Disastro tecnologico all’interno dello spaventoso cataclisma sismico giapponese, la centrale elettronucleare di Fukushima Dai-ichi è stata coinvolta dallo tsunami dell’11 marzo riportando danni strutturali con esplosioni e liberazione di acqua e vapori radioattivi, che hanno imposto l’evacuazione di circa 170.000 persone dalla zona circostante. A tutt’oggi la situazione dell’impianto di Fukushima non è ancora stabilizzata, mentre continuano intense le scosse sismiche (894 Sopra magnitudo 4,5), manca una precisa analisi dello stato di tutti i reattori nucleari coinvolti e una ricostruzione accurata degli eventi, in modo da poter prevedere con certezza gli sviluppi futuri. L’incidente ha comunque sollecitato un riesame delle norme e normative internazionali di sicurezza degli impianti nucleari e sta avendo un impatto anche sui alcuni programmi nucleari nazionali.
In questo contributo consideriamo gli eventi fino al 3 aprile, sulla base dei rapporti della Nuclear and Industrial Safety Agency giapponese (NISA) e dell’agenzia atomica di Vienna (IAEA).
La centrale di Fukushima Dai-ichi sulla costa nord-orientale del Giappone era fra le più grandi al mondo con i suoi 6 reattori ad acqua bollente (BWR) per una potenza totale di 4,7 GWe; al momento del sisma I reattori 1, 2 e 3 erano in funzione, e gli altri in revisione programmata. I reattori sono progettati per resistere a sismi fino ad accelerazioni fra 441 e 489 Gal, a seconda delle unità. La centrale è protetta dai tsunami da un muro verso il mare alto 5,7 m.
All’arrivo dell’onda sismica del terremoto dell’11 marzo a Fukushima Dai-ichi le unità attive 1, 2 e 3 si spengono automaticamente. Il terremoto danneggia la rete elettrica della zona, la centrale resta senza corrente e i generatori diesel d’emergenza provvedono alle pompe per il raffreddamento del nocciolo dei reattori. Dopo un’ora arriva un’onda tsunami di 14 m, che supera il muro di protezione e allaga l’edificio dei generatori diesel, mettendoli fuori uso. Entrano allora in funzione le batterie per i sistemi di controllo (in grado di operare per 8 ore) e i sistemi ausiliari di raffreddamento pilotati dal vapore per i reattori 1,2 e 3. La devastazione del terremoto e dello tsunami nell’area circostante rende impossibili aiuti immediati dall’esterno. La TEPCO (Tokyo Electric Power Company) segnala l’emergenza alla NISA e viene emesso l’ordine di evacuazione per le persone entro 2 km dalla centrale. La zona sarà estesa a 20 km.
Venuta meno la possibilità di raffreddamento, parte degli elementi di combustibile nei reattori 1,2 e 3 perdono la copertura acquea e il loro rivestimento di zirconio reagisce col vapore producendo idrogeno. Per ridurre la pressione nei reattori e raffreddare il combustibile nei gioni successivi si sfiatano i 3 reattori, liberando vapore e idrogeno, che produce esplosioni distruggendo il tetto delle unità 1 e 3 e danneggiando il serbatoio di sfioro dell’unità 2. Si procede a pompare acqua di mare nei reattori (che danneggia i reattori) mediante autopompe, camion per iniezioni di cemento e cannoni d’acqua antisommossa, fino all’arrivo di acqua fresca via mare (25 marzo) e di pompe con generatori autonomi (26 marzo).
Alte dosi di radioattività vengono riscontrate nell’acqua delle unità turbine, ritardando le operazioni di prosciugamento delle zone allagate e il ripristino dell’energia elettrica nelle unità danneggiate.
Sorgono problemi nelle vasche di contenimento del combustibile esausto: mancando la refrigerazione l’acqua di ricoprimento evapora riducendo la copertura: nell’unità 4 siproduce idrogeno che causa un incendio e un’esplosione con diffusione di radioattività. Si interviene con autopompe ed elicotteri per riempire le vasche del combustibile esausto delle unità 1-4; si riesce a mantenere il controllo della temperatura del combustibile esausto nei reattori 5 e 6, che vengono connessi alla rete esterna e raggiungono (20 marzo) la condizione di spegnimento “freddo”.
Il 20 marzo il presidente del governo giapponese ha annunciato che le unità danneggiate non verranno rimesse in funzione.
I danni ai lavoratori e soccoritori comprendono la morte di 3 operai (due per lo tsunami e uno per il terremoto) e 4 feriti per le esplosioni; 21 lavoratori dei 370 impegnati nelle operazioni hanno ricevuto dosi fra 100 e 200 mSv, senza conseguenze patologiche (il limite per il personale in operazioni di emergenza è stato fissato in 250 mSv).
Il 13 marzo è iniziato il controllo della popolazione della prefettura di Fukushima e fra 115.000 persone non si sono trovati problemi sanitari, con circa 200 persone esposte a dosi superiori a 1 microSv/h. In alcune zone sono stati imposti limiti al commercio di vegetali e latte. Continuano i controlli in tutto il Giappone e misure di radioattività vengono effettuate in molti paesi.
Tabella | I reattori di Fukushima Dai-ichi al momento del sisma
| Unità 1 | Unità 2 | Unità 3 | Unità 4 | Unità 5 | Unità 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| potenza (MWe) | 460 | 784 | 784 | 784 | 784 | 1100 |
| tipo | BWR-3 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-4 | BWR-5 |
| entrata in funzione | 1971 | 1974 | 1976 | 1978 | 1978 | 1979 |
| moduli di combustibile nel nocciolo | 400 | 548 | 548 | 0 | 548 | 764 |
| moduli di combustibile esausto | 292 | 587 | 514 | 1331 | 946 | 876 |
| calore residuo nel combustibile esausto (kW) | 60 | 400 | 200 | 2000 | 700 | 600 |
| tipo di combustibile | LEU | LEU | LEU e MOX | LEU | LEU | LEU |
| stato | attivo | attivo | attivo | spento | spento | spento |
