Un anno di Fukushima

Un anno fa

Il sisma

Era venerdì lo scorso 11 marzo. Era il primo pomeriggio (mattina in Italia) di una normale giornata di fine inverno in Giappone quando uno dei terremoti più violenti della storia, magnitudine 9 diranno poi i sismografi, scuote la costa orientale dell'arcipelago nipponico. Tre lunghissimi minuti di scossa che sembrano non finire mai, come riportano i testimoni. Il Giappone è terra sismica e i Giapponesi lo sanno e hanno imparato a costruire in modo opportuno e a comportarsi in modo altrettanto appropriato. Ciononostante le dimensioni del sisma sono devastanti: crolla la diga di un invaso, si interrompono i collegamenti ferroviari, si incendiano raffinerie; è solo grazie alla loro preparazione che resta limitato il numero delle vittime.

Sulla costa orientale, nei pressi dell'epicentro, ci sono ben 11 reattori nucleari in funzione suddivisi su quattro grandi impianti. Si spengono tutti secondo la procedura di emergenza togliendo dalla rete elettrica all'instante poco meno di 10 GW di potenza elettrica. Lo SCRAM, ovvero lo spegnimento automatico rapido di emergenza è la procedura con cui viene interrotta la reazione a catena che produce calore all'interno del nocciolo, ma il reattore continua a necessitare di raffreddamento attivo per rimuovere il calore del decadimento degli elementi radioattivi.

Molte delle linee elettriche indipendenti e ridondanti che collegano le varie centrali per permettere ai sistemi di emergenza di funzionare sono interrotte, entrano in funzione i generatori diesel presenti sui vari siti. Ma il peggio deve ancora arrivare. Per gli operatori delle centrali nemmeno il tempo di valutare i danni e le conseguenze del sisma sulle strutture e sugli impianti, quando scatta l'allarme tsunami. Tutti al sicuro, tutti a monte, tutti a pregare per i famigliari di cui non hanno notizie e tutti a sperare che le protezioni tengano e i sistemi di emergenza possano sopravvivere.

Lo tsunami

Nemmeno un'ora dopo il sisma, ecco l'onda dello tsunami che inonda 560 chilometri quadrati su tutta la costa, spazzando via interi villaggi e spezzando circa 20 mila vite umane. Tra i 4 siti nucleari ad avere la peggio è la centrale di Fukushima Daiichi (6 impianti) che viene investita da un'onda alta 15 metri. Le barriere frangiflutti, non progettate per una tale furia, non reggono all'impatto; l'onda invade la centrale, mette fuori uso parti rilevanti dei sistemi di raffreddamento, spazza via serbatoi con centinaia di tonnellate di gasolio per i generatori che affogano e si spengono sotto metri d'acqua. Dei 13 generatori diesel dell'impianto ne sopravvive uno solo grazie al quale si sono salvati i reattori 5 e 6 dell'impianto che erano spenti, ma avevano il nocciolo nel vessel. Non solo manca la corrente elettrica, ma tutti i quadri elettrici sono in corto circuito, anch'essi sommersi dalla furia del mare.

A Fukushima Daiichi la situazione è grave, nessuna sorgente di energia disponibile sul sito, a parte le batterie in corrente continua che hanno una capacità limitata, significa che la temperatura dei noccioli continuerà a salire fino a fondere l'ossido di uranio di cui sono fatti gli elementi di combustibile nucleare e il corio, questa lava incandescente e radioattiva, colerà qualunque cosa con cui entrerà in contatto. Le prime ore sono una corsa contro il tempo nel tentativo di ripristinare la corrente, di collegare generatori mobili a quadri elettrici completamente distrutti, a salvare la vita a batterie scariche e risuscitare generatori diesel d'emergenza.

I reattori
L'acqua contenuta nei reattori evapora e la pressione all'interno del vessel aumenta, e attraverso valvole d'emergenza viene rilasciata nel contenimento primario dove raggiunge e supera i livelli massimi di progetto.
Tutti i sistemi di raffreddamento d'emergenza falliscono, ci sono errori di progetto, istruzioni operative non rispettate, resta un'unica speranza per iniettare acqua: passare dal sistema anti-incendio, ma la pressione dentro è troppo elevata e bisogna abbassarla per far entrare l'acqua.

Gli operatori prendono l'amara decisione di ventilare i contenimenti primari ovvero di aprire le valvole di sicurezza e scaricare in ambiente, attraverso il camino, la sovrappressione e con essa anche tutti i gas nobili radioattivi e una buona parte di iodio e cesio. Intanto sono iniziate le operazioni di evacuazione della popolazione: il primo ordine di evacuazione riguarda i residenti entro i 2km dalla centrale e viene emesso la sera stessa dell'11 marzo, ma nemmeno 24 ore dopo il sisma l'evacuazione sarà già stata estesa a 20 km di raggio. La ventilazione riesce, ma è un impresa: senza corrente elettrica e aria compressa, gli operatori corrono al posteggio per prendere le batterie delle auto da collegare agli attuatori delle valvole. Il gas radioattivo in sovrappressione nel vessel viene ventilato attraverso le valvole di sicurezza nel contenimento principale facendolo passare attraverso l’acqua della piscina toroidale di soppressione. La pressione scende per effetto della dilatazione, della diminuzione di temperatura e della condensazione nell’acqua. Il passaggio in acqua ha anche l’altro effetto positivo di lavare dal gas una parte dei contaminanti radioattivi principalmente iodio e cesio. Il problema della sovrappressione però viene solo spostato dal vessel al contenimento e gli operatori decidono di procedere con la ventilazione verso l’ambiente passando attraverso i cammini di espulsione filtrati, quelle strutture alte e scheletriche che si vedono nelle fotografie della centrale. Parte dell'idrogeno contenuto nel gas espulso è però ricircolato negli edifici dei reattori dove si accumula al piano più alto. Mentre sono ancora controverse le cause di questo reflusso, progetto sbagliato o non rispettato, errori nell’applicazione della procedura fatta con mezzi di fortuna, sono  sicure però le conseguenze: le esplosioni degli edifici che abbiamo visto inorriditi in diretta tv.

Il combustibile fuso in buona parte nei primi tre reattori ha causato crepe e perdite dai vessel e quando finalmente si è ripreso a gettare acqua di mare per raffreddarli questa ha iniziato ad uscire e ad accumularsi nelle cantine e negli interrati dei locali turbine. Inizialmente mischiandosi con l’acqua dello tsunami, ma in seguito, quando ha cominciato a salire di livello, ha trovato la sua strada verso il mare attraverso crepe provocate dal sisma causando una delle più importanti contaminazioni marine della storia.

Le piscine
E poi ci sono le piscine per il combustibile esausto. Queste vasche posizionate all'ultimo piano degli edifici dei reattori contengono le cariche precedenti del combustibile in attesa che il loro calore di decadimento si riduca e che possano essere stoccate con un più semplice raffreddamento ad aria. Senza raffreddamento però, l'acqua delle piscine evapora e le barre di uranio possono facilmente trasformarsi in un nocciolo in fusione a cielo aperto visto che il tetto del reattore era già stato spazzato via dalle esplosioni. Per questo motivo ricorderete gli elicotteri militari nel tentativo di sganciare acqua nelle piscine dal cielo e la successiva migliore riuscita dei camion con le gru per le gettate di cemento. Come se non bastasse, le esplosioni e il terremoto hanno messo a rischio la tenuta strutturale delle vasche, in particolare della numero 4 che ospita il maggior numero di elementi di combustibile.

Fukushima oggi

Facciamo un passo lungo un anno e a chi credeva che il problema si sarebbe risolto da solo come una brutta influenza dobbiamo dire che era un illuso. Si sbagliava anche chi prospettava scenari apocalittici da fine del mondo e da sindrome cinese. Per risolvere completamente il disastro di Fukushima ci vorranno altri 30 o 40 anni. Sarà un percorso difficile, che richiederà una grande quantità di tempo e di denaro, un percorso con ostacoli a sorpresa che al momento non sono certo prevedibili e per alcuni di questi bisognerà letteralmente inventarsi le soluzioni.

La situazione oggi a Fukushima non è certo di calma piatta, ma sono stati fatti parecchi passi in avanti verso la stabilizzazione dell'impianto e il recupero del disastro. La roadmap che ha caratterizzato i lavori fino allo scorso dicembre era un piano con un ritmo serrato, fatto di tanti piccoli e precisi lavori atti a rientrare dalla fase acuta dell'emergenza, obiettivi importanti e fondamentali, sicuramente alla portata e per cui già si conosceva una possibile via da seguire per raggiungerli. Primo obiettivo tra tutti l'installazione di un sistema di raffreddamento stabile, affidabile e ridondante per i reattori, in modo da portare la temperatura all'interno ben al di sotto dei cento gradi e ancora più importante ridurre le nuove emissioni di radiazioni. Il sistema di raffreddamento è stato integrato con la possibilità di immettere acido borico per il controllo della criticità. Insieme all'acqua, viene iniettato anche azoto, sia nel contenimento primario sia nel vessel di pressione con lo scopo di rendere inerte l'eventuale frazione di idrogeno contenuto e scongiurare altre esplosioni. Il gas all'interno dei reattori viene estratto, analizzato alla ricerca di possibili indicatori di criticità, filtrato e decontaminato prima di essere rilasciato in ambiente. Poi le piscine, il cui raffreddamento a circuito chiuso è stato ottenuto addirittura in anticipo sul programma.

Il problema grosso residuo è quello delle cento mila tonnellata d'acqua altamente contaminata che sono stoccate sul sito e che vengono trattate e che, anche se a ritmo lento tendono a diminuire con il tempo, fino anche 1000 tonnellate alla settimana. Per il momento il raffreddamento dei reattori avviene ancora per feed & bleed, ovvero buttano acqua e questa dopo aver raffreddato il reattore riesce libera e contaminata. Se non ci fosse questo sistema di decontaminazione, la situazione dell'acqua sarebbe letteralmente ingestibile.

La centrale è stata ripulita in larga parte dai detriti dello tsunami e delle esplosioni, il reattore 1 è stato coperto da una protezione esterna per ripristinare il contenimento e simili strutture verranno installate sul tre e quattro dopo che saranno stati ripuliti dai rottami. Questi ultimi due, colpiti duramente dalle esplosioni sono stati rinforzati per evitare crolli accidentali o legati ad altri eventi sismici anche in vista della necessità di allagare e quindi appesantire l'intera struttura. L’edificio del reattore 4, gravemente danneggiato, è stato ripulito, rimossi detriti e calcinacci, pezzi di muro pericolanti e attrezzature pesanti. L’edificio dell’unità 3 è il prossimo sulla lista, ma è ancora troppo radioattivo e sarà necessario eseguire lo sgombero con gru telecomandate.

Lo specchio di mare antistante la centrale è stato isolato dal resto in modo da contenere la radioattività nell'acqua e sul fondale. Tutti i condotti e le gallerie tecniche che collegano gli edifici antistanti il mare sono stati sigillati. Il resto delle gallerie è stato ispezionato e accumuli d'acqua leggermente contaminata sono stati individuati e sono in corso di svuotamento.

Alcune zone della centrale sono state decontaminate, principalmente come test per verificarne la fattibilità e la dose dei lavoratori è andata diminuendo di mese in mese dall'inizio dell'incidente. I limiti di esposizione adottati per l'emergenza di 250 milliSv/anno sono stati abbassati e gli interventi con esposizioni importanti sono programmati e autorizzati solo in caso di effettiva necessità e senza nessuna altra alternativa. La gestione del personale è andata via via migliorando anche se probabilmente potrebbe essere ancora meglio; c'è una lista con dieci persone che ha prestato servizio alla centrale nei primi mesi e che poi non si è presentata per ricevere gli esami per la contaminazione interna.

Il governo ha festeggiato il raggiungimento della condizione di arresto a freddo, condizione definita un po' ad hoc per i reattori danneggiati di Fukushima e per il completamento della parte iniziale del piano di recupero con puntualità. Ora si è passati nella cosiddetta fase del medio e lungo termine, dove la gestione dell'emergenza diventa routine quotidiana, dove tra un passo e il successivo bisogna inventarsi il sentiero e dove sono più le incertezze che i punti fermi.

Gli errori di Fukushima

Detta così sembra che sia filato tutto liscio, ma non è proprio il caso. Quanti errori nella gestione dell'incidente specie nelle prime concitate fasi. Ne riportiamo solo alcuni.

Ritardi e confusione
Come ad esempio il ritardo, gli ordini e i contrordini per l'inizio dell’iniezione dell'acqua di mare, decisione controversa perché avrebbe destinato la centrale ad essere disattivata permanentemente. E il ritardo nell'estendere la zona di evacuazione alla zona di Iitate, fuori dal raggio di 20 km da Daiichi, ma con deposizioni di cesio importanti e conseguente dose alla popolazione superiore ai 20 milliSv all'anno. Per non parlare poi della simulazioni SPEEDI delle ricadute ed eseguite fin da subito e che il governo ha deciso di non divulgare se non a cose fatte. Se avessero dato peso a questi conti, la cui validità è stata confermata a posteriori dalle misurazioni sul campo, avrebbero potuto evacuare fin da subito una zona più vasta nella direzione nord-ovest. Non stiamo parlando di dosi di radioattività enormi, ma perché fare le simulazioni se poi non si seguono le raccomandazioni che ne emergono? E quando poi si scopre che i militari della base Americana di Yokosuka hanno chiesto ed ottenuto i risultati di SPEEDI prontamente, la fiducia dei cittadini cala ulteriormente. Altro esempio di mancanza di coerenza e inevitabile generazione di sfiducia: i Giapponesi dichiarano off-limits una zona di 20 km di raggio dalla centrale, mentre il governo americano stabilisce un raggio di 50 miglia (80 km) da Daiichi: quale delle due distanze devo ritenere sicura?

Molti di questi errori sono stati amplificati da cattive comunicazioni tra TEPCO, gli enti governativi e gli organi di informazione. Emblematico è il caso di quando fu annunciata e poi smentita poche ore più tardi la possibile criticità del reattore numero 2 lo scorso novembre. Anche a livello alimentare ci sono errori grossolani: i Giapponesi, veri maniaci dei controlli alimentari, hanno fatto partire subito i test sugli alimenti, funghi e vegetali a foglia larga, ma hanno trascurato il fieno per i bovini, così 4 mesi dopo l'incidente si sono trovati con partite di manzo altamente contaminato già spedite in varie prefetture del Giappone. La conseguenza è stata la necessità di controlli a tappeto su tutta la carne e l'aumento della sfiducia dei consumatori che oltre agli alimenti concentratori (funghi, selvaggina, pesci e alghe) hanno visto sulla lista nera anche la carne di manzo. Problema similare sui materiali da costruzione (sabbia e altro materiale di cava) prelevati da alcune località nella zona di esclusione e distribuiti a diversi fornitori in Giappone.

Riteniamo sia un errore anche la volontà di ridurre ulteriormente i livelli massimi di contaminanti dei cibi a partire dal prossimo mese di aprile. Il governo Giapponese aveva già adottato livelli molto bassi e conservativi, più bassi di quelli previsti in caso di incidente nucleare dai paesi Europei. Abbassarli di nuovo dopo un anno dall'incidente, nonostante l'incidenza di alimenti sopra il limite legale sia molto bassa, potrebbe avere un effetto boomerang sulla popolazione. Invece di sentirsi rassicurati dai controlli e dai limiti più bassi, potrebbe domandarsi come mai i limiti applicati fino a quel momento non vadano più bene o non siano più sicuri.

Sopravvivere ad un disastro non è semplice e mai indolore. Anche per chi non si lascia prendere dal panico, dover lasciare la propria abitazione in fretta e furia, abbandonare il proprio lavoro, andare via e non sapere se e quando potrà tornare a casa è un dramma notevole.

Cattiva informazione
Degli errori di TEPCO e del governo abbiamo già parlato, ma a far aumentare la paura nella popolazione ha le sue colpe anche la cattiva informazione e la poca formazione e preparazione. Bisogna dire che TEPCO si è prodigata a dare tanti numeri che però troppo spesso sono risultati fuori contesto, incomprensibili e non contestualizzati per la gente comune con l’unico effetto di creare confusione e incertezza.

La gente ha paura delle radiazioni, una paura spropositata specie se comparata ad altre cause di rischio a cui si è purtroppo abituata. La paura è irrazionale e cercare di farla passare con discorsi dell'ultimo minuto quando ormai il danno è fatto serve a poco. Anzi spesso l’effetto è il contrario. Serve una maggiore formazione, solo la conoscenza può scacciare la paura. Una, tra le tanti, lezioni da imparare da Fukushima è la gestione delle relazioni con il pubblico.

Dai Giapponesi ci saremmo aspettati una migliore gestione dell'informazione, per esempio ci sarebbe piaciuto trovare tutte le informazioni relative alle campagne di misure radiologiche ben catalogate su un sito internet ad hoc, invece le informazioni sono divise tra le varie fonti e solo alcuni siti personali si sono prodigati per la raccolta di tutte le informazioni.

Imparare la lezione

Dagli errori c’è sempre una lezione da imparare. Da Fukushima abbiamo imparato che una singola causa può provocare guasti multipli e di fatto mettere al tappeto tutta le linea di difesa in profondità. Abbiamo imparato che non si deve sottovalutare la forza della natura. Allo stesso tempo abbiamo capito quanto importante è la formazione e l’educazione delle persone nella speranza che non si debba affrontare un altro incidente.

Andranno migliorati i sistemi di allerta precoce (Early Warning) che permettono di avvisare la popolazione in caso di tsunami. Lo scorso marzo, l’allarme è stato dato circa mezz’ora prima dell’arrivo dello tsunami e  molti sono riusciti a mettersi in salvo, ma sembra sia stata sottostimata l’altezza dell’onda. Sarà bene inoltre investire nella prevenzione costruendo barriere per difendere le città costiere e soprattutto le  centrali nucleari che si trovano nelle zone a rischio. Come dicevamo mai sottovalutare la natura, il gigantesco terremoto ha smentito le  teorie sismiche che consideravano poco probabili eventi catastrofici in zone di subduzione delle placche.

L’incidente ha indotto inoltre a rivedere le norme di sicurezza delle centrali nucleari, in primo luogo assicurare la presenza di corrente elettrica per i sistemi d'emergenza installando almeno un generatore diesel, il suo carburante e le sue connessioni con l'impianto sufficientemente in alto da escludere rischi da allagamento. Ancor meglio sarebbe l'implementazione di sistemi di sicurezza passivi, che non richiedono la presenza di corrente elettrica, ma che funzionano semplicemente basandosi sulle leggi fisiche: la gravità e la termodinamica. Si potrebbe considerare di adattare questi sistemi passivi, che saranno presenti nei reattori di prossima generazione, anche per quelli che sono già in funzione e che non sono più all'avanguardia in termini di sicurezza. In tale ottica è fondamentale anche il ruolo delle agenzie di controllo nell'identificare quali possano essere i punti deboli di impianti costruiti 30 o 40 anni fa e che sono attualmente in funzione.

E' necessario rivedere la gestione dell'idrogeno, la cui formazione all'interno del reattore è ben conosciuta, ma che è stata evidentemente sottovalutata nella gestione delle primissime fasi dell'emergenza. Nell'attuale progetto delle piscine per il combustibile esausto, il punto debole sta nell'essere all'esterno del contenimento primario. Il rischio di avere un nocciolo in fusione a cielo aperto nel caso di prolungata assenza di raffreddamento deve far riconsiderare i benefici di includere la vasca all'interno della struttura protettiva.

La strada per uscire dall’incidente è ancora lunghissima e come già detto non sarà certo una passeggiata e le scorciatoie non sono ammesse e noi, nel limite del possibile saremo qui a vedere come questa strada verrà percorsa cercando di spiegare il perché di tutti i singoli passi, di ogni inciampo e di ogni cambio di direzione.