Il nucleare è sicuro?
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Se l'Italia imboccherà la strada del nucleare, gli impianti che probabilmente verranno realizzati sono le centrali francesi EPR della società Areva e quelle nippo-statunitensi AP1000 della Westinghouse, anche se all’orizzonte fanno capolino centrali simili di fabbricazione russa e coreana. Nessuna di queste centrali cosiddette di terza generazione è ancora in funzione. Il mondo, ad oggi, è ancora popolato dalle centrali di seconda generazione, di cui le nuove rappresentano un’evoluzione soprattutto sotto il profilo della sicurezza.
Entrambe le centrali EPR e AP1000 sono dotate di reattori ad acqua in pressione (PWR), come la maggior parte delle centrali oggi in servizio nel mondo. I vantaggi di questa tecnologia rispetto a quella dei reattori ad acqua bollente (BWR) stanno anche nel fatto che – come spiega uno dei massimi esperti europei di sicurezza nucleare, Flavio Parozzi del RSE di Milano - “l'acqua che si scalda a contatto con il reattore genera il vapore che alimenta la turbina tramite un circuito secondario a cui cede calore. Di fatto, non vi è quindi contaminazione radioattiva fra il reattore e la macchina che genera elettricità”.
Sotto questo aspetto le centrali PWR di tipo francese e di tipo americano sono simili. Le EPR sono già in costruzione, come nel sito finlandese di Olkiluoto e in quello francese di Flamanville, e hanno più mercato in Europa, mentre le AP1000 sono già in costruzione in Cina e verrano quasi sicuramente realizzate negli USA. Ma quali sono le differenze? “Si tratta di dettagli tecnici” spiega Parozzi. “Intanto la EPR ha una potenza di 1600 MW elettrici, mentre la AP1000, di circa 1100 MWe. Per quanto riguarda le prestazioni, le centrali nippoamericane sembrerebbero più facili da costruire e gestire, mentre le EPR rispondono meglio ai requisiti di sicurezza europei, ma proprio per questo sono più complesse”.
Il discorso della sicurezza è centrale nell'industria nucleare, segnata nei suoi sessant'anni di vita dai due incidenti-simbolo di Three Miles Island (1979) e di Chernobyl (1986). “In entrambi i casi vi fu fusione del nocciolo” spiega Parozzi. “Tuttavia nel caso americano non vi furono conseguenze sulla popolazione, mentre a Chernobyl l'incidente sfuggì completamente dal controllo e non era presente alcun edificio di contenimento. Oggi però parliamo di centrali completamente diverse, in cui la probabilità di un incidente grave è più che remota, con possibili conseguenze davvero limitate, e che non hanno nulla a che vedere con quella di Chernobyl”.
Le centrali di nuova generazione sono infatti dotate di sistemi di sicurezza ridondanti, che prendono in considerazione incidenti che nel passato non venivano nemmeno concepiti in sede di progetto. Ecco allora le contromisure messe in gioco dai due impianti in caso di fusione del nocciolo, durante il quale, se il raffreddamento non garantisce un controllo della temperatura, possono esserci rilasci di sostanze radioattive dal reattore, anche se pur sempre all’interno di un edificio di contenimento. “L'AP1000 ha un vessel (contenitore del reattore) in acciaio che può essere facilmente raffreddato dall'esterno. Nel caso vi sia fusione del nocciolo e l'acqua evapori, essa torna allo stato liquido a contatto con le pareti fredde del vessel in acciaio e quindi torna ad allagare il reattore abbassandone al temperatura”.
Il reattore dell'EPR, invece, è confinato in due scocche di cemento armato dello spessore di 1,5 metri, a prova non solo di impatto di caccia, ma – dopo l'11 settembre – anche a prova di aereo di linea. “Anche in questo caso le misure di sicurezza sono molteplici” spiega Parozzi. “Basti dire che se il nocciolo fuso dovesse per qualsiasi motivo sfondare il vessel, esso verrebbe raccolto su una apposita superficie protetta e raffreddata chiamata core catcher, in grado di raffreddare il nocciolo e di mantenerlo in condizioni di sicurezza”.
Ovviamente sia la centrale made in USA sia quella francese sono, oltre che a prova di bomba e di attacco terroristico, con un altissimo livello di protezione antisismica, antincendio e antiallagamento. I sistemi di sicurezza sono tali – prosegue Parozzi – che le nuove centrali non dispongono nemmeno di un piano di evacuazione in caso di incidente, poiché l'eventualità di una contaminazione esterna all'impianto è sostanzialmente pari a zero.
La centrale EPR di Olkiluoto ha fatto parlare di sé perché i lavori sono in ritardo e si dice che i prezzi stiano lievitando oltre misura. “Si tratta in effetti, della prima centrale di questo genere in costruzione” commenta Parozzi, “e quindi bisogna metter in conto i tempi con cui viene affrontata una situazione che presenta una serie di novità. In un qualche modo i costuttori francesi hanno pattuito con il governo finlandese un prezzo particolarmente vantaggioso in cambio della possibilità di provare sul campo tutta una serie di procedure e tecniche che si trovano ad affrontare per la prima volta. Da qui anche certi ritardi”.
Attualmente nel mondo si contano 441 reattori nucleari dedicati alla produzione di energia elettrica, di cui 269 sono di tipo PWR. I nuovi impianti in costruzione nel mondo sono oltre una sessantina. Molti di questi, oltre all'uranio, potranno bruciare un combustibile misto uranio-plutonio (MOX) proveniente dallo smantellamento delle testate nucleari. “Il tempo medio di costruzione delle nuove centrali varia idealmente dai 6 agli 8 anni, mentre la longevità sarà di circa 60 anni” conclude Parozzi. “I primi 35 anni di esercizio, pur dando un ritorno economico in linea con le regole del mercato, serviranno per ammortizzare gli straordinari investimenti richiesti. Il vantaggio maggiore, tuttavia, sarà dato dalla diversificazione delle fonti di produzione elettrica, un aspetto in cui il nostro Paese è ora particolarmente vulnerabile”.
Pubblicato su Newton, dicembre 2010
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#1 Richiesta di precisazioni
Devo ammettere che anch'io da diverso tempo mi sto interrogando sulle reali capacità fornite da una centrale nucleare ed ovviamente anche sui problemi ad essa connessi. Volevo quindi chiedere alcune precisazioni:
1) Quando afferma "la probabilità di un incidente grave è più che remota" vorrei capire cosa si intende per "incidente grave" e per "più che remota" (ad esempio, la probabilità nei 60 anni di vita di fusione del nocciolo è del 1 per mille oppure se per grave si intende solo la fusione del nocciolo o anche la dispersione di scorie nucleari nelle falde)
2) Quali sono le probabilità di incidenti "non gravi"?
3) Nel conto economico (di parla di 35 anni di ammortizzamento) sono comprese le perdite economiche dovute a questi incidenti (ad esempio costo vita o costo per aumento malattie per dispersioni in falda) o si parla semplicemente di un TCO fra costi di costruzione e ricavi per la produzione di energia?
4) Nel caso in cui i tempi di realizzazione si dilunghino oltre misura (ricordo che in Italia i tempi medi di costruzione di qualsiasi opera sono circa 2,3 volte quelli degli altri paesi della zona euro), di quanto si dilatano i tempi di ritorno?
#2 Le precisazioni
Ho girato le sue domande all'esperto intervistato nell'articolo, che ha così risposto:
1) Per incidente grave si intende la fusione di gran parte o totale del nocciolo del reattore, la cui probabilità, con gli impianti attuali, in 60 anni (per prendere un arco di tempo come quello indicato dal lettore) è meno di una su diecimila. Negli impianti attuali, a differenza di quello che sarebbe potuto succedere con quelli di generazione precedente, un incidente di fusione del nocciolo non comporta dispersione di sostanze radioattive nella falda.
2) Non capisco cosa intende per “incidente non grave”. Forse i piccoli rilasci con conseguenze trascurabili ed entro i livelli consentiti. Ma qui entriamo in dettagli tecnici propri degli studi di sicurezza di ogni singolo impianto.
3) Nel conto economico, se si quantificasse la perdita dovuta ai danni da incidente grave, dovrebbe tener presente che la probabilità è piccola e che il danno sarebbe difficilmente valutabile (tenga presente che in caso di incidente con fusione del nocciolo non è previsto un impatto radiologico pericoloso al di fuori del sito della centrale). Sarebbe quindi più un problema assicurativo per risarcire la popolazione limitrofa (produzione agricola, turismo, ecc.) che subirebbe più un danno psicologico che un danno fisico diretto.
4) E’ ovvio che con ritardi di 2-3 volte quelli dei tempi degli altri paesi, qualunque investimento di grandi capitali diventa problematico, non solo per il nucleare. Il conto non è semplice perché, proiettandosi nei decenni, sarebbe necessario sapere anche come evolverà il prezzo degli idrocarburi e il tasso di interesse.
#3 Grazie
#4 A che serve giustificare il nucleare 'sicuro'?
#5 Ancora sul nucleare e dintorni
Caro Damiano, con tutti gli articoli senza contraddittorio che escono quotidianamente sul solare e l'eolico (accompagnati guarda caso da paginate di pubblicità), cosa vuoi che sia uno sulla sicurezza del nucleare in cui ci si limita a intervistare una sola voce (e pure senza sponsor)... A parte gli scherzi, il fuoco dell'articolo era rispondere alla domanda della maggiore o minore sicurezza del nucleare, e su questo credo che l'intervistato sia stato abbastanza chiaro.
Credo anch'io che possa esistere un problema di costi e che la battuta dell'intervistato non sia esaustiva della questione, ma non era quello il centro dell'articolo. Ho anche una serie di dubbi su problema delle scorie e sulla proliferazione, e questo mi basta per essere ecettico sulla via nucleare.
Per quanto concerne la competizione fra solare/eolico e nucleare non ho le idee chiare e pertanto mi sono permesso di fare un supplemento di intervista a un altro (ex) componente del Cesi ricerca, che su questi temi ha lavorato con grande professionalità e una davvero poco italiana propensione ideologica per l'una o l'altra fonte: il matematico Ferruccio Frontini, che mi scrive le seguenti righe:
"Il problema è il basso fattore di carico (ineliminabile ) del solare e dell'eolico (da 1200 a 2500 ore anno quando va bene ) senza dimenticare che con l'eolico abbiamo quasi esaurito i siti buoni, spesso con impatti ambientali discutibili. Per quanto riguarda i numeri espressi in energia prodotta l'eolico quindi necessita di 4.5 Gw installati per ogni Gw convenzionale (centrale a gas a ciclo combinato che funziona per 8600 ore/anno), per il fotovoltaico siamo a 8 Gw per ogni Gw convenzionale). Per fare un esempio macroscopico: l'attuale potenza installata in italia è di circa 70 Gw, l'equivalente fotovoltaico in potenza richiede la copertura di un territorio di 45.000 ha (il Parco Sud ), per avere invece l'equivalente in energia occorre moltiplicare per 8, per un totale di 3.600 Kmq (sarebbe come coprire quasi integralmente una superficie come il Molise). Per quanto riguarda le biomasse è ancora peggio se pensiamo che per una macchina da 1Mw continuo per un anno occorrono circa 300 ha.
Questo non significa che non dobbiamo spingere fortemente sulle rinnovabili, soprattutto per abbatterne i costi e migliorarne l'efficienza, ma avendo ben presente che non possono essere l'unica soluzione in tempi brevi e medi (5 -15 anni). In questo momento paradossalmente ci aiuta la crisi che riduce fortemente i consumi industriali, ma prima o poi ci sarà una ripresa e fra 5 anni sarà raggiunto il punto critico, con una crescita esponenziale nelle importazioni di energia da fuori confine.
Sarebbe auspicabile approfittare di questo breve periodo per avviare finalmente un piano energetico nazionale fortemente incentrato sull'energy saving in tutti i settori, ma questo richiede un forte impegno in cultura a tutti i livelli (dal consumatore industriale a quello domestico ) in quanto i risultati si basano fortemente su drastiche modifiche comportamentali. Ma sappiamo come oggi in Italia vengano considerati gli investimenti culturali e quindi ho scarsa fiducia.
Allora dovremo sopperire con un certo numero di unità a ciclo combinato (ma c'è il problema del carbonio e anche quello della dipendenza da solo due aree geopolitiche, a meno di accettare qualche gasificatore per differenziare le importazioni di metano, ma vedo una opposizione durissima).
Quattro gruppi EPR da 1600 Mw (2 centrali per 6.4 Gw in totale) consentirebbero 2 decenni di transizione con energia elettrica a costi accettabili che ci permetterebbero di avviare parallelamente sia un forte programma di efficienza energetica sia un programma di installazione diffusa di generatori rinnovabili per arrivare ad una forte riduzione della frazione fossile che oggi è all'82%.
Dimenticavo di aggiungere che le innovazioni dell'Epr e dell'Ap 1000 non riguardano solo l'edificio di contenimento ma anche: la subpiscina di raccolta alla base del recipiente primario, la migliore tecnologia di sfruttamento dell'uranio primario che ha consentito più che il raddoppio dei Mwday di produzione dalla stessa quantità di combustibile, la maggiore vita
dell'impianto ( oltre i 50 anni ), la diminuzione della densità di potenza e quindi un aumento della sicurezza intrinseca, il miglior software di gestione, ecc. ecc".
#6 il nucleare è sicuro? anche le centrali provocano riscaldamento
IL NUCELARE E’ SICURO?
Dopo Cernobyl ci sono state numerose perdite di radioattività da reattori, che hanno fatto sfiorare le massime soglie di pericolo. Un incidente nucleare può avvelenare l’atmosfera del pianeta e, contro la radioattività, non v’è difesa. Per quanto infinitamente piccola possa essere la probabilità in percentuale di un incidente (come amano sostenere i fautori delle centrali nucleari) questo numero piccolissimo va comunque rapportato e moltiplicato per l’enormità delle conseguenze. Le centrali atomiche sono, naturalmente, costruite con le massime precauzioni antisismiche. Nel luglio 2007, però, un terremoto ha colpito la più grande centrale nucleare esistente nel mondo, a Kashiwazi – Kariwa, in Giappone, poco lontano da Tokio. I tecnici giapponesi avevano costruito un impianto in grado di reggere, senza problemi, ad un sisma di grado 6 della scala Richter. Ma non avevano previsto che potesse verificarsi in sisma più forte: il terremoto del luglio 2007 è stato, infatti, di 6,8 gradi e, poiché sulla scala Richter un solo grado in più significa un sisma 30 volte più distruttivo, la centrale ha accusato il colpo. Non tanto da provocare disastri, ma abbastanza da imporre il fermo dei reattori. Due anni dopo ne è ripartito solo uno su otto. Il disastro in questo caso è stato economico: con la centrale ferma, la Tepco, proprietaria dell’impianto, ha avuto perdite per sei miliardi di dollari (in pratica l’intero costo di una centrale da 1000 MW), solo nel primo anno. La sicurezza passiva determina, in caso di incidente, il raggiungimento di condizioni protette grazie a particolari soluzioni progettuali, che le nuove centrali nucleari di terza generazione possiedono, le quali si basano esclusivamente sulle leggi della fisica anziché su sistemi di intervento che abbiano bisogno di sensori, motori o della presenza di operatori. Per esempio, in caso di rottura del recipiente a pressione di un reattore (EPR) di non grandi dimensioni, il nocciolo fuso ad una temperatura di circa 2000° gradi C. sarebbe comunque recuperato, confinato e raffreddato alla base del reattore: il materiale fuso si spargerebbe per gravità su un basamento inclinato di materiale refrattario, assottigliandosi e venendo nel contempo raffreddatoi e gradualmente solidificato dall’acqua proveniente da una piscina adiacente. Tuttavia, per quanto già strutturati sulla carta, come sostiene L. Maugeri, Direttore Strategie e Sviluppo di ENI, nel suo interessante libro “Con tutta l’energia possibile”, gli impianti a sicurezza passiva aspettano ancora una prima applicazione industriale nel mondo e tempo a sufficienza per dimostrare la loro efficacia. E questo certamente non depone a favore di un nuovo impulso per l’energia nucleare. Purtroppo anche l’estremo ritardo nella realizzazione dei siti di stoccaggio geologico delle scorie ad alta radioattività continuerà a frenare le possibilità di rilancio del nucleare. Infine rimane aperto il problema dello smantellamento delle centrali. Sul tema degli impianti MOX (uranio-plutonio) proveniente dallo smantellamento delle testate nucleari, condividiamo le preoccupazioni espresse dal MIT (Massachusetts Istitute of Tecnology) che vede nel ciclo chiuso la fonte per la produzione del plutonio 239 potenzialmente commerciabile attraverso canali illegali verso paesi o gruppi terroristici. Allo stato dei fatti, insomma, sicurezza nucleare significa oggi fidarsi di chi progetta e costruisce il reattore, di chi lo gestisce e … delle autorità nazionali direttamente interessate. Può bastare a darci fiducia e a farci dormire sonni tranquilli?
Ed ancora: ANCHE LE CENTRALI NUCLEARI PROVOCANO IL RISCALDAMENTO DEL PIANETA
La produzione d’energia da fonte nucleare, rispetto a quella ottenuta dallo sfruttamento dei combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale), è più pulita dal punto di vista ambientale, perché avviene attraverso la scissione dell’atomo e non attraverso la combustione, che è un meccanismo chimico che consuma ossigeno con relativa formazione di CO2. Proprio per questo motivo il nucleare offre un contributo decisivo alla lotta contro il cambiamento climatico. Non deve però essere dimenticato che le centrali nucleari sono essenzialmente delle macchine termiche in cui, come si è visto, il combustibile nucleare (uranio) tramite la sua scissione produce energia elettrica con un rendimento che, allo stato attuale (centrali Epr di terza generazione), è relativamente basso: circa il 30%. Il restante 70% è costituito da calore che deve essere smaltito nell’ambiente e che, ovviamente, tende a riscaldarlo, provocando un perturbamento non trascurabile dell’ecologia e del microclima. E’ noto che in base al suo rendimento una centrale nucleare comporta più inquinamento termico rispetto ad una centrale classica della stessa potenza. Ora molti corsi d’acqua del nostro paese non dispongono neppure della portata necessaria a raffreddare la prossima generazione di reattori che si prevede di costruire in Italia (Epr da 1600 MW), i quali verranno di conseguenza installati lungo le coste del mare. Ma anche in questo caso si verrà a perturbare l’ecologia di un tratto considerevole di costa, a causa del calore delle acque di scarico dei reattori che equivale ad una portata di circa 175 metri cubi al secondo. Si tratta comunque di ingenti quantità di calore che contribuiranno in ogni caso al riscaldamento locale e globale del nostro pianeta. Tenendo presente che attualmente sono in attività nel mondo 441 impianti nucleari e che prima della fine del secolo se ne prevede la realizzazione di oltre un migliaio, una proliferazione così esagerata del nucleare consumerà rapidamente le limitate disponibilità di uranio, costringendo il pianeta ad indirizzarsi verso un’economia energetica basata sul plutonio, con pericoli ancora maggiori di danni genetici e di azioni terroristiche. La realtà e che saremo costretti ad utilizzare i reattori autofertilizzanti, ancora più pericolosi di quelli attuali. Il plutonio non esiste in natura e si ottiene solo per trasmutazione nucleare ed è una delle sostanze più tossiche che si conoscono. Ne basta infatti una piccola quantità, appena 3 milligrammi, per uccidere una persona se depositato nei polmoni. Non c’è dubbio che ci troviamo davanti ad un veleno di straordinaria potenza, di straordinaria durata e che non è inoltre neutralizzabile chimicamente in nessun modo. La sua pericolosità è tale da sperare per il presente e per il prossimo futuro ad un più moderato sviluppo dell’energia nucleare, in modo da non arrivare a doverlo utilizzare nei reattori autofertilizzanti prima della disponibilità di nuove fonti energetiche. Va infine ricordato che acquisire dall’estero la tecnologia nucleare significa anche dipendere da altri paesi per la sicurezza… poiché questa, per qualunque centrale nucleare, è garantita in primo luogo da chi la progetta.
Carrara, 15-12-2010
#7 Nel 2002, Paul Koehler,
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