La ricostruzione del disastro di Chernobyl, come e perché si è arrivati all'esplosione del reattore

[0:00]Questo è il momento esatto dell'esplosione del reattore 4 di Chernobyl, una potenza inaudita, guardate, ha letteralmente sparato in aria il tappo di 1.000 tonnellate che sigillava il reattore. E no, non è stata un'esplosione nucleare come quella delle bombe atomiche. È stato un grande disastro ambientale, causato dall'uomo e da un grande difetto di progettazione del reattore. Ma quindi cosa è successo quella notte del 1986? E perché i sistemi di sicurezza non hanno spento il reattore? In questo video entriamo all'interno del reattore di Chernobyl con delle animazioni 3D fatte da noi del tutto inedite, per cercare di farvi capire cosa successe. Carissimi, so che molti di voi guardano i nostri video anche assiduamente, però sappiate che il 40-45% di voi che ci guarda, non è iscritto al canale. A voi non cambia niente, ma noi fa un'enorme differenza, iscrivetevi. Torniamo a noi. Allora, per capire effettivamente cosa è successo alla centrale di Chernobyl nella notte tra il 25 e il 26 aprile dell'86, dobbiamo prima capire come funzionava il reattore nucleare. Il Chernobyl Power Complex, così era chiamato, era dotato di quattro reattori RBMK-1000, così si chiamavano, che producevano circa il 10% dell'elettricità dell'Ucraina. Questo reattore funzionava con il biossido di uranio U-235 arricchito al 2%. Ed era capace di produrre 1.000 MW elettrici al giorno. Il nucleo del reattore era alto circa 7 metri e aveva un diametro di circa 12 metri. Il reattore per funzionare era dotato di pompe elettriche che, attraverso un sistema di tubi, erano collegate alla sede delle barre di combustibile, ecco queste qui. Le pompe facevano circolare dal basso verso l'alto l'acqua che doveva essere poi riscaldata per poi essere trasformata in vapore. Il vapore prodotto veniva accumulato nella parte superiore del reattore in appositi serbatoi pressurizzati che erano poi direttamente collegati alle turbine, queste qui. Tutto questo era collegato a un sistema di trasmissione che faceva girare i generatori elettrici da 500 MW. Il ciclo poi ricominciava e la centrale generava energia elettrica. Come sappiamo, la reazione di fissione nucleare, quindi di divisione di un atomo pesante, quello di uranio in due atomi più leggeri, è una reazione incontrollata che rilascia una grande quantità di energia, quella che ci serve che poi trasformiamo in energia elettrica, e libera neutroni. Questi neutroni vanno a colpire altri atomi di uranio pesante per dividerli, da cui poi si libera altra energia e altri neutroni che vanno a colpire, eccetera eccetera. Quindi perciò alla base è una reazione incontrollata. Il reattore per stabilizzare la fissione aveva bisogno di un sistema che proprio rallentasse questi neutroni che sono praticamente dei proiettili, ok? Per questo era dotato dei cosiddetti moderatori in grafite. Il neutrone, raggiunta la giusta velocità, aveva la capacità di rompere più atomi possibile e rendere più efficiente la reazione nucleare. Però questo non basta a far funzionare tutto il sistema. Infatti i reattori devono avere un interruttore e un modo per impostare la loro potenza. Per questo il reattore era dotato anche di barre di controllo che erano fatte di boro, in grado di assorbire i neutroni e quindi rallentare la reazione. Si assorbono neutroni, è come se le fermassi e quindi questi neutroni, bloccandoli, non vanno a impattare con l'uranio e quindi alimentare la reazione. Come vediamo qui, quando queste barre sono tutte su, il reattore è acceso. Quando scendono tutte giù, il reattore è spento. Queste barre però avevano anche il compito di impostare la potenza del reattore in base alla loro altezza. Infatti, sollevando o abbassando le 211 barre di controllo a diverse altezze, si poteva letteralmente decidere quanto calore poteva produrre il reattore. Bene, ora che sappiamo più o meno, a livello concettuale, come funzionava questo tipo di reattore, vi spieghiamo perché è esploso. Possiamo subito dire che le cause dell'esplosione sono due. La prima è che il reattore aveva un difetto di progettazione, proprio nelle barre di controllo e nel sistema di sicurezza. Il secondo, purtroppo, è stato un fattore umano. Nella notte tra il 25 e il 26 aprile del 1986, la centrale stava conducendo delle prove per determinare l'efficienza del reattore in condizioni di un'interruzione elettrica improvvisa, praticamente un blackout. Le pompe che distribuivano l'acqua per raffreddare il sistema erano connesse a dei generatori di emergenza, diesel, che ci mettevano circa un minuto per accendersi. Ecco, in quel minuto, se le pompe non fossero entrate in funzione, si sarebbe creato tantissimo calore incontrollato, un rischio troppo grande. Per compensare il tempo di attivazione, l'idea era quella di provare a utilizzare parte della spinta residua delle turbine che faceva girare il generatore. Il test doveva essere svolto durante il turno diurno del 25 aprile, perché il reattore in quella giornata sarebbe dovuto essere spento per manutenzione. Lo spegnimento del reattore però fu interrotto perché la linea di distribuzione aveva bisogno di elettricità in quelle ore. Così gli operatori della centrale mantennero il reattore al 50% della sua potenza per tutto il giorno. A causa di questo imprevisto, il test, quindi, era stato posticipato di 10 ore e sarebbe stato svolto dalle persone, dagli addetti del turno notturno, che non era qualificato e soprattutto non era preparato al test. Alle ore 23:00, il turno serale fa ripartire il test, iniziando la sequenza di spegnimento del reattore. A mezzanotte subentra il turno di notte e imposta il reattore in controllo automatico al 22% della potenza. A questo punto c'è da dire un'altra cosa molto importante che poi ci farà capire bene certi risvolti. Nelle ore precedenti, il reattore si era, come si dice in gergo, avvelenato con il gas xeno. Un gas prodotto dalla reazione stessa che però assorbe una grande quantità di radiazioni. Lo xeno è un gas che assorbe neutroni e quindi interferisce con il sottile equilibrio della reazione nucleare. Ed è qui che cominciano i primi problemi. Il controllo automatico del reattore non considerava l'avvelenamento da xeno e così la potenza cominciò a scendere rapidamente, arrivando all'1%. Lo xeno in questa situazione rese davvero instabile l'impianto, infatti una regola base di sicurezza degli impianti nucleari è quella di non riavviare un reattore avvelenato con questo gas. Intorno all'1:05, per aumentare la potenza, furono estratte tutte le barre di controllo tranne 6, violando le norme di sicurezza che ne prevedono almeno 30 inserite, proprio per mantenerlo in sicurezza. Questa manovra, insieme alle già instabili condizioni del nucleo, provocò la formazione di bolle di vapore e l'aumento di pressione. Questa situazione critica non era riportata sui pannelli di controllo. Così il personale iniziò il test vero e proprio ignaro di tutto. Il sistema di controllo automatico e il sistema di raffreddamento di emergenza furono disattivati. Questo avrebbe permesso di capire se era possibile utilizzare la spinta delle turbine senza che il generatore subentrasse. Dalle testimonianze non si ha un'idea chiara di quello che è successo durante i secondi successivi, ma sappiamo che qualcuno all'1:24 del 26 aprile ha deciso di interrompere il test schiacciando il famoso tasto A Z 5. Avviando così la sequenza di SCRAM, ovvero l'arresto di emergenza del reattore, immettendo tutte le barre di controllo all'interno del nucleo. Ma questa manovra ha avuto letteralmente l'effetto contrario, è diventato il detonatore del disastro. E sì, perché le condizioni instabili del reattore e le altissime temperature avevano letteralmente deformato le sedi dove scorrevano le barre di controllo. Siccome le barre ci mettevano circa 20 secondi a scendere del tutto nei canali e data la presenza di una barra di grafite alla fine delle barre di controllo, quando hanno iniziato la discesa, il boro avrebbe dovuto rallentare la reazione. L'impatto delle punte in grafite con i condotti danneggiati ha generato una reazione talmente potente da spezzare le barre di controllo, inceppandole a un terzo del percorso. Il nucleo quindi ha cominciato a produrre 10 volte la potenza nominale del reattore, raggiungendo 30 GW di potenza, creando così tanto vapore da non riuscire a scaricarlo. Le reazioni di fissione si sono sommate e la pressione ha distrutto del tutto i condotti del carburante. A causa dell'accumulo di vapor acqueo e gas all'interno del nucleo e a causa della mancanza di un adeguato controllo del processo di fissione nucleare, si verificò un'esplosione violenta che fece saltare in aria il tappo di 1.000 tonnellate che chiudeva il reattore. Guardate, è accaduto proprio questo. L'esplosione causò la distruzione del tetto del reattore e la fuoriuscita di una grande quantità di materiale radioattivo nell'ambiente. Pochi secondi dopo, un'altra esplosione molto più violenta della prima, ha proiettato in tutta l'area circostante quello che restava delle punte di grafite, ora radioattive. Per l'effetto camino, una grande quantità di calore fece risalire in atmosfera fumi e polveri contenenti i prodotti della fissione. Gli isotopi più pesanti, quindi uranio e plutonio, caddero più vicino, mentre quelli più volatili, quelli che più di altri tendono a evolvere verso uno stato gassoso, finirono in atmosfera. Per spegnere il reattore furono impiegate inizialmente tra le 200 e le 300 tonnellate di acqua all'ora, ma dopo mezza giornata si decise di cambiare strategia. Furono utilizzate oltre 5.000 tonnellate di boro, sabbia, argille e piombo, versando il tutto sul reattore tramite elicotteri. Non fu un'impresa semplice, veramente molto complessa, sia per l'elevata quantità di radiazioni, sia perché agli elicotteri era vietato volare direttamente sopra al reattore. Dopo l'esplosione, furono intraprese misure per contenere la contaminazione e mitigare gli effetti dell'incidente. Queste misure includevano la costruzione di un sarcofago, una struttura di contenimento in cemento armato temporanea attorno proprio al reattore danneggiato. Questo perché proprio per evitare ulteriori rilasci di materiale radioattivo. Successivamente è stata costruita una nuova struttura di contenimento chiamata New Safe Confinement per coprire il reattore danneggiato e consentire la sua messa in sicurezza a lungo termine. Beh, questo evento catastrofico ha portato a conseguenze ambientali sicuramente molto rilevanti, con l'inquinamento di falde acquifere, del terreno, dell'atmosfera, soprattutto nelle zone vicine alla centrale. Infatti, nelle ore successive al disastro, i due centri più vicini, Pripyat e Chernobyl, furono evacuati. Le conseguenze sulla salute furono, dobbiamo dirlo, importanti. Secondo i rapporti di varie agenzie, come l'OMS e l'UNSCEAR, i morti accertati sono 65 al momento dell'esplosione nei giorni successivi. Ma il dato più rilevante sono i 4.000 casi di tumore alla tiroide riscontrati nella popolazione, proprio causati dalle radiazioni. Sicuramente Chernobyl è stato un evento che ha cambiato la percezione, la nostra percezione nei confronti del nucleare. Sappiamo che in Italia poi il nucleare è stato tolto da mezzo proprio a causa di Chernobyl. C'è da dire sicuramente che oggi la tecnologia ha fatto enormi passi avanti e le centrali di oggi sono molto diverse dalla centrale di Chernobyl. Ma se siete interessati al nucleare, sappiate che su questo libro c'è un capitolo dedicato proprio sul nucleare. Se volete ci sono anche degli articoli sul nostro magazine online geopop.it, quindi vi diamo un sacco di materiale su cui poter approfondire. Detto ciò, spero che questo video vi sia piaciuto, che magari vi abbia fatto capire un po' più nel dettaglio che cosa è successo dal punto di vista tecnico di Chernobyl. Certo, questo tema è stato affrontato in ogni forma, ci sono dei documentari, dei film, delle serie. Noi abbiamo voluto raccontarvelo a modo nostro con delle animazioni 3D inedite che abbiamo prodotto noi, infatti ringrazio il nostro 3D artist Cristian David e ringrazio Michele Santoro per la scrittura e il montaggio di questo video. Ovviamente ringrazio voi per averci seguito fino alla fine e vi do appuntamento al prossimo video, sempre qui su Geopop, le scienze nella vita di tutti i giorni. Ciao.