Trentacinque anni dopo l’esplosione che devastò la centrale nucleare di Chernobyl e terrorizzò il mondo, si è scoperto che le reazioni di fissione hanno ripreso a bruciare le masse di combustibile di uranio sepolte in profondità all’interno di una delle martoriate sale del reattore.
“È come la brace in un barbecue“, spiega Neil Hyatt, un chimico dei materiali nucleari dell’Università di Sheffield. Ora, gli scienziati ucraini si stanno affrettando per determinare se le reazioni si spegneranno da sole o richiederanno interventi straordinari per evitare un altro incidente.
I sensori stanno monitorando un numero crescente di neutroni, un segnale di fissione, in uscita da una stanza inaccessibile; Anatolii Doroshenko, dell’Istituto per i problemi di sicurezza delle centrali nucleari (ISPNPP) di Kiev, ha riferito sulla vicenda la scorsa settimana durante le discussioni sullo smantellamento del reattore.
“Ci sono molte incertezze“, afferma Maxim Saveliev dell’ISPNPP. “E non possiamo escludere la possibilità di [un] incidente“. Il conteggio dei neutroni sta aumentando lentamente, dice Saveliev, suggerendo che ci sia ancora qualche anno per capire come soffocare la minaccia. Qualsiasi rimedio escogitato da lui e dai suoi colleghi sarà di vivo interesse per il Giappone, che sta affrontando le conseguenze del proprio disastro nucleare di 10 anni fa a Fukushima, osserva Hyatt. “È un’entità di rischio simile“.
Lo spettro della fissione autosufficiente, o criticità, nelle rovine nucleari ha perseguitato a lungo Chernobyl. Quando una parte del nucleo del reattore dell’Unità Quattro si sciolse il 26 aprile 1986, le barre di controllo in grafite e la sabbia si riversarono sul nucleo per cercare di estinguere il fuoco ma si fusero insieme alle barre di combustibile di uranio e il loro rivestimento di zirconio, formando una lava unica al mondo.
Cosa sta succedendo a Chernobyl
Questa lava, particolarmente fluida, riuscì a insinuarsi nelle stanze del seminterrato della sala del reattore dove si indurì in formazioni chiamate materiali contenenti carburante (FCM), che sono carichi di circa 170 tonnellate di uranio irradiato, il 95% del combustibile originale.
Il sarcofago di cemento e acciaio chiamato Shelter, eretto 1 anno dopo l’incidente per blindare i resti dell’Unità Quattro, ha permesso all’acqua piovana di penetrare. Poiché l’acqua rallenta, o modera, i neutroni e quindi aumenta le loro probabilità di colpire e scindere i nuclei di uranio, ogni volta che si sono verificate forti piogge il conteggio dei neutroni è salito alle stelle.
Dopo un acquazzone nel giugno 1990, uno “stalker” – uno scienziato di Chernobyl che rischia l’esposizione alle radiazioni per avventurarsi nella sala del reattore danneggiata – si precipitò dentro e spruzzò una soluzione di nitrato di gadolinio, che assorbe i neutroni, su un FCM che lui ed i suoi colleghi temevano potesse diventa critico.
Diversi anni dopo, nell’impianto sono stati installati irrigatori a base di nitrato di gadolinio posizionati sul tetto, ma questo spray non può penetrare efficacemente in alcune stanze del seminterrato.
I funzionari di Chernobyl presumevano che qualsiasi rischio di criticità sarebbe svanito quando l’enorme New Safe Confinement (NSC) è stato fatto scivolare sul rifugio nel novembre 2016. La struttura da 1,5 miliardi di euro aveva lo scopo di sigillare il rifugio in modo che potesse essere stabilizzato e alla fine smantellato. L’NSC tiene anche fuori la pioggia e, da quando è stato posizionato, il conteggio dei neutroni nella maggior parte delle aree del rifugio è rimasto stabile o in calo.
Ma il conteggio ha iniziato a salire in altri punti dell’impianto, quasi raddoppiando in 4 anni nella stanza 305/2, che contiene tonnellate di FCM sepolte sotto i detriti. I modelli ISPNPP suggeriscono che l’essiccazione del carburante stia in qualche modo facendo rimbalzare i neutroni attraverso di esso in modo più efficace, piuttosto che minore, nella scissione dei nuclei di uranio. “Sono dati credibili e plausibili“, afferma Hyatt. “Non è chiaro quale possa essere il meccanismo“.
Insomma, una vera e propria reazione nucleare autoalimentata di cui non capiamo completamente le cause né siamo sicuri dei possibili rimedi da adottare.
La minaccia non può essere ignorata. Mentre l’acqua continua a ritirarsi, il timore è che “la reazione di fissione acceleri in modo esponenziale“, afferma Hyatt, portando a “un rilascio incontrollato di energia nucleare“.
Non c’è possibilità che si ripeta il 1986, quando l’esplosione e l’incendio che ne seguì inviarono una nube radioattiva sull’Europa. Una reazione di fissione incontrollata in un FCM potrebbe avviarsi dopo che il calore della fissione avrà fatto evaporare l’acqua rimanente. Tuttavia, osserva Saveliev, sebbene qualsiasi reazione esplosiva sarebbe contenuta, potrebbe minacciare di far cadere parti instabili del rifugio traballante, riempiendo l’NSC di polvere radioattiva.
Affrontare la minaccia appena scoperta è una sfida scoraggiante.
I livelli di radiazione nella stanza 305/2 impediscono di avvicinarsi abbastanza per installare dei sensori. E spruzzare nitrato di gadolinio sui detriti nucleari non è possibile, poiché è sepolto sotto il cemento.
Un’idea è quella di sviluppare un robot in grado di resistere all’intensità delle radiazioni abbastanza a lungo da praticare fori negli FCM e inserire cilindri di boro, che funzionerebbero come barre di controllo e assorbirebbero i neutroni. Nel frattempo, ISPNPP intende intensificare il monitoraggio di altre due aree in cui gli FCM hanno il potenziale per diventare critici.
Le risorgenti reazioni di fissione non sono l’unica sfida che devono affrontare i custodi di Chernobyl. Assediati da intense radiazioni e alta umidità, gli FCM si stanno disintegrando, generando ancora più polvere radioattiva, complicando ulteriormente i piani per smantellare il rifugio.
Una formazione FCM chiamata Elephant’s Foot era così dura che gli scienziati dovettero usare un fucile Kalashnikov per tagliarne un pezzo per l’analisi. “Ora ha più o meno la consistenza della sabbia“, dice Saveliev.
L’Ucraina intende da tempo rimuovere gli FCM e conservarli in un deposito geologico. Entro settembre, con l’aiuto della Banca europea per la ricostruzione e lo sviluppo, e sta cercando di sviluppare un piano completo per farlo. Ma con questa novità, potrebbe essere più difficile che mai diseppellire i resti irrequieti del reattore.
