stanotte ho pubblicato la prima parte di questo articolo. la riporto in piccolo qui sotto per tua comodità, e qui metto il link se vuoi leggerlo in caratteri più grandi.
la seconda parte è più sotto in questa pagina, dove il racconto riprende.
l’incidente alla centrale atomica di fukushima 1 sta già suggerendo ai progettisti degli impianti nucleari alcuni miglioramenti. per esempio: i generatori diesel d’emergenza devono essere collocati in luoghi sicuri e non esposti. non devono essere spazzati da zunami. non devono essere a ridosso della riva del mare.
e l’incidente è stato anche il certificato di morte della tecnologia dei reattori ad acqua bollente (quello di fukushima è vecchio di 40 anni e sarebbe andato in pensione in un mesetto). non a caso, oggi tutti i nuovi reattori sono esclusivamente ad acqua pressurizzata, che dà meno problemi di raffreddamento del nòcciolo.
infine, l’evento dice che il sistema di contenimento, le blindature, le muraglie di cemento armato servono, eccome. una centrale ben costruita (non come quel cassone di cernòbyl, coevo di fukushima 1, che invece non era blindato) può essere scossa da un terremoto catastrofico, può essere spazzata da uno zunami sconvolgente, ma la struttura tiene.
non voglio brontolii di ingegneri
le spiegazioni tecniche che seguiranno faranno borbottare gli ingegneri e gli esperti. i quali sono bravissimi, ma si occupano di ingegneria, non di spiegare come funziona una cosa. (le barzellette sul conto degli ingegneri sono una testimonianza comprovata).
le approssimazioni che seguiranno servono a spiegare a chi – come me – di queste cose non capisce niente.
le tecnologie
le centrali atomiche si dividono in due grandi famiglie tecnologiche. ci sono le centrali ad acqua bollente e quelle ad acqua pressurizzata.
poi ci sono anche altre tecnologie meno diffuse, come per esempio il sistema canadese candu a deuterio, il quale oggi ha poco mercato.
l’acqua bollente
nelle centrali ad acqua bollente, l’acqua passa nel reattore, si scalda nel raffreddare il nòcciolo, diventa vapore che fa girare le turbìne con le quali muovere le "dinamo" per fare la corrente. l’acqua è leggermente radioattiva perché entra nel nòcciolo, e quindi contamina anche i tubi e le turbìne. anche cernobyl era ad acqua bollente.
l’acqua pressurizzata
nelle centrali ad acqua pressurizzata, l’acqua che raffredda il nòcciolo e che si scalda per la reazione nucleare non va direttamente alle turbìne ma va a uno scambiatore di calore, una specie di enorme radiatore, e poi torna indietro al reattore. senza uscire dalla zona nucleare. nello scambiatore di calore, l’acqua contaminata del "circuito primario" scalda l’acqua non contaminata di un secondo circuito, il "secondario", che diventa vapore per far girare le turbìne.
le matrioske di contenimento
il reattore è dentro a una "pentola a pressione" d’acciaio speciale che resiste a tutto. si chiama "vessel". è il primo contenitore.
il nòcciolo d’acciaio è racchiuso dentro una struttura blindata di cemento armato di spessore notevole, che resiste anche alle bombe atomiche, ed è la seconda barriera di contenimento.
come matrioske russe, fuori c’è una terza barriera, a prova di bomba, che racchiude tutta l’area nucleare nel cemento armato speciale spesso un paio di metri.
questo vale per tutte le centrali del mondo
questo vale per tutte le centrali nucleari del mondo, poiché si usano gli standard internazionali dettati dall’aiea, l’agenzia dell’onu per l’energia atomica.
la variante fukushima 1
in alcuni casi ci sono alcune varianti.
nel caso di fukushima, fuori dalle tre colossali barriere di contenimento c’è un involucro industriale, un normale capannone con travi e capriate; è quello distrutto dallo scoppio.
la scossa di terremoto, la centrale va in blocco
che cos’è accaduto venerdì? è accaduto il famoso evento massimo possibile, quel terremoto del nono grado che viene calcolato dagli ingegneri come obiettivo di resistenza di ogni centrale atomica. alla scossa, come da normativa internazionale aiea, la centrale è entrata in blocco. fermata automatica e immediata della reazione nucleare, scollegamento immediato e automatico dalla rete elettrica, accensione dei gruppi di continuità (due grandi motori turbodiesel a due tempi) per far funzionare la sala controllo, per i comandi, per aprire e chiudere valvole e rubinetti, per la misurazione di temperatura e pressione e così via. e soprattutto per far funzionare le pompe che fanno circolare l’acqua di raffreddamento del nòcciolo.
la tecnologia funziona
tutte le centrali del mondo sono progettate in questo modo. devono avere almeno due generatori diesel d’emergenza, devono avere l’involucro che resiste a terremoti grado 9. la tecnologia, c’è.
ma nelle centrali ad acqua bollente, come questa, il reattore deve restare del tutto isolato. dopo un terremoto, le tubazioni che portano alla turbìna possono essersi disassate; le turbìne possono essere uscite dalla loro sede di rotazione; i supporti degli impianti possono essersi dissestati. sarebbe una pazzia mandare alla turbìna acqua contaminata.
partono i generatori
così a fukushima tutto è stato fermato e sono partiti i generatori d’emergenza per alimentare tutti i servizi della centrale. immediatamente, appena arrivata la scossa, la centrale si è spenta e si sono accesi i generatori. per un’ora, il reattore è stato raffreddato. poi è arrivata la grande onda.
nell’area di fukushima ci sono dieci reattori, di cui il fukushima 1 è il più vecchio. gli altri sono arretrati rispetto al mare. questa centrale, no. è sulla riva.
in riva è più comodo, perché la presa dell’acqua fresca di mare (per raffreddare il vapore e riportarlo acqua) è comoda comoda.
i gruppi elettrogeni sono di fronte al mare. fra la centrale e il mare.
l’onda dello zunami ha spazzato i generatori e i trasformatori e ha mandato in corto circuito il sistema elettrico.
l’onda, il blackout, il cavo volante
blackout totale. nella pentola a pressione del reattore l’acqua ribolliva.
l’unico movimento dell’acqua era dovuto ai moti convettivi dovuti al calore.
dopo due ore di lavoro pazzo, camminando con l’acqua di mare della grande onda che arrivavano alle orecchie, i tecnici della tepco sono riusciti ad allacciare alcuni cavi elettrici volanti e hanno collegato in via provvisoria la centrale con la corrente degli altri reattori. l’alimentazione è ripartita. e anche il raffreddamento del nòcciolo.
riprendo a raccontare.
il raffreddamento d’emergenza
nelle centrali ad acqua bollente, il raffreddamento è fatto dal normale circuito del vapore e delle turbìne. per i casi di fermata, quando l’acqua radioattiva non può uscire dal nòcciolo, c’è un impianto di raffreddamento d’emergenza del reattore. lo scambiatore di calore – visto che si tratta di acqua contaminata – è dentro alla zona nucleare.
dentro all’involucro blindato di cemento armato.
l’autonomia di questo impianto è di sei ore. entro sei ore bisogna risolvere il problema, la centrale deve ripartire.
il motivo è semplice. il "radiatore" che raffredda l’acqua è dentro alla zona atomica. non è aperto con l’esterno.
l’aria all’interno dello stanzone comincia a scaldarsi (perché raffredda l’acqua che passa nel radiatore).
è come un gigantesco termosifone.
a mano a mano che l’aria si scalda, il radiatore dìssipa sempre meno il calore dell’acqua che viene dal reattore.
finché l’aria dello stanzone arriva alla temperatura di 100 gradi.
l’acqua che viene dal reattore e passa nel radiatore non si raffredda più e raggiunge i 100 gradi.
a 100 gradi, bolle.
la pentola a pressione
così sei ore dopo il blackout dovuto allo zunami l’acqua del reattore ha cominciato a bollire e a sviluppare pressione. le leggi della termodinamica dicono che all’aumentare della pressione cresce anche la temperatura.
quindi bisognava alleggerire con urgenza la pressione dentro il vessel, dentro il nòcciolo del reattore.
come?
liberando in atmosfera il vapore.
aprire la valvola
così la tepco ha chiesto all’autorità nucleare l’autorizzazione ad alleggerire la pressione nel reattore sfiatando all’esterno il vapore di troppo.
si tratta di mandare in atmosfera acqua radioattiva. vapore contaminato. non è una radioattività pesante, ma la decisione di liberare in aria la radioattività non è facile.
l’autorità per la sicurezza nucleare ha dato il via libera e ha ordinato lo sgombero della popolazione di fukushima.
fino a iersera erano state sfollate 140mila persone.
con intelligenza, la tepco non ha sfiatato il vapore direttamente in aria, bensì all’interno dell’edificio industriale (non blindato) che racchiude il reattore.
in modo che il vapore di acqua radioattiva non si disperdesse in aria.
il capannone della centrale non ha retto al vapore (ho sentito parlare di una reazione con idrogeno, ma non ho potuto verificare).
scoppia l’involucro
ed è saltato il capannone di travi e capriate, e il vapore è uscito liberamente.
meno acqua nel reattore
il problema che si è manifestato a questo punto è che il reattore si è trovato meno acqua di raffreddamento, perché una parte è stata sfiatata sotto forma di vapore.
l’acqua tra l’altro ha una funzione di moderazione della reazione atomica, cioè frena le particelle che sviluppano la reazione a catena.
la temperatura, a quando ho capito, ha ricominciato a salire.
gli idranti
l’autorità di sicurezza nucleare ha autorizzato il raffreddamento del reattore dall’esterno usando acqua di mare.
stanotte, a quanto pare, gli idranti hanno cominciato a irrorare il nòcciolo.
la soluzione
la soluzione potrebbe essere far ripartire la centrale in modo ordinario.
riaprire il circuito del vapore verso le turbìne, in modo che il vapore si raffreddi e torni al nòcciolo fresco e riposato.
se non viene fatto, evidentemente c’è un motivo, motivo che non conosco.
come immaginavo sopra, le turbìne potrebbero essere state disassate dal più forte terremoto della storia recente, e l’immissione di vapore (leggermente radioattivo) potrebbe farle esplodere. oppure le condutture sono state sconnesse dagli urti del sisma.
i generatori sul tetto
un errore è stato esporre i generatori diesel e i trasformatori al rischio del mare. se questi impianti fossero stati messi sul tetto della sala turbìne, che è alto almeno 40 metri, non sarebbero stati investiti dall’onda dello zunami.
l’edificio turbìne è più solido del capannone generale dell’edificio reattore.
l’edificio reattore racchiude sì le "matrioske" blindatissime a prova di bomba, ma lui è un normale capannone industriale. l’edificio turbìne invece è corazzato (meno del reattore, chiaro) perché è progettato per resistere alla rottura di una turbìna con il distacco delle palette.
come uscirne? come finirà?
non lo so. aspettiamo.
ecco i miei articoli di questi giorni su fukushima
che cos'è accaduto davvero, prima parte
come nasce una bufala nucleare: spargere paura con una foto allarmistica falsa
la centrale messa in ginocchio dai diesel
altri articoli su fukushima e sullo zunami
qui gli altri articoli del sito web del sole 24 ore nello speciale sullo zunami in giappone
qui un bell'articolo di elena comelli sul funzionamento della centrale
qui i miei reportage dell'altro giorno da cernobyl, con foto e filmati esclusivi.
l'articolo pubblicato il 10 marzo sulle pagine del sole 24 ore
l'ampio reportage (con la fotogallery) pubblicato dal sito web del sole 24 ore
dal blog correnti del sole 24 ore, il filmato esclusivo con il progetto del nuovo sarcòfago
