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Le centrali nucleari. L'energia che scaturisce dal bombardamento dell'uranio con neutroni. Il processo di 'fissione/fusione nucleare'. Il problema della radioattivitą e delle scorie.

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Le centrali nucleari - Giovanni Vittorio Pallottino -

Si comincia a riparlare di nucleare, da qualche tempo; alcuni recenti sondaggi indicano che l’opinione pubblica vede meno negativamente del passato il ricorso all’energia dell’ATOMO, in vista della costruzione di centrali elettronucleari nel nostro Paese. Resta però, nei confronti di questa forma di energia, una diffusa diffidenza, spesso anche una vera e propria paura, per il timore che evoca il solo parlare di radioattività. Si tratta di preoccupazioni certamente non infondate a fronte del rischio di incidenti e dei problemi relativi alla gestione delle scorie prodotte dal funzionamento dei reattori. Ma certamente da ridimensionare parecchio, riconducendole alla realtà dei fatti, perché le opinioni del pubblico su queste faccende non sono basate su informazioni realistiche e scientificamente fondate, ma piuttosto sulle rappresentazioni, a volte superficiali ma spesso fortemente distorte, che di questi problemi danno i media, in particolare la televisione, dove domina il sensazionalismo quando non il catastrofismo, che sono considerati paganti ai fini dell’ascolto. Quello di fornire informazioni fattuali corrette, in quanto ben fondate su solide basi scientifiche, in un rigoroso quadro metodologico, è evidentemente un compito della Scuola, al quale quanto segue vuole cercare di contribuire, affrontando in particolare l’argomento della radioattività.

LE CENTRALI NUCLEARI
Non si possono costruire centrali nucleari in Italia; c’è stato un referendum che le ha abolite
Non è esatto. Il referendum del novembre 1987 riguardò l’abrogazione di alcune norme sulla localizzazione di nuove centrali e vietò all’Enel di intraprendere attività nucleari all’estero. La chiusura delle centrali esistenti, invece, fu una decisione successiva del governo, presa fra l’altro in un momento politico assai difficile, appena prima dell’avvio della vicenda giudiziaria di «mani pulite»; una decisione che si valuta sia costata complessivamente quasi cento miliardi di euro, con la quale l’Italia fu l’unico grande Paese europeo che rinunciava a produrre energia nucleare. Ma non a utilizzarla, perché una frazione ben apprezzabile (circa il 15%) dell’elettricità che noi consumiamo, anche in quei comuni che si proclamano «denuclearizzati», proviene da centrali nucleari che si trovano all’estero. In pratica, avviene come se otto di queste centrali lavorassero a pieno tempo per noi. E del resto parecchie centrali nucleari si trovano a brevi distanze dai nostri confini: ve ne sono ben 13 a meno di 200 km. Qualche anno fa è stata promulgata una legge che autorizza nuovamente l’Enel a operare nel nucleare, e infatti l’ente elettrico nazionale ha acquisito partecipazioni in varie centrali nucleari all’estero, svolgendo i necessari interventi tecnici. Più di recente, con nuove leggi, il governo ha dato l’avvio a un programma nucleare nazionale, che dovrebbe riallinearci agli altri Paesi europei, dove un terzo dell’elettricità è prodotta da centrali nucleari.


Risulta però che il nucleare nel mondo è fermo: è da tempo che non si costruiscono più centrali
È ben vero che dopo un avvio brillante lo sviluppo del nucleare ha subito un periodo di stasi, per poi riprendersi solo in tempi più recenti. Ma di nuove centrali nucleari se ne sono costruite praticamente sempre e infatti fra il 1986 e il 2007 la produzione di energia elettro-nucleare è aumentata del 60%. Al rallentamento di anni fa hanno contribuito due fenomeni: le opposizioni popolari sorte a seguito delle preoccupazioni create da due gravissimi incidenti nucleari e il fatto che, nei paesi industrializzati, che per primi avevano fatto ricorso all’energia nucleare, si era scoperto che le centrali possono essere lasciate in funzione per molto più tempo del previsto (50 o 60 anni anziché 30), senza quindi la necessità di costruirne di nuove. Questo anche grazie alla cura estrema con cui le centrali sono realizzate. Allo stato attuale, comunque, vi sono nel mondo 436 impianti nucleari in funzione con altri 151 in costruzione o in fase di progetto.

Di quali incidenti nucleari si parla?
Non parliamo certamente di quelli di cui riferisce spesso la stampa: piccoli incidenti senza particolari conseguenze, che di solito non riguardano neppure la parte «nucleare» delle centrali, quali del resto si verificano normalmente in qualsiasi impianto industriale. Parliamo invece degli incidenti veramente gravi, quelli che assai giustamente destano preoccupazioni. Il primo di questi si verificò nel 1979 alla centrale americana Three Mile Island in Pennsylvania, con il rilascio nell’ambiente di una moderata quantità di gas radioattivi, senza però alcun problema sanitario per le popolazioni che vivevano nelle zone circostanti. L’altro avvenne nel 1986 alla centrale Lenin di Chernobyl, al tempo in Unione Sovietica, ed è invece tristemente noto per le sue tragiche conseguenze sul personale della centrale, sui soccorritori e sulla popolazione. Però da allora, e sono passati più di venti anni, altri gravi incidenti non si sono verificati, nonostante la crescita continua del numero delle centrali nucleari in funzione nel mondo.

Ma anche l’incidente di Three Mile Island fu gravissimo
L’incidente del 1979 alla centrale americana di Three Mile Island fu effettivamente gravissimo. Gravissimo però soltanto in termini tecnici, perché senza alcuna conseguenza per la salute della popolazione, dato che la dose massima di radioattività ricevuta dagli abitanti nelle vicinanze non arrivò a superare un terzo di quella media annua. Gli unici danni messi in luce dalle indagini furono infatti quelli psicologici, dovuti alla paura creatasi non appena le autorità diffusero la notizia di quanto era avvenuto. La gravità tecnica sta nel fatto che quell’incidente fu uno dei peggiori immaginabili. Il mancato funzionamento di una valvola e di altri dispositivi provocò infatti il surriscaldamento e la fusione parziale del nocciolo del reattore, la sua parte essenziale dove si trova il combustibile nucleare (l’uranio) e dove si svolgono le reazioni che sviluppano energia, causando danni tali che il reattore restò in attesa di essere smantellato.

Per l’incidente di Chernobyl, invece, si parla di milioni di vittime
Non è così: secondo i dati ufficiali certificati dalle agenzie delle Nazioni Unite, fra cui l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), il numero dei decessi effettivamente accertati con sicurezza è 65, a cui si aggiungono circa altri 4000 presunti (che però non sarà possibile associare direttamente al disastro) su un arco di 80 anni, fra i soccorritori e la popolazione locale. Date le dosi di radioattività a cui è stata sottoposta la popolazione, lo studio OMS non prevede effetti genetici ed ereditari, né conseguenze per la fertilità e malformazioni congenite. Ma la popolazione ha subito danni pesantissimi riguardanti gli effetti psicologici del disastro e la salute mentale, a fronte dell’evacuazione forzata e soprattutto dei gravissimi timori per il futuro.
In realtà sono state fatte anche altre valutazioni del numero delle vittime, alcune delle quali conducono a cifre assai maggiori di quelle ufficiali, che però non sono sostenute dal consenso della scienza. Ma bisogna notare che certi calcoli, di natura statistica, sulla pericolosità della radioattività sono estremamente dubbi. Essi infatti sono svolti, tornando all’esempio di prima, come se, assumendo che l’ingestione di 100 aspirine sia letale, prendere una aspirina porti a un rischio di morte con probabilità dell’1%.
Una analisi molto accurata dell’incidente di Chernobyl e delle sue conseguenze si trova in. Notiamo però che di questo disastro si parla ancora spesso, mentre di altri, certamente più gravi in termini di vite umane, sembra che si sia spenta la memoria. Chi ricorda più, per esempio, il disastro che avvenne nel 1984 all’impianto chimico di Bhopal, in India, causando quasi 20 mila vittime e danneggiando irreparabilmente la salute di molte decine di migliaia di persone? E chi ha mai sentito parlare dei crolli di dighe verificatisi in Cina, nel 1975, che causarono oltre 170 mila vittime?

Si parla anche di danni irreparabili all’ambiente naturale nella regione di Chernobyl
L’intensa radioattività sprigionata nella catastrofe di Chernobyl, che si è poi dispersa attorno, ha costretto all’evacuazione i 350 mila abitanti di una vasta zona, abbandonando fra l’altro la città di Pripyat e in larga parte di questa regione, in un raggio di 30 km attorno alla centrale, è tuttora vietato accedere. Per quanto riguarda i danni alla fauna e alla flora nella regione di Chernobyl, si rimanda alla lettura dell’articolo apparso su Le Scienze (n. 465, maggio 2007), ricordando qui, fra gli effetti provocati dalla radioattività, la morte di alcune mandrie di bovini e di cavalli, e la distruzione di una foresta di pini situata a pochi chilometri dalla centrale. Questa è chiamata oggi Foresta Rossa per il colore assunto dagli alberi colpiti dalle radiazioni prima della loro morte. I boschi di pioppi e di betulle, invece, rimasero verdi e sopravvissero. Col passare degli anni, la radioattività in questa regione è divenuta meno intensa e l’assenza dell’uomo ha favorito lo sviluppo di un ambiente particolarmente ricco di fauna, che si prevede diventi parte di un parco nazionale.
Assai preoccupante è invece l’enorme quantità di materiali radioattivi ancora presenti nel sito della centrale, richiedendo ulteriori, e difficili, opere per garantirne il contenimento a lungo termine.

Non si verificherebbe un disastro nel caso di un terremoto nel sito di una centrale? E che succederebbe nel caso di un attacco terroristico?
È ben noto che il Giappone è un paese ad altissima sismicità, soggetto continuamente a piccoli terremoti e di frequente anche a sismi piuttosto violenti. Eppure le sue 55 centrali nucleari, costruite con estrema attenzione al rischio sismico, non hanno mai dato luogo a problemi. Quanto agli attacchi terroristici, per quanto gravi come quello verificatosi a New York nel 2001, se ne tiene conto in fase di progetto. In particolare, la robustezza delle centrali attualmente in costruzione in Francia e in Finlandia è tale da resistere all’impatto di un grosso aereo.

Resta comunque aperto il problema dei rifiuti fortemente radioattivi, che vengono prodotti nel funzionamento delle centrali nucleari; un problema ancora senza soluzione
Precisiamo che fra i rifiuti radioattivi rientrano i prodotti di scarto, oltre che delle centrali nucleari, di numerose altre attività in cui si fa impiego della radio- attività: diagnostica e terapia in medicina, industria alimentare, sterilizzazione, diagnostica dei materiali nell’industria, ... Questi rifiuti si distinguono a seconda della loro radioattività e della durata della loro pericolosità (che dipende dalla vita media degli atomi radioattivi che essi contengono). Per la gestione dei rifiuti maggiormente pericolosi si segue il principio «concentra e confina», che consiste nel ridurne il volume e nel separarli dall’ambiente disponendoli in siti protetti. I rifiuti a bassa attività, che sono la maggior parte, sono gestiti senza difficoltà in tutti i Paesi del mondo, perché vengono posti in appositi siti controllati: magazzini dotati di barriere e schermi artificiali, spesso interrati a bassa profondità o collocati in miniere esaurite, dove permangono in piena sicurezza fino a che la loro radioattività si riduce a livelli poco significativi.
Più delicata è la questione dei rifiuti di alta attività e lunga durata, che rappresentano solo circa il 5% del totale, ma che devono essere custoditi per tempi lunghissimi, fino a centinaia di migliaia di anni, ben isolati dalla biosfera. Seguendo rigorose procedure, essi vengono vetrificati (o cementizzati) e posti all’interno di contenitori di acciaio inossidabile sigillati, per essere poi immagazzinati in siti che offrano piena sicurezza su tempi lunghissimi. E qui la soluzione, per la quale vi è un generale consenso scientifico internazionale, è costituita da siti creati all’interno di strutture rocciose stabili (giacimenti di salgemma o formazioni di granito), che costituiscono depositi geologici profondi (fino a 800 m di profondità). In Europa, due siti di questo tipo sono attualmente in costruzione in Svezia e in Finlandia. A tal proposito va ricordato che sono proprio le barriere geologiche naturali che hanno impedito, nel corso di due miliardi di anni, il rilascio di radioattività verso l’ambiente da parte del reattore nucleare naturale di Oklo. Un’altra soluzione, attualmente oggetto di ricerche, consiste nel provocare trasformazioni nucleari che trasformino gli atomi radioattivi a vita lunga in altri a vita breve, allo scopo di ridurre considerevolmente il tempo necessario all’estinzione della loro radioattività.

Cosa resta delle centrali nucleari, al termine della loro vita utile? E quanto costa smantellarle?
È ben vero che una parte importante del costo delle centrali nucleari, e quindi dell’elettricità da esse prodotta, riguarda proprio la spesa necessaria a smantellarle. Ma questa spesa è a carico delle società che le costruiscono, e viene coperta utilizzando una piccola frazione dei ricavi (fra 2% e 5%), anno per anno, fino al termine della loro vita, che oggi è di molte decine di anni. E questo è il criterio che sarà seguito nelle centrali nucleari che si prevede di costruire in Italia, come del resto già avviene in altri Paesi.
Lo smantellamento delle vecchie centrali è certamente un’impresa delicata e difficile, oltre che costosa, ma è praticabile. Un esempio sono i siti di due centrali nucleari tedesche che, al termine della loro vita utile sono state portate nella condizione di «prato verde», cioè di un terreno allo stato naturale.

Ma perché, invece di ricorrere al nucleare, non si pensa seriamente a impiegare l’energia solare e le altre fonti RINNOVABILI?
La realtà delle fonti RINNOVABILI è che sono straordinariamente promettenti, ma allo stato attuale il loro contributo al fabbisogno di energia è piuttosto modesto, anche a causa dei costi d’impianto: nel 2007 soltanto circa l’1% rispetto al 10,6% del nucleare. Pertanto per risolvere il problema energetico e affrontare in tempo il momento in cui il petrolio risulterà esaurito, bisogna battere tutte le strade. E qui il nucleare appare piuttosto vantaggioso, almeno a medio termine. Sarebbe doloroso, d’altra parte, che un problema così fondamentale per il nostro futuro dovesse risolversi nella battaglia fra due gruppi di «talebani». Cioè quelli che sostengono a spada tratta il nucleare, come soluzione che risolverebbe ogni problema, ridicolizzando le prospettive dell’energia solare e delle altre energie RINNOVABILI e quelli che con altrettanta pervicacia fondamentalista sostengono che le fonti RINNOVABILI sono già a nostra disposizione. Col risultato di non far nulla, o ben poco, nell’una e nell’altra direzione, come è avvenuto in Italia negli anni passati.

Tratto da Didattica delle Scienze, n. 265, Gennaio 2010