Prima di raccontare cosa successe a Three Mile Island vorrei cominciare parlandovi di Michael Douglas. Immagino siate sorpresi e fate bene ad esserlo: proprio quel Douglas, il celebre attore statunitense. Che cosa potrà mai avere in comune con il più grave incidente nucleare avvenuto negli Stati Uniti?
Alla fine di marzo del 1979 uscì il film “La Sindrome Cinese”, uno dei primi film prodotto da Michael Douglas. Il titolo fa riferimento ad una teoria secondo cui in caso di fusione del nocciolo del reattore di una centrale nucleare, nulla riuscirebbe a fermarlo. Il nocciolo continuerebbe a fondere perforando la crosta terrestre e arrivando, dunque, fino all’altra parte del mondo, che per l’America del Nord corrisponde alla Cina. Peccato che questa teoria venne smentita dai fatti pochi giorni dopo l’uscita del film. Il 28 marzo del 1979, in Pennsylvania, avvenne a Three Mile Island il peggior incidente accaduto nella storia dell’energia nucleare antecedente Chernobyl e Fukushima Dai-ichi. A differenza di questi ultimi due, non è però affatto conosciuto, come mai?
PWR: Pressurized Water Reactor
Per poter comprendere pienamente le varie fasi dell’incidente avvenuto, è in primo luogo doveroso capire chi sarà il protagonista della nostra storia. Il reattore incriminato è di tipo PWR, cioè ad acqua pressurizzata. Nacquero storicamente sotto la spinta di equipaggiare i sottomarini con motori a propulsione atomica compatti e di lunga durata. Ben presto si capì il potenziale di tali reattori per generare energia elettrica sul suolo terrestre.
Facendo riferimento allo schema presente in figura 1 è possibile cominciare a comprendere in che modo questo complesso reattore funzioni. Il PWR è costituito da tre circuiti: primario, secondario e terziario. Il circuito primario (in figura il circuito arancione) è costituito da un enorme cilindro in acciaio chiamato vessel, da un generatore di vapore, da un pressurizzatore e dalle pompe.
- Il vessel ospita al suo interno il nocciolo (o core), esso rappresenta il cuore dell’impianto, all’interno del quale è presente il combustibile disposto in barre circolari di una lega a base di zirconio.
- Il pressurizzatore ha il compito di mantenere l’acqua nel circuito primario allo stato liquido.
- Il generatore di vapore è il luogo in cui avviene lo scambio di calore tra il fluido che scorre nel circuito primario e quello che scorre nel circuito secondario.
- Le pompe sono responsabili della corretta circolazione dei fluidi.
Il combustibile di cui si parla è Uranio debolmente arricchito in Uranio-235, proprio perché la reazione che viene utilizzata per sprigionare calore è la fissione nucleare. I neutroni emessi all’istante della fissione sono definiti “veloci”, per far sì che riescano ad innescare altre reazioni di fissione è necessario che vengano rallentati da un, cosiddetto, moderatore.
L’incidente nucleare
Nel caso di Three mile Island, sia il moderatore che il refrigerante (ovvero il liquido che scorre nel circuito primario avente lo scopo di asportare il calore prodotto dalla reazione di fissione) è l’acqua. Il vapore prodotto all’interno del circuito secondario è in seguito convogliato alle turbine che azionano l’alternatore per la produzione di energia elettrica. Dalla turbina il vapore passa al condensatore dove ritorna allo stato liquido, fornendo così l’acqua da reimmettere in circolo all’interno del circuito secondario. Per completezza, il circuito terziario è il circuito in cui scorre l’acqua di circolazione al condensatore. L’immaginario classico di una centrale nucleare rimanda subito alle enormi torri di raffreddamento fumanti, e forse è anche merito dei Simpson, dove nella cittadina di Springfield troneggiano due immense torri di raffreddamento.
Figura 2: Centrale nucleare di Springfield (fonte: Energy.gov)
Nel settore nucleare, ai tempi, era diffusa l’idea che un grave incidente ad una centrale nucleare fosse impossibile, perché tali centrali erano dotate di sistemi di sicurezza in grado di attivarsi autonomamente qualora si rilevassero dei problemi. Three Mile Island ha dimostrato proprio l’opposto: mai dire mai.
Il 28 marzo 1979 alle 4:00del mattino gli allarmi nella sala di controllo dell’Unità 2 di Three Mile Island cominciarono a suonare. Questa sala è il sistema nervoso del reattore: contiene centinaia di pannelli ed indicatori, pronti a suonare ed illuminarsi se qualcosa non va per il verso giusto. Torniamo a noi, che cosa è accaduto? La pompa presente subito dopo il condensatore smise di funzionare, insieme ad essa anche le due pompe di alimentazione si spensero poiché dotate di un sistema di sicurezza in grado di disattivarle in caso di mancata presenza d’acqua (in figura 1: le pompe in azzurro).
Ci pensa la sicurezza!
Come già detto, diversi sistemi di sicurezza si attivano automaticamente qualora ce ne fosse il bisogno. È esattamente ciò che successe: gli impianti automatici attivarono l’immediato spegnimento della turbina e del reattore in questione. Inoltre, azionarono una serie di impianti di emergenza tra cui l’avviamento di tre pompe per compensare l’interruzione del flusso d’acqua. L’ostruzione è stata breve ma non innocua, il reattore subì un aumento repentino di pressione, per eliminare tale incremento si aprì una valvola di sfogo, sfortuna volle che rimase bloccata in posizione aperta.
La conseguenza fu che l’acqua nel reattore cominciò ad uscire incessantemente da tale apertura, ed avrebbe continuato a farlo per altre due ore (invece dei dieci secondi previsti da protocollo!). Il caso ha voluto che anche le tre pompe di emergenza attivate avessero dei problemi. Due delle valvole che permettevano all’acqua di raggiungere parti del sistema di raffreddamento principale erano rimaste chiuse a seguito di un test di prova. Nonostante ciò non si sarebbe dovuto creare alcun problema perché la ridondanza del sistema di sicurezza fece entrare in funzione altre due pompe per permettere un adeguato raffreddamento del nocciolo. Ma allora nulla sembra avere senso: se gli impianti automatici stavano compiendo magistralmente il loro lavoro, come mai si arrivò ad una fusione parziale del nocciolo?
E gli operai?
I responsabili della centrale decisero di spegnere le due pompe aggiuntive che si erano attivate automaticamente aggravando ulteriormente la situazione togliendo ulteriore acqua dal reattore. Queste decisioni, apparentemente insensate, in verità erano frutto di una limitata esperienza e di una erronea lettura della strumentazione della sala di controllo, gli addetti pensavano infatti che ci fosse troppa acqua nel reattore e non troppo poca. Spezzando una lancia a favore del personale va detto che ai tempi gli indicatori non erano disposti in modo chiaro. Le informazioni inadeguate e fuorvianti della strumentazione hanno giocato un ruolo fondamentale nelle decisioni prese quella notte.
La temperatura e la pressione nell’edificio del reattore continuavano a salire inesorabili. Alle prime luci dell’alba la squadra del turno di notte lasciò il posto a quella del mattino: nessuno aveva la minima idea di quello che stava succedendo. Verso le 6:20 del mattino si prese la prima decisione corretta dall’inizio dell’incidente: mandare un nuovo comando di chiusura alla famosa valvola rimasta aperta. All’interno del vessel però era già cominciata la fusione del nocciolo dovuta alla serie di errori commessi durante la notte. L’acqua, perdendo pressione, si trasformò in vapore avvolgendo le barre di Uranio e rendendo molto più complicato il loro raffreddamento. Il surriscaldamento delle barre di Uranio portò allo scioglimento e al rilascio di grandi quantità di materiale radioattivo.
Perchè pochi conoscono questo incidente nucleare?
Il raffreddamento forzato del reattore venne ristabilito solo intorno alle otto di sera del 28 marzo. Come se non bastasse si scoprì, dopo un paio di giorni, che ci furono delle uscite di gas radioattivi e il vento le stava spingendo in direzione dei paesi limitrofi. Inoltre, analizzando ulteriormente i dati, si capì che probabilmente nella parte alta del reattore si era formata una bolla di Idrogeno causata dalla reazione chimica avvenuta tra l’acqua e i tubi di metallo Zircaloy.
Per un certo periodo non si seppe se tale bolla potesse esplodere o meno anche se oggi sappiamo che non c’era sufficiente ossigeno per innescare un’esplosione . Dal 30 marzo al 1 aprile gli operatori hanno rimosso l’Idrogeno accumulato facendo passare l’acqua attraverso il reattore e permettendo all’Idrogeno di dissolversi in essa. Ci volle un altro mese prima di stabilizzare definitivamente la situazione ed avviare lo spegnimento controllato dell’Unità 2 del reattore di Three Mile Island.
Come mai l’incidente avvenuto a Three Mile Island non è conosciuto tanto quanto quelli di Chernobyl e Fukushima Dai-ichi? Sostanzialmente perché nonostante fu il più grave incidente avvenuto negli Stati Uniti, in verità, non lo fu così tanto. Infatti, l’edificio contenente il reattore non fu danneggiato, ciò permise di mantenere all’interno di esso quasi tutte le radiazioni. In ambiente ci fu una dispersione di una quantità di materiale radioattivo assolutamente non preoccupante. Ufficialmente l’incidente avvenuto a Three Mile Island non mieté nessun essere umano. Anni dopo si condussero degli studi sull’incidenza dei tumori alla tiroide, ma non si può concludere se sia presente o meno un nesso causale con l’incidente avvenuto.
Conclusione
Si impara dai propri errori, questo è certo. L’incidente avvenuto a Three Mile Island ha cambiato in modo permanente l’industria dell’energia nucleare. A seguito di esso, si sono potenziati gli impianti e la strumentazione, migliorata la formazione degli operatori, i requisiti del personale e la preparazione alle emergenze, aumentata l’ispezione degli impianti e l’installazione di apparecchiature aggiuntive. Insomma, questo incidente, con buone probabilità, ha scongiurato il verificarsi di chissà quanti altri.
Di certo l’uscita del film di Michael Douglas su un incidente nucleare qualche giorno prima della disgrazia non contribuì a generare fiducia nei confronti del settore nucleare. Nonostante quanto si possa immaginare, in verità, l’energia nucleare è una tra le fonti più sicure tra quelle a nostra disposizione. Si stima che il carbone, ad esempio, ha causato un numero di vittime 800 volte superiore rispetto a quello dell’energia nucleare (conteggiando già l’incidente di Chernobyl e quello di Fukushima Dai-ichi). Il nucleare tende a far paura, ma come spesso accade è solo un gigante buono che cerca di tenderci la mano verso un futuro migliore.
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