Come si misurano le nuove emissioni

Il piano di recupero dell'emergenza di Fukushima è quello di arrivare entro la fine dell'anno al cold shutdown. Questo è stato definito in accordo tra TEPCO e NISA utilizzando due parametri importanti: la temperatura del fondo del vessel di pressione che deve essere stabilmente sotto i 100 gradi e la dose al pubblico dovuta alle nuove emissioni deve essere mantenuta al di sotto del limite di 1 milliSv per anno. Se misurare la temperatura dei vessel è una procedura relativamente facile, stimare la dose aggiuntiva non è così semplice e il punto principale è avere una misura accurata delle nuove emissioni dai reattori incidentati.

Inizialmente, TEPCO aveva considerato di misurare le nuove emissioni dalla centrale monitorando i valori di contaminanti presenti in aria come rivelati dai monitori sul confine della centrale e quelli montati su barche in mare. Successivamente, per ottenere misure più precise, TEPCO ha messo in piedi un protocollo che richiede la misura dei contaminanti in aria rivelati nella parte superiore dei reattori 1, 2 e 3. Le condizioni dei tre, però, sono molto differenti. Il numero 1 è ora completamente inglobato all'interno della copertura, il numero 2 ha l'edificio esterno praticamente intatto tranne che per un pannello di cemento, il numero 3 ha l'edificio esterno quasi completamente distrutto e con nessuna capacità di contenimento per la radioattività. Nei prossimi paragrafi vedremo come il modello di emissione è stato adattato. Trovate tutti i dettagli in questo PDF.

Quello che esce dalla copertura di R1

Il reattore 1 è totalmente coperto e l'aria al suo interno viene costantemente filtrata da un sistema di filtri assoluti in modo da rilasciare in ambiente solo aria pulita. In questa configurazione è relativamente facile misurare la quantità di nuovi contaminanti rilasciati in ambiente. Come vedete nello schema qui a fianco, la concentrazione di contaminanti viene misurata in tre punti, due all'interno della copertura e uno all'esterno, prima di entrare nel sistema di filtraggio. L'idea è che a valle del filtro, l'aria sia completamente pulita, quindi tutto quello che scappa dalla copertura può essere stimato come la somma delle misure effettuate nei punti interni alla copertura a cui viene sottratto tutto quello che arriva al filtro. Le ultime misure, effettuate all'inizio di settembre indicano che le nuove emissioni dal reattore 1 sono dell'ordine di qualche MBq (milioni di decadimenti) ogni ora di radiocesio. Questo valore è approssimato per eccesso a 10 MBq/h.

Il reattore 2 includendo i gas nobili

Per il reattore 2, la concentrazione di contaminanti viene misurata in un solo punto, in corrispondenza del pannello rimosso e come vedete nello schema a lato. In questo caso ci sono poche cose da calcolare, se non il flusso d'aria attraverso il pannello mancante e la quantità di contaminanti per metro cubo d'aria. La presenza dell'edificio esterno, quasi intatto, permette un buon contenimento del contaminante lasciando come unica via di fuga il buco al quinto piano. In base alle misure di inizio novembre, le emissioni di radiocesio sono stimate essere dell'ordine di 4 MBq/h, anche in questo caso approssimate per eccesso a 10 MBq/h.
Per questo reattore, esiste anche un sistema per la gestione del gas, ovvero un sistema per estrarre il gas contenuto all'interno del PCV, inviato ad un sistema di filtri e quindi in atmosfera. Proprio questo sistema ha permesso di identificare la presenza di gas nobili (Kr e Xe) radioattivi prodotti dalla fissione spontanea del combustibile nucleare nel nocciolo. Essendo gas nobili, interagiscono molto difficilmente con filtri e sistemi di contenimento, ma allo stesso modo hanno interazioni trascurabili con i sistemi biologici e sono caratterizzati da vite medie molto brevi. Di fatto, nonostante la quantità di gas nobili emessi continuamente si aggiri intorno a 14 000 MBq/h non sono di rilevanza per le valutazioni di dose al pubblico.

Il reattore 3

Decisamente più complessa la situazione per il reattore numero 3 dove l'edificio esterno non ha alcuna capacità di contenimento, quindi non esiste una via di uscita unica come nel caso dei reattori precedenti. Il monitoraggio diventa più complesso e la somma di alcuni punti di misura deve essere considerata. In base alle misure effettuate durante la prima decade di novembre, le emissioni sono al livello di 34 MBq/h approssimati a 40 MBq/h, di gran lunga il più importante punto di emissione di tutta la centrale.


L'esposizione che ne deriva

A questo punto possiamo tirare le somme e stimare quanti nuovi contaminanti, in modo particolare radiocesio, viene emesso ogni ora dai reattori danneggiati. In totale abbiamo un'emissione di circa 60 MBq/h, valore che può oscillare a causa delle condizioni meteorologiche, in particolare del vento.

Con questa informazione si può calcolare la dose che ne deriva per la popolazione che vive sul confine della centrale. Questa dose tiene conto di tre fattori: la componente di irraggiamento esterno che deriva dal passaggio della nuvola di nuove emissioni; la componente sempre di irraggiamento esterno che deriva dal contaminante che precipita sul suolo e, infine, la componente che deriva da irraggiamento interno legato all'inalazione del cesio in sospensione. La somma di queste tre componente, prese in considerazione le attuali emissioni, ammonta a 0.1 milliSv per anno, ovvero un decimo del limite fissato dalla legge. Per confronto la dose derivante dai gas nobili è dell'ordine di 0.1 microSv, quindi un millesimo di quella relativa al cesio. Attenzione, che questi valori di dose sono calcolati a partire dalle nuove emissioni e quindi non contemplano la componente di dose che deriva dal contaminante già depositato.