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| La centrale di Chernobyl nel 2003 con il sarcofago intorno |
Una catena di errori
Il reattore di Chenobyl era del tipo RBMK, una eccellente descrizione si puo' trovare su Wikipedia inglese a questo indirizzo.
Le caratteristiche essenziali di questo reattore sono la presenza di un blocco di grafite con funzioni di moderatore entro cui scorrono dei tubi in cui si trovano le barre di combustibile e i tubi entro cui scorre l'acqua come termovettore.
In questa configurazione, il coefficiente di temperatura del combustibile è negativo, ma il coeffciente di vuoto è positivo. La conseguenza esenziale è che il valore complessivo dipende dal valore della potenza: a piena potenza è negativo, ma a basse potenze (<20%) diventa positivo.
Sequenza degli eventi
(basato sul rapporto compilato dal Comitato Statale dell'URSS per l'utilizzazione dell'Energia Atomica consegnato al "Post-Accident Review Meeting", IAEA, Vienna 25-29 agosto 1986).
Nell'aprile 1986, il reattore 3 doveva essere spento per una manutenzione programmata. Approfittando dello spegnimento, si doveva effettuare un test per verificare che l'inerzia del rotore delle turbine fosse sufficiente per avviare l'impianto di raffreddamente di emergenza (ECCS) prima dell'intervento dei diesel, che richiedeva un po' meno di un minuto. Prove del genere erano state già effettuate in precedenza. Il programma pero' non era stato adeguatamente precisato e si specificava che ogni manovra doveva essere autorizzata dal capoturno. Il responsabile in carica era un ingegnere non esperto in impianti nucleari. Oltre a non aver preso misure di sicurezza aggiuntive, si decise di impedire l'intervento dell'ECCS (misura a posteriori definita non necessaria). In seguito a questo, il personale non era adeguatamente preparato e consapevole dei rischi, e di fatto devio' sostanzialmente dal programma previsto (primo errore).
All'1:00 del 25 aprile il personale inizio' la riduzione della potenza del reattore, successivamente alle 13:06 il primo generatore venne sconnesso e la potenza era prelevata solo dal secondo. Alle 14:00 l'impianto ECCS venne sconnesso come da programma, il reattore tuttavia venne tenuto in funzione per questioni relative alla distribuzione di corrente elettrica. Di fatto, il reattore funzionava in quel momento con l'impianto si sicurezza disattivato (secondo errore).
Alle 23:10 si riprese la discesa di carico. Il programma prevedeva che il test si effettuasse ad una potenza di 700-1000 MWt (contro i 3200 a pieno regime) per evitare il coefficiente positivo che si ha a basse potenze. L'operatore non fu abbastanza svelto e l'impianto scese sotto i 30 MWt.
Solo all'1:00 del 26 si riusci' a stabilizzare la potenza a 200 MWt, perché ormai il picco dello Xeno avvelenava il reattore e ogni aumento ulteriore era impedito dall'eccesso di reattività. Si decise nonostante tutto di continuare con i test (terzo errore). Alle 1:03-1:07 furono messe in funzione tutte le 8 pompe di riserva e questo aumentò di molto la portata. Questa era un'operazione probita dalle procedure a causa del pericolo di guasto delle pompe e delle eccessive vibrazione delle condutture. Questo ridusse la produzione di vapore e di conseguenza la pressione si abbassò e altri parametri del reattore divennero anormali.
Questo condusse fra l'altro all'abbassamento del livello di acqua nei corpi del reattore, e per evitare lo spegnimento automatico furono disattivati i segnali di emergenza relativi. La reattività scendeva lentamente e nonostante un operatore avesse visto alle 1:23 che i parametri erano tali da richiedere un immediato spegnimento del reattore, il test continuò (quarto errore). Le valvole di intercettazione del vapore furono chiuse, ma il reattore continuò a funzionare a 200 MWt perché il sistema di emergenza era disattivato per poter eventualmente ripetere l'esperimento, una ulteriore deviazione rispetto al piano di test (quinto errore, il più grave)
Dopo l'inizio dell'esperimento, la potenza inizio' a salire lentamente, e alle 1:23 il capoturno dette l'ordine di SCRAM, inserendo tutte le barre di controllo. Le barre si bloccarono, e si ordino' di levare corrente ai motori per farle cadere per gravità.
All'1:24 ci furono due esplosioni in sequenza che spararono pezzi di materiale infiammato sui tetti dell'edificio macchine, generando l'incendio.
Analisi
(in base a simulazioni effettuate a posteriori)
L'aumento della portata fece aumentare il livello di acqua nel nocciolo, ma l'introduzione di liquido freddo fece salire le barre di controllo automatiche per compensare la diminuzione di vuoto (controllo automatico). L'operatore continuò ad estrarre delle barre di controllo manuali per mantenere il livello di potenza a 20 MWt. In questo momento, la distribuzione verticale di neutroni aveva due gobbe, con un valore maggiore nella parte superiore. Infatti in quel momento il nocciolo era quasi bruciato, le barre praticamente tutte fuori e il centro avvelenato dallo Xeno.
All'inizio dell'esperimento, furono chiuse le valvole di intercettazione al generatore, il che fece aumentare la pressione. Di conseguenza, la portata delle pompe collegate al generatore diminuì.
All'azionamento dello SCRAM, la soppressione dei sistemi di sicurezza fece aumentare rapidamente la potenza, passando in 3 secondi a 530 MWt. La riduzione della portata insieme alla rapida produzione di vapore portò al surriscaldamento del nucleo e fusione del combustibile. L'aumento di pressione pressocché istantaneo distrusse i canali e provocò l'esplosione che distrusse il reattore e l'edificio di contenimento, con conseguente dispersione dei materiali nell'ambiente.
Non è sicuro cosa abbia dato inizio all'impennata di potenza del reattore, sicuramente una parte della responsabilità viene dalla crescita del vuoto quando la portata diminuì. Ulteriore reattività fu introdotta da un "errore" nella progettazione delle barre di controllo. Infatti, queste barre avevano la prima parte in grafite: questo significa che quando le barre entravano nel reattore si aveva prima un aumento di reattività e poi una riduzione man mano che penetravano all'interno.
L'errore più grosso può essere imputato al fatto che la procedura sperimentale è stata cambiata sul momento su un reattore che già si sapeve fosse in condizioni critiche.
La radioattività totale arriva a una stima di 14 EBq, pari a 14000 PBq. Di queste, 1800 PBq sono dovute allo iodio-131 dalla emivita di 8 giorni, 85 PBq al cesio-137 di 30 anni di emivita, 10 PBq dovuti allo stronzio-90 e 3 PBq a isotopi di plutonio, che sono plutonio 239 e plutonio 240."
fonte per l'immagini: Wikipedia
testo a cura di Valeriano
Il reattore di Chenobyl era del tipo RBMK, una eccellente descrizione si puo' trovare su Wikipedia inglese a questo indirizzo.
Le caratteristiche essenziali di questo reattore sono la presenza di un blocco di grafite con funzioni di moderatore entro cui scorrono dei tubi in cui si trovano le barre di combustibile e i tubi entro cui scorre l'acqua come termovettore.
In questa configurazione, il coefficiente di temperatura del combustibile è negativo, ma il coeffciente di vuoto è positivo. La conseguenza esenziale è che il valore complessivo dipende dal valore della potenza: a piena potenza è negativo, ma a basse potenze (<20%) diventa positivo.
Sequenza degli eventi
(basato sul rapporto compilato dal Comitato Statale dell'URSS per l'utilizzazione dell'Energia Atomica consegnato al "Post-Accident Review Meeting", IAEA, Vienna 25-29 agosto 1986).
Nell'aprile 1986, il reattore 3 doveva essere spento per una manutenzione programmata. Approfittando dello spegnimento, si doveva effettuare un test per verificare che l'inerzia del rotore delle turbine fosse sufficiente per avviare l'impianto di raffreddamente di emergenza (ECCS) prima dell'intervento dei diesel, che richiedeva un po' meno di un minuto. Prove del genere erano state già effettuate in precedenza. Il programma pero' non era stato adeguatamente precisato e si specificava che ogni manovra doveva essere autorizzata dal capoturno. Il responsabile in carica era un ingegnere non esperto in impianti nucleari. Oltre a non aver preso misure di sicurezza aggiuntive, si decise di impedire l'intervento dell'ECCS (misura a posteriori definita non necessaria). In seguito a questo, il personale non era adeguatamente preparato e consapevole dei rischi, e di fatto devio' sostanzialmente dal programma previsto (primo errore).
All'1:00 del 25 aprile il personale inizio' la riduzione della potenza del reattore, successivamente alle 13:06 il primo generatore venne sconnesso e la potenza era prelevata solo dal secondo. Alle 14:00 l'impianto ECCS venne sconnesso come da programma, il reattore tuttavia venne tenuto in funzione per questioni relative alla distribuzione di corrente elettrica. Di fatto, il reattore funzionava in quel momento con l'impianto si sicurezza disattivato (secondo errore).
Alle 23:10 si riprese la discesa di carico. Il programma prevedeva che il test si effettuasse ad una potenza di 700-1000 MWt (contro i 3200 a pieno regime) per evitare il coefficiente positivo che si ha a basse potenze. L'operatore non fu abbastanza svelto e l'impianto scese sotto i 30 MWt.
Solo all'1:00 del 26 si riusci' a stabilizzare la potenza a 200 MWt, perché ormai il picco dello Xeno avvelenava il reattore e ogni aumento ulteriore era impedito dall'eccesso di reattività. Si decise nonostante tutto di continuare con i test (terzo errore). Alle 1:03-1:07 furono messe in funzione tutte le 8 pompe di riserva e questo aumentò di molto la portata. Questa era un'operazione probita dalle procedure a causa del pericolo di guasto delle pompe e delle eccessive vibrazione delle condutture. Questo ridusse la produzione di vapore e di conseguenza la pressione si abbassò e altri parametri del reattore divennero anormali.
Questo condusse fra l'altro all'abbassamento del livello di acqua nei corpi del reattore, e per evitare lo spegnimento automatico furono disattivati i segnali di emergenza relativi. La reattività scendeva lentamente e nonostante un operatore avesse visto alle 1:23 che i parametri erano tali da richiedere un immediato spegnimento del reattore, il test continuò (quarto errore). Le valvole di intercettazione del vapore furono chiuse, ma il reattore continuò a funzionare a 200 MWt perché il sistema di emergenza era disattivato per poter eventualmente ripetere l'esperimento, una ulteriore deviazione rispetto al piano di test (quinto errore, il più grave)
Dopo l'inizio dell'esperimento, la potenza inizio' a salire lentamente, e alle 1:23 il capoturno dette l'ordine di SCRAM, inserendo tutte le barre di controllo. Le barre si bloccarono, e si ordino' di levare corrente ai motori per farle cadere per gravità.
All'1:24 ci furono due esplosioni in sequenza che spararono pezzi di materiale infiammato sui tetti dell'edificio macchine, generando l'incendio.
Analisi
(in base a simulazioni effettuate a posteriori)
All'inizio dell'esperimento, furono chiuse le valvole di intercettazione al generatore, il che fece aumentare la pressione. Di conseguenza, la portata delle pompe collegate al generatore diminuì.
All'azionamento dello SCRAM, la soppressione dei sistemi di sicurezza fece aumentare rapidamente la potenza, passando in 3 secondi a 530 MWt. La riduzione della portata insieme alla rapida produzione di vapore portò al surriscaldamento del nucleo e fusione del combustibile. L'aumento di pressione pressocché istantaneo distrusse i canali e provocò l'esplosione che distrusse il reattore e l'edificio di contenimento, con conseguente dispersione dei materiali nell'ambiente.
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| La "lava" prodotta dal nocciolo fuso |
L'errore più grosso può essere imputato al fatto che la procedura sperimentale è stata cambiata sul momento su un reattore che già si sapeve fosse in condizioni critiche.
La radioattività totale arriva a una stima di 14 EBq, pari a 14000 PBq. Di queste, 1800 PBq sono dovute allo iodio-131 dalla emivita di 8 giorni, 85 PBq al cesio-137 di 30 anni di emivita, 10 PBq dovuti allo stronzio-90 e 3 PBq a isotopi di plutonio, che sono plutonio 239 e plutonio 240."
fonte per l'immagini: Wikipedia
testo a cura di Valeriano
Grazie per gli aggiornamenti costanti. In questi giorni c'e' davvero un gran confusione, quindi è sempre meglio evitare gli allarmismi, in ogni modo c'e' chi comunque la situazione non la vede così tranquilla, ad esempio cosa pensate di queste affermazioni?:
RispondiEliminaqualenergia.it/articoli/20110318-emergenza-contaminazione-crescono-i-timori-si-spera-nel-vento
Ciao Barfly, scusa ma il tuo commento se lo era divorato lo stupidissimo filtro anti-spam non-disattivabile di blogger.
RispondiEliminaHo letto (velocemente) l'articolo e oltre ad essere un po' vecchio (dieci giorni fa sono un'era geologica in questa emergenza), mi sembra un po' fazioso. Mi ha destato stupore il fatto che dica che il limite dei 20 mSv all'anno per i lavoratori in centrale è quasi sempre raggiunto dal personale e un suo abbassamento potrebbe compromettere alcune attività. Alcune persone che conosco che lavorano in centrali spagnole mi hanno confermato che le uniche attività soggette ad esposizione radiologica sono quelle legate al refueling e che raramente si superano i "qualche" (diciamo 5 o 6) mSv all'anno.
Però resta vero il fatto che bisogna prendere la cosa seriamente e affrontare il problema della contaminazione fin da subito, come credo i Giapponesi stiano facendo. Un vantaggio rispetto a Chernobyl e che c'è molta più informazione, anche se non sempre ben trasmessa alla gente.