allora si possono formare accumuli di idrogeno che come abbiamo visto hanno causato degli incendi e le esplosioni nei reattori 1, 2 , 3 e 4. Le radiazioni vicino agli impianti nucleari Il picco di radiazioni sul posto è stato individuato vicino all'unità 3 dove si rilevano 400 millisievert per ora. I limiti della dose assorbibile per i tecnici che operano attualmente nelle centrali sono state aumentati da 100 millisievert a 250 millisievert, dopo di che devono abbandonare l'impianto. Si noti che usualmente i limiti per i lavoratori del nucleare sono di 20 millisievert all'anno. I danni ai tecnici e ai lavoratori del sito nucleare (17 marzo ore 1.40 UTC, fonte IAEA)Incidenti fisici: Un operaio è morto schiacciato da una gru l'11 marzo quando nel sito nucleare è arrivato lo tzunami Due persone risultano disperse. Due tecnici della TEPCO sono stati feriti lievemente e 2 due tecnici che lavorano con ditte subappaltatrici sono stati ricoverati all'ospedale, uno aveva un braccio rotto Due dipendenti TEPCO sono stati trasportati in ospedale per problemi respiratori dovuti al mal funzionamento delle maschere la protezione . Quattro persone (2 dipendenti TEPCO e 2 dipendenti di ditte subappaltatrici) hanno subito lesioni lievi a causa dell'esplosione di unità 1 dell'11 marzo e sono stati trasportati in ospedale. Undici persone (4 dipendenti TEPCO, 3 operai e 4 tecnici di ditte subappaltatrici (collegate alla difesa civile) sono rimaste ferite a causa dell'esplosione dell'unità 3 il 14 marzo. La contaminazione radiologica: 17 persone (9 dipendenti TEPCO, 8 dipendenti di ditte subappaltatrici ) hanno subito la deposizione di materiale radioattivo sul viso, non sono stati portati in ospedale a causa di bassi livelli di esposizione. Un operaio ha subito di una significativa esposizione durante 'lo sfogo controllato di vapore a pressione nell'atmosfera', ed è stato trasportato in un centro specializzato. Due poliziotti che sono stati esposti alle radiazioni sono stati decontaminati. Diversi Vigili del Fuoco sono stati esposti alle radiazioni e sono ora sotto osservazione Figura 1 - Il disegno mostra il vessel (contenitore primario in acciaio a tenuta stagna) e la struttura intorno di cemento armato (contenitore secondario) di un tipico reattore BWT (Boiling Water Reactor) come quello del Fukushima Daiichi 1 (439 MWe del 1971). In basso si può vedere il contenitore toroidale che costituisce la camera di condensazione per il vapore. La dinamica dell'incidente: pressione e rilascio di vapore Tre reattori su sei di Fukushima Daiichi erano in funzione quando il terremoto ha colpito. I reattori si sono spenti automaticamente è cominciata la rimozione del calore residuo facendo funzionare i sistemi di raffreddamento con motori diesel. Questi motori si sono fermati un'ora dopo quanto lo tzunami è entrato negli impianti come ha puntualizzato l'IAEA. La TEPCO - Tokyo Electric Power Company immediatamente ha notificato al governo la situazione di emergenza per prendere poi eventuali misure di sicurezza. Per diverse ore si è proceduto cercando di portare generatori mobili per sostituire i diesel fermi. Senza abbastanza energia per raffreddare i reattori delle unità 1, 2 e 3, l'acqua dei circuiti di raffreddamento si è ridotta per evaporazione. Ciò ha portato ad un aumento di pressione nel circuito di refrigerazione all'interno delle strutture di contenimento primario dei reattori (vessel) che può essere controllata attraverso delle valvole per far uscire il vapore. La TEPCO ha detto che nella struttura di contenimento primario del reattore 1 la pressione era arrivata a 840 kPa rispetto a livelli di 400 KPa. E' stato allora deciso di rilasciare in modo controllato una certa quantità di vapore nell'atmosfera. Si tratta di vapore che essendo stato a contatto con il nocciolo del reattore è debolmente radioattivo. L'AIEA ha detto che il vapore rilasciato è stato prima filtrato per trattenere le particelle radioattive. La TEPCO ha confermato che era in procinto di alleviare la pressione sull' unità 1 e si preparava a fare lo stesso per le unità 2 e 3. Il che è stato puntualmente eseguito. Le esplosioni nell'unità 1, nell'unità 3 e nell'unità 2 del sito nucleare Fukushima Daiichi Prima esplosione (6:00 am del 12.03.2011) Le telecamere al di fuori sito nucleare giapponese di Fukushima Daiichi hanno ripreso una esplosione nell'edifico che circonda l'unità 1 alle ore 6:00 am del 12.03.2011. L'edifico esterno, la struttura in cemento che contiene la struttura di contenimento primario in acciaio, è saltata per l'esplosione dell'idrogeno accumulato formatosi dell'acqua posta in contato con materiali ad alta temperatura. L'esplosione infatti è avvenuta dopo l'iniezione di acqua di mare nel contenitore del reattore (vedi paragrafo che segue). Occorre tenere presente che la struttura in cemento armato esterna non agisce da contenitore per il materiale radioattivo e le radiazioni. Il contenitore primario è costituito da una barriera ermetica in acciaio e cemento (vessel) che sta all'interno dell'edifico Figura 1. Secondo le dichiarazioni attribuite al capo di gabinetto giapponese Yukio Edano, la struttura di contenimento primario non è stata compromessa. Seconda esplosione (11.01 am del 14.03.2011) Due esplosioni in rapida successione sono avvenute nell'impianto nucleare 3 di Fukushima Daiichi alle 11.01 am 14.03.2011, gli effetti sono stati anche più grandi di quelli dell'esplosione nell'unita 1 avvenuta due giorni prima. Gran parte del contenimento secondario è andato distrutto. Il capo della segreteria Yukiyo Edamo ha detto che "l'esplosione è stata causata dall'idrogeno accumulato tra la struttura del contenimento primario e secondario" e, cosa importante, "la barriera primaria di contenimento del reattore è rimasta intatta". Edmo ha detto che le iniezioni di acqua nel reattore sono continuate e che la pressione e la temperatura sono rimaste entro valori accettabili. La pressione misurata dopo l'esplosione era di 380 kPa alle ore 11.13 e 360 kPa alle 11.55am. Valori molto minori rispetto a quelli registrati nell'unità 1 il 12 marzo, fino a 800 Kpa. I livelli delle radiazioni nel sito rimangono relativamente bassi anche se superiori ai livelli normali. Nella sala comandi del reattore sono risultati di 50 microSV all'ora. Nell'entrata dell'impianto, 20 micro Sv all'ora. Dopo che ieri la pressione era arrivata a 530 Kpa alle 06,50 nell'impianto nucleare 3 di Fukushima Daiichi, i tecnici avevano deciso di procedere all'iniezione di acqua nel reattore come era già stato fatto nell'unità 1. Evidentemente i rischi di esplosione dell'idrogeno accumulato erano stati considerati minori perché si è ritenuto che una eventuale esplosione non avrebbe mai compresso l'integrità della struttura del contenimento primario in acciaio e cemento. Ricordiamo che questa è la barriera principale contro le radiazioni di questi impianti degli anni settanta (II generazione). Alla luce delle esplosioni nelle unità 1 e 3 la TEMPCO ha applicato misure preventive al reattore dell'unità 2 asportando con apposita ventilazione il gas idrogeno tra le pareti della prima e della seconda barriera di contenimento. Terza esplosione alle 6.10 am del 15.03.2011 La Japan's Nuclear and Industrial Safety Agency ha riportato di una possibile esplosione avvenuta nel reattore numero 2 dell'impianto nucleare di Fukushima alle 6.10 am del 15.03.2011. La camera di condensazione del circuito di raffreddamento del reattore, che non fa parte del vessel ma che sta al di sotto per condensare i vapori e ridurre la pressione, sembra sia stata danneggiata. Dopo l'esplosione si è avuto un aumento delle radiazioni intorno al reattore fino a 965 micro Sv all'ora per poi ricadere a 882 microSv ora (il limite legale è di 500 microSv all'ora). Nessuna persona è stata ferita E' stato quindi riportato che la Tepco ha evacuato del personale dall'impianto ma non i tecnici del sistema di raffreddamento. Le radiazioni Le radiazioni vicino agli impianti nucleari Il picco di radiazioni sul posto è stato individuato (17.03 .2011 ore 6.30 GMT ) vicino all'unità 3 dove si rilevano 400 millisievert per ora. I limiti della dose assorbibile per i tecnici che operano attualmente nelle centrali sono state aumentati da 100 millisievert a 250 millisievert, dopo di che devono abbandonare l'impianto. Si noti che usualmente i limiti per i lavoratori del nucleare sono di 20 millisievert all'anno. Per proteggere il pubblico dai potenziali effetti sulla salute dagli isotopi radioattivi di iodio che potrebbero essere rilasciati le autorità hanno fatto preparativi per la distribuzione ai civili pasticche di ioduro di potassio che impedisce l'assunzione di iodio-131 radioattivo Ci sono state diverse ordinanze di evacuazione . Ora per i residenti locali sono state portate a 30 chilometri dalla centrale elettrica. Le persone evacuate sono circa 170.000. La TEPCO ha confermato che il livello di radiazioni sta scendendo. Per proteggere il pubblico dai potenziali effetti sulla salute degli isotopi radioattivi dello iodio che potrebbero essere rilasciate le autorità stanno preparando la distribuzione di compresse di ioduro di potassio non radioattivo che impedisce l'eventuale assorbimento di iodio radioattivo. Il 14 Marzo i responsabili della portaerei USA Ronald Reagan che si trova a largo 170 miglia da Fukushima hanno registrato un aumento dei radioattività nell'atmosfera paragonato alla dose che un individuo assorbe dalla radiazione di fondo in un mese. Meno dell'equivalente di una TAC. Un comunicato della IAEA riporta i dati sulle radiazioni del 15 marzo osservate intorno al sito nucleare di Fukushima Daiichi: alle 00.00 UTC è stata rilevata una radiazione di 11.9 (mSv) per ora., sei ore dopo alle 06.00 UTC è stata rilevata una dose di 0.6 millisieverts (mSv) per ora. C'è stata anche una rivelazione di 400 millisieverts (mSv) tra l'unita 3 e 4. Una dose rilevante ma si è trattato di misure in zone molto limitate e molto vicine agli impianti. L'IAEA ha confermato che c'è una la riduzione delle radiazioni osservate e che il personale degli impianti è stato parzialmente evacuato perché così è prescritto in queste situazioni di emergenza. Inoltre 150 persone che si trovavano nei pressi del sito nucleare sono state analizzate e per 23 di loro sono state eseguite procedure di decontaminazione. Iniezioni di acqua di mare aggiunta con acido borico nelle strutture di contenimento Il 12.03.2011 era stata effettuata un'iniezione di acqua di mare nella struttura di contenimento primario nel reattore di Fukushima Daiichi 1 (addizionata a acido borico, utilizzato per inibire le reazioni nucleari) per essere sicuri del raffreddamento del nocciolo e la riduzione della pressione. Operazione che può essere collegata all'esplosione del gas idrogeno nell'edifico secondario del reattore 1. La stessa operazione è stata predisposta il 13.03.2011 per il reattore Fukushima Daiichi 3. Entrambe le operazioni, come abbiamo visto hanno portato alle esplosioni di idrogeno accumulato nell'edificio secondario dei reattori e così è avvenuto il 15 marzo anche per il reattore n°2 sebbene la TEMPCO avesse applicato misure preventive asportando gli accumuli di gas idrogeno con una opportuna ventilazione. I danni ai lavoratori I danni ai tecnici ai lavoratori del sito nucleare (17 marzo ore 1.40 UTC, fonte IAEA)Incidenti fisici: Un operaio è morto schiacciato da una gru l'11 marzo quando nel sito nucleare è arrivato lo tzunami Due persone risultano disperse. Due tecnici della TEPCO sono stati feriti lievemente e 2 due tecnici che lavorano con ditte subappaltatrici sono stati ricoverati all'ospedale, uno aveva un braccio rotto Due dipendenti TEPCO sono stati trasportati in ospedale per problemi respiratori dovuti al funzionamento delle maschere la protezione nel centro di controllo. 4 persone (2 dipendenti TEPCO e 2 dipendenti di ditte subappaltatrici) hanno subito lesioni lievi a causa dell'esplosione di unità 1 dell'11 marzo e sono stati trasportati in ospedale. 11 persone (4 dipendenti TEPCO, 3 operai e 4 tecnici di ditte subappaltatrici (collegate alla difesa civile) sono rimaste ferite a causa dell'esplosione dell'unità 3 il 14 marzo. La contaminazione radiologica: 17 persone (9 dipendenti TEPCO, 8 dipendenti di ditte subappaltatrici ) hanno subito la deposizione di materiale radioattivo sul viso, non sono stati portati in ospedale a causa di bassi livelli di esposizione. Un operaio ha subito di una significativa esposizione durante 'lo sfogo controllato di vapore a pressione nell'atmosfera', ed è stato trasportato in un centro specializzato. Due poliziotti che sono stati esposti alle radiazioni sono stati decontaminati. Diversi Vigili del Fuoco che sono stati esposti alle radiazioni sono sotto osservazione. Nella unità 3 del Fukushima Daini un lavoratore ha ricevuto una dose di radiazioni pari a 106 mSv, livelli considerati accettabili in situazioni di emergenza dalla Health and Safety Executive. I danni ai reattori Occorre innanzitutto partire dal fatto che quando si decide di immettere acqua di mare (notevolmente impura) nel nocciolo di un reattore vuol dire che poi l'impianto non sarà più riutilizzabile e dovrà essere smantellato. Così e avvenuto per le unità 1, 2 ,3 e 4 . Si tratta comunque di vecchi impianto BWR della General Electric, la loro costruzione risale ai primi anni '70. nel dettaglio quello che attualmente si sa è che al reattore n°2 oltre al danno alla camera di condensazione, risulta dalla Tokyo Electric Power Company, che sia venuta a mancare tutta l'acqua di refrigerazione per diverse ore e che la pressione nel vessel sia arrivata a 700kpa (poco meno di 7 atmosfere ). La Tokyo Electric Power Company ha riportato dell'apertura delle valvole di sfogo del vessel e i tecnici della TEPCO avevano poi riferito alla NISA che in base alle radiazioni registrate si poteva presumere che qualche sbarra di combustibile fosse stata fusa e/o fissionata. Probabilmente sono state trovate tracce di Cs e I radioattivi. La Tepco, il gestore dell’impianto, ha reso noto che circa il 70 per cento delle barre di combustibile del reattore numero 1 sono rimaste danneggiate. Lo stesso vale per il 33 per cento delle barre del reattore numero 2. Si ritiene che il nucleo dei due reattori possa essere stato parzialmente fuso.