il disastro di chernobyl

Il disastro di Chernobyl avvenne il 26 Aprile 1986 con l'esplosione del reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl, in Ucraina (allora parte dell'Unione Sovietica), vicino al confine con la Bielorussia. In seguito alle esplosioni, dalla centrale si sollevarono delle nubi di materiali radioattivi che raggiunsero l'Europa orientale e la Scandinavia oltre alla parte occidentale dell'URSS. Vaste aree vicine alla centrale furono pesantemente contaminate rendendo necessaria l'evacuazione e il reinsediamento in altre zone di circa 336.000 persone. Le repubbliche, adesso separate, di Ucraina, Bielorussia e Russia sono ancora oggi gravate dagli ingenti costi di decontaminazione ed è alta l'incidenza dei tumori e delle malformazioni sugli abitanti della zona colpita.
La centrale di Chernobyl (51°23′14″N, 30°06′41″E) è situata vicino all'insediamento di Pripyat, in Ucraina, 18 km a nord-ovest della città di Chernobyl e 110 km a nord della capitale Kiev, e dista 16 km dal confine con la Bielorussia. L'impianto era composto da quattro reattori, ognuno in grado di produrre 1 GW di energia elettrica (3.2 gigawatt di energia termica), i quattro reattori, insieme, producevano circa il 10% dell'elettricità ucraina. La costruzione dell'impianto iniziò negli anni '70, il reattore n° 1 fu commissionato nel 1977, e fu seguito dai reattori 2 (1978), 3 (1981), e 4 (1983). Altri due reattori (i n° 5 e 6, da 1 GW ciascuno) erano in fase di costruzione quando si verificò l'incidente.
I reattori erano di tipo RBMK-1000, un reattore a canali, moderato a grafite e refrigerato ad acqua l caratteristica di questo reattore è quella di operare a coefficiente di vuoto positivo. Cioè, con l'aumentare della temperatura, la reazione nucleare, anziché moderarsi, aumenta. Tale caratteristica è vietata nei reattori occidentali per motivi di sicurezza. Infatti se manca il liquido refrigerante, il reattore deve essere in grado di spegnersi autonomamente, senza interventi umani o di mezzi meccanici.
Il fine del reattore era la produzione di elettricità per uso civile e di plutonio ad uso militare. Per aumentare l'efficienza del sistema erano state adottate alcune soluzioni tecniche che ne diminuivano la sicurezza. Innanzitutto la scelta della grafite come moderatore: questa sostanza viene utilizzata per moderare i neutroni e soprattutto per facilitare la produzione di Plutonio-239.
Il 25 Aprile 1996 era programmato lo spegnimento del reattore numero 4 per normali operazioni di manutenzione. Si approfittò della recente fermata per manutenzione del reattore per eseguire il test sulla capacità delle turbine di generare elettricità sufficiente per alimentare i sistemi di sicurezza (in particolare le pompe dell’acqua refrigerante) nel caso in cui non fossero alimentati dall’esterno. I reattori come quello di Chernobyl hanno due generatori diesel di emergenza, ma non sono attivabili istantaneamente. Quindi si voleva sfruttare il momento d’inerzia residuo nelle turbine ancora in rotazione, ma disconnesse dal reattore, per alimentare le pompe durante l’avvio dei generatori diesel. Il test era già stato condotto su un altro reattore (ma con tutti i sistemi di sicurezza attivi) ed aveva dato esito negativo (cioè l’energia elettrica prodotta dall’inerzia delle turbine era insufficiente ad alimentare le pompe), ma erano state apportate delle migliorie alle turbine, che richiedevano un nuovo test di verifica. La potenza del reattore numero 4 doveva essere ridotta dai normali 3200 MW termici a 1000 MW termici per condurre il test in sicurezza. Tuttavia l’inizio del test fu ritardato di 9 ore, e dopo gli operatori ridussero la potenza troppo rapidamente, raggiungendo una potenza di soli 30 MW termici. Come conseguenza, la concentrazione di Xeno-135 aumentò notevolmente (normalmente è consumata dal reattore stesso a potenze più elevate). Sebbene il calo di potenza fosse vicino al massimo ammesso dalle norme di sicurezza si decise di non eseguire lo spegnimento completo, ma di continuare l’esperimento. Inoltre si decise di accelerare l’esperimento portando la potenza a soli 200 MW termici. Per contrastare l’eccesso di Xeno-135 che assorbiva neutroni furono estratte quasi tutte le barre di controllo, ben oltre i limiti delle norme di sicurezza. Seguendo l’esperimento alle 01:05 del 26 aprile le pompe dell’acqua furono alimentate direttamente dalle turbine dei generatori, ma la quantità di acqua immessa in questo superò i limiti di sicurezza. Il flusso di acqua aumentò, e poiché l’acqua assorbe neutroni, alle 01:19 fu necessaria la rimozione delle barre di controllo manuali, portando così il reattore in una situazione molto instabile e pericolosa. La situazione instabile non era riportata in alcun modo sui pannelli di controllo, e nessuno degli operatori in sala controllo era conscio del pericolo.
Alle 01:23:04 inizia l’esperimento e viene tolta l’alimentazione esterna delle pompe, che quindi sono alimentate dall’inerzia delle turbine, che però diminuisce essendo state disconnesse le turbine dal rettore. Inoltre la disconnessione provoca l’aumento di vapore all’interno del nucleo del reattore. Il reattore RBMK ha un coefficiente di vuoto molto positivo e quindi la reazione cresce rapidamente al ridursi della capacità di assorbimento di neutroni da parte dell’acqua di raffreddamento, diventando sempre meno stabile e sempre più pericoloso.
Alle 01:23:40 gli operatori azionarono il tasto AZ-5 ("Rapid Emergency Defense 5") che esegue il cosiddetto “SCRAM”, cioè l’arresto di emergenza del reattore che inserisce tutte le barre di controllo incluse quelle manuali incautamente estratte in precedenza. Non è chiaro se l’azione fu eseguita come misura di emergenza, o semplicemente come normale procedura di spegnimento a conclusione dell’esperimento, infatti il reattore doveva essere spento comunque per la manutenzione programmata. Di solito l’operazione di “SCRAM” viene ordinata a seguito di un rapido ed inatteso aumento di potenza. D’altro canto, Anatoly Dyatlov, capo ingegnere dell’impianto di Charnobyl al tempo dell’incidente scrisse:
“Prima delle 01:23:40 il sistema di controllo centralizzato ... non registrò alcun cambio dei parametri da poter giustificare lo "SCRAM". La commissione ... raccogliendo ed analizzando una grande quantità di dati, come indicato nel rapporto, non ha determinato il motivo per cui fu ordinato lo "SCRAM". Non c’era necessità di cercare il motivo. Il reattore veniva semplicemente spento al termine dell’esperimento.”
A causa della lenta velocità del meccanismo di inserimento delle barre di controllo (che richiede 18-20 secondi per il completamento) e dell’estremità (estensori) in grafite che rimpiazza l’acqua di raffreddamento, lo SCRAM causò un rapido aumento della reazione. L’aumento di temperatura deformò i canali delle barre di controllo, al punto che le barre si bloccarono a circa un terzo del loro cammino, e quindi non furono più in grado di arrestare la reazione.
Alle 01:23:47 la potenza del reattore raggiunse i 30 GW termici, dieci volte la potenza normale. A questo punto le barre di combustibile iniziarono a fondere e la pressione aumento fino a causare l’esplosione che fece saltare in aria la copertura del reattore, distruggendo gli impianti di raffreddamento.
Per ridurre i costi l’impianto era stato costruito con un contenimento parziale, e questo ha consentito la dispersione dei contaminati radioattivi nell’atmosfera. Inoltre le elevate temperature hanno incendiato la grafite contribuendo ulteriormente all diffusione di materiale radioattivo nell’ambiente.
Ci sono alcune controversie sulla sequenza degli eventi dopo le ore 01:22:30 a causa di alcune incongruenze dei testimoni oculari e le registrazioni. La versione comunemente accettata è quella descritta sopra. Secondo questa ricostruzione la prima esplosione avvenne intorno alle 01:23:47, sette secondi dopo il comando di SCRAM. Talvolta è stato detto che l’esplosione avvenne prima o immediatamente dopo lo SCRAM (questa era la versione di lavoro della commissione sovietica di studio sull'incidente). Questa distinzione è importante, poiché, se il reattore esplose diversi secondi dopo lo SCRAM, il disastro è da attribuirsi al progetto delle barre di controllo, mentre se l’esplosione è al tempo dello SCRAM la responsabilità principale sarebbe degli operatori. A complicare la ricostruzione alle ore 01:23:39 fu registrato, nell’area di Chernobyl, un debole evento sismico di magnitudo 2,5. Inoltre il tasto di SCRAM fu premuto più di una volta, ma la persona che lo ha fatto materialmente è deceduta due settimane dopo l’incidente per esposizione acuta da radiazione.
Nel gennaio 1993 la AIEA ha rivisto l’analisi dell’incidente attribuendo la causa principale al progetto del reattore e non agli operatori. Nel 1986 la stessa AIEA aveva indicato negli operatori la causa principale dell’incidente.
200 persone furono ricoverate immediatamente, di cui 31 morirono (28 di queste per l'esposizione diretta alle radiazioni). Molti di loro erano pompieri e addetti che cercarono di mantenere l'incidente sotto controllo e che non erano stati informati di quanto pericolosa fosse l'esposizione diretta alle radiazioni. 135.000 abitanti furono evacuati dalla zona, inclusi tutti i 50.000 abitanti della vicina città di Pripyat.
La contaminazione provocata dall'incidente di Chernobyl non interessò solo le aree vicine alla centrale ma si diffuse irregolarmente secondo le condizioni atmosferiche. Ricerche condotte da scienziati sovietici ed occidentali indicano che il 60% delle zone contaminate si trova in Bielorussia. Anche una vasta area a sud di Bryansk, in Russia e parti dell’Ucraina nord-occidentale furono contaminate
I lavoratori coinvolti nelle pulizie e nella sistemazione della centrale dopo l'incidente ricevettero alte dosi di radiazioni. Nella maggior parte dei casi queste persone non erano equipaggiate con dosimetri individuali per misurare la quantità di radiazioni ricevute, così gli esperti possono solo stimare le loro dosi. Anche nei casi in cui venivano utilizzati i dosimetri le procedure dosimetriche variavano. Secondo le stime sovietiche, nella pulizia dell'area evacuata furono impiegate tra le 300.000 e le 600.000 persone, molti dei quali però entrarono nella zona due anni dopo l'incidente, Il numero di addetti alla pulizia che lavorarono nella zona entro un anno dal disastro è stato stimato in 211.000, questi lavoratori ricevettero una dose media stimata di 165 millisievert (16.5 rem).