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11 ottobre 2012
Indagine da dentro il reattore 1 di Fukushima
Apriamo questo post di approfondimento per descrivere l'evoluzione dell'indagine che TEPCO sta effettuando all'interno del contenimento primario del reattore 1. Le operazioni preliminari erano iniziate nell'ultima settimana di settembre ed erano terminate con l'esecuzione di un foro nella flangia di chiusura di una penetrazione esistente. Per chi si stesse domandando cosa sia, una penetrazione è un canale che attraversa l'intero spessore del contenimento primario (PCV) permettendo l'inserimento di tubi, condotti e cavi dall'edificio del reattore al PCV. Queste penetrazioni sono a tenuta stagna e quelle non utilizzate vengono sigillate in modo da poter mantenere separate le varie aree dell'impianto nucleare.
Durante le operazioni di apertura della penetrazione non si era resa necessaria la foratura del tappo sul lato interno perché essendo stato realizzato in piombo era verosimilmente andato fuso durante le prime ore dell'emergenza dove la temperatura all'interno ha superato quella di fusione del piombo (327 gradi).
Il piano di indagine all'interno del contenimento primario prevede 5 fasi, una per ogni giorno a partire dal 9 ottobre 2012 e di cui l'ultima risulterà in un'opera permanente come descritto nella tabella qui sotto.
Riprese video fino al pavimento del primo piano (9 ottobre)
La prima operazione eseguita è stata la ripresa di circa 2 ore di filmato (video integrale, link documento) utilizzando una pan-tilt camera ovvero uno strumento molto più stabile della sonda endoscopica utilizzata per l'ispezione interna del reattore 2 e che permette di ruotare e cambiare l'angolo di vista in modo molto più semplice. Il video qui a lato contiene solo un riassunto di alcuni minuti per rendere fruibile a tutti la visione. Per l'operazione sono state coinvolte oltre 50 persone, tra dipendenti TEPCO e aziende esterne.
Fin dalle prime immagini si intravede attraverso abbondante vapore il camminamento in grigliato corrispondente a quello che viene definito il primo piano. Subito sotto il grigliato è visibile il riflesso dell'acqua. La temperatura atmosferica all'interno del PCV è costantemente monitorata da un buon numero di sensori (grafico) e tranne che per un sensore, la temperatura si aggira tra 30 e 50 gradi.
La telecamera quindi inquadra il bordo del grigliato, notate come questo cambio di scena sia migliore rispetto ai video turbolenti che abbiamo visto dal reattore 2 con la camera endoscopica.
Nelle parti scure delle immagini si nota un forte rumore elettronico nel sensore che potrebbe essere generato dall'interazione delle particelle beta e i raggi gamma emessi nei decadimenti radioattivi.
Misura del livello dell'acqua e della dose atmosferica (10 ottobre)
La seconda giornata di lavoro all'interno ha riguardato principalmente la misura del livello dell'acqua sul fondo del contenimento e dei valori di dose a differenti altezze (link). Per chiarezza, ricordiamo che tutte le misure sono espresse in OP, ovvero in millimetri rispetto ad una quota convenzionale e ben fissata. I risultati fondamentali sono riassunti nello schema qui sotto.
La notizia più importante riguarda il livello dell'acqua accumulata sul fondo. TEPCO prevedeva che il pelo dell'acqua fosse a OP8190, ovvero poco più di due metri dal fondo del contenimento. Invece il valore misurato è maggiore, infatti l'acqua è profonda circa 3 metri. Volendo fare un confronto improprio, infatti i due reattori sono differenti in tipo e struttura, la profondità dell'acqua nel reattore 2 era di solo 60 cm.
I valori di dose sono particolarmente elevati e dell'ordine della decina di Sievert all'ora, ma va sottolineato come questi valori possano fornire un'indicazione importante sulla posizione del nocciolo, ma non di certo per inviare personale umano all'interno. Il fatto che la dose diminuisca scendendo verso il fondo del reattore potrebbe essere un'indicazione che la sorgente delle radiazioni si trovi sopra e che quindi ci sia ancora una frazione di nocciolo contenuta all'interno del contenimento di pressione (stato dei noccioli secondo TEPCO). Tutta la parte eventualmente fuori-uscita e accumulata sul fondo è schermata e raffreddata dai 3 metri d'acqua accumulata.
Immagini da sotto la grata e sotto il livello dell'acqua (11 ottobre)
TEPCO deve aver scombussolato un po' il programma, oppure fatto confusione con le date, infatti oggi ha rilasciato un video e una serie di immagini riprese dalla CCD della passerella e poi della situazione sotto il livello dell'acqua accumulata. Questa indagine era in programma per il giorno 11, mentre sia il video (integrale) sia le foto sono datate 10 ottobre. (link)
A parte l'inghippo sulle date, il nuovo video non mostra nulla di particolarmente interessante. La versione riassunta in un minuto mostra l'avvicinamento della CCD alla griglia. La guida che precede il sensore riesce nell'operazione di passare attraverso le maglie della rete metallica e poi si immerge sott'acqua.
A questo punto le immagini sono ancora meno nitide fino a quando il sensore raggiunge il fondo del contenimento primario.
Raccolta campione d'acqua (12 ottobre)
Si è concluso anche il quarto giorno di investigazione all'interno del reattore 1 di Fukushima Daiichi. Lo scopo di questa giornata era di raccogliere un campione d'acqua per effettuarne analisi chimiche e radiometriche. I dettagli delle operazioni sono contenute in questo documento. Il campionamento è avvenuto come descritto nello schema qui a lato. Dovendo attraversa la passerella in reticolato non hanno potuto inviare un recipiente per campionare, ma hanno calato un piccolo filtro (strainer) collegato ad un capillare e aspirato in un contenitore sigillato l'acqua accumulata; l'aria aspirata è stata re-inviata all'interno del contenimento primario attraverso un tubo lasciato aperto sopra il pelo dell'acqua. Le operazioni di campionamento sono state riprese da una camera CCD (video).
Il campione così raccolto è di circa 250 ml e il rateo di dose a contatto era di 0.5 milliSv/h, valore non particolarmente alto specie se confrontato con il background dove questo è stato misurato che si aggira attorno a 0.3 milliSv/h.
TEPCO ha anche pubblicato una serie di scatti della strumentazione che è stata utilizzata per questo campionamento d'acqua in particolare del sistema di aspirazione stagno illustrato nello schema qui sopra.
L'acqua è stata analizzata con tecniche di spettrometria gamma per l'identificazione dei nuclidi presenti. Per il momento ci hanno fornito solo i valori per il radiocesio come riportati nella tabella qui sotto e comparati con il prelievo di acqua che hanno eseguito poche settimane fa (link) dalla sala del toro della stessa unità.
Dati questi valori, la situazione dell'acqua accumulata nel contenimento primario non è nemmeno esageratamente drammatica. I valori di contaminazione sono dello stesso ordine di grandezza di quelli nell'acqua all'esterno del PCV, addirittura inferiori, e lo stesso dicasi per la concentrazione dei cloruri. La conducibilità elettrica è un altro parametro importante per misurare la quantità di sali disciolti in acqua: 88 microS/cm (micro-Siemens al centimetro) è un valore comparabile a quello delle acque oligominerali in bottiglia. Con questo non vogliamo dire che si tratta di acqua "pura" o potabile, ma che la quantità di sali disciolti è ragionevolmente bassa.
Questo sembra in contrasto con le nuove immagini video in cui si vede chiaramente che l'intonaco del muro del contenimento primario sta rilasciando particolato e sul fondo si possono osservare alcuni depositi di detriti. Ora non ci resta che attendere le misure di temperatura dell'acqua attraverso lo strumento permanente che verrà installato nella giornata di domani.
Installazione del sistema di monitoraggio permanente (13 ottobre)
Questa lunga investigazione all'interno del contenimento primario del reattore 1 si è conclusa con l'installazione di un sistema di monitoraggio permanente della temperatura e del livello dell'acqua. Lungo un cavo sono stati installati 7 sensori di temperatura e di livello ad altezze precise come mostrato nello schema qui a lato. Nella tabella vedete le temperature misurate che si aggirano intorno ai 35 gradi centigradi per la temperatura atmosferica e ai 37 gradi per quella dell'acqua (il livello dell'acqua è intorno a OP 9000). TEPCO rileverà le temperature anche a OP 14000 e 11200 per confrontarle con altri sensori posti alla stessa quota, ma più all'interno in modo da verificarne la funzionalità.
Questi valori di temperatura sono più che rassicuranti e ci confermano che le operazioni di raffreddamento stanno proseguendo in modo opportuno.
Altro parametro importante è quello del livello dell'acqua. Per questo parametro hanno concentrato i sette sensori sulla parte terminale del cavo. Al momento i sensori dall'1 al 6 sono immersi in acqua con il sesto che si trova a OP 8580. Il settimo invece è fuori dall'acqua e il suo livello è OP 9380 a conferma della misura effettuata il 10 ottobre di acqua fino a OP 9000.
Il livello dell'acqua è fondamentale per l'individuazione delle perdite e della loro entità. Facendo variare la portata di acqua in ingresso e monitorando le variazioni del livello potranno capire quanto importanti sono le perdite senza rischiare di non raffreddare efficacemente il combustibile danneggiato. Probabilmente non sarebbe stata una cattiva idea infittire la presenza dei sensori intorno al livello che attualmente è occupato dall'acqua in modo da poter meglio monitorare l'evoluzione della situazione.
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