Un reattore nucleare non può e non potrà mai diventare una bomba atomica
Ciò per la natura stessa della reazione a catena:
un atomo di Uranio emette un neutrone, che va a colpire un altro atomo di uranio, il quale a sua volta emette uno o più neutroni, che vanno a colpire altri atomi. Data l’altissima velocità dei processi nucleari, e la grande quantità di energia sprigionata ad ogni fissione, in un attimo la massa di uranio va in pezzi, e la reazione a catena si estingue, perché i neutroni emessi non trovano più atomi da fendere.
Ed allora perché la reazione a catena avviene nelle bombe atomiche? perché sono realizzate ad hoc, ma realizzarle non è facile, tant’è che dopo 80 anni nessun terrorista, nessuno “stato canaglia” è riuscito a fabbricarne una, nemmeno “sporca” (si definisce sporca una bomba che produca pochi danni diretti ma liberi tanta radioattività).
Concettualmente, una bomba atomica si basa sul seguente principio: le cariche di Uranio, o di Plutonio, sono contenute entro una sfera, o altra robusta struttura, in acciaio, debitamente distanziate; intorno alla struttura c’è una potente carica convenzionale (tritolo, plastico o altro), la quale a sua volta è racchiusa in altra ancor più robusta struttura in acciaio, tale da resistere all’esplosione della bomba convenzionale, la quale ha come effetto di far collassare la struttura che contiene l’Uranio, e di tenerlo assieme un tempo sufficiente a che si sprigioni la reazione a catena. Poi, tra il dire ed il fare … e chi progetta bombe atomiche di certo non lo va a raccontare in giro, probabilmente non lo dice nemmeno alla moglie, o marito.
La bomba di Hiroshima conteneva 60 kg di Uranio, ma pesava 5 tonnellate, a causa di queste robuste strutture d’acciaio.
Ora la madre di tutte le domande:
Quante sono le vittime di Chernobyl?
Sono meno, molto meno di quanto comunemente si pensi.
Vediamo cosa dice Wikipedia:
Allo scopo di produrre un resoconto scientifico riguardo al numero delle vittime e ai danni alla salute e all’ambiente, l’ONU ha promosso un incontro istituzionale, denominato Chernobyl Forum, al quale hanno preso parte fra gli altri l’Organizzazione Mondiale della Sanità, gli istituti superiori di sanità di Russia, Bielorussia e Ucraina, l’UNSCEAR, la IAEA, la FAO ecc. con l’assistenza di più di 100 esperti internazionali. Dopo vari incontri, il Chernobyl Forum ha fornito un numero [2] che risulta molto meno drammatico di quanto la sensazione collettiva si aspettasse. In particolare, il numero delle vittime risulta essere di 65 morti accertati con sicurezza, le cause della cui morte sono così stabilite: 2 lavoratori della centrale morti sul colpo a causa dell’esplosione; 1 per trombosi coronarica; fra i 1057 soccorritori di emergenza, 134 hanno contratto la sindrome da radiazione acuta; di questi 28 sono morti nei mesi successivi, altri 19 sono morti negli anni fra il 1987 e il 2005 per varie cause non necessariamente e direttamente imputabili all’esposizione alla radiazione, anzi in molti casi sicuramente no. Fra la popolazione all’epoca di età 0-18 anni si sono registrati negli anni 1986-2005 4.000 casi di tumore alla tiroide, di cui 9 morti per degenerazione del tumore, altri 6 morti invece per cause diverse non imputabili al tumore. Infine sono da aggiungersi i 4 pompieri morti per la caduta dell’elicottero dal quale stavano spegnendo le fiamme. A rigore dunque, anche fra i morti accertati come sicuramente dovuti al disastro, la cifra di 65 è da considerarsi in eccesso, essendo invece la cifra di 30 morti (i 2+28 riportati nel rapporto del 2000 dell’UNSCEAR) [115] una stima per difetto, e forse più aderente alla realtà.
Ovviamente poi Wikipedia cita anche stime di organizzazioni ambientaliste che sono molto, molto superiori.
Le stime sopra riportate concordano con le valutazioni di uno dei più grandi scienziati, nonché mio Professore di Relatività, Tullio Regge, che mancò per un soffio il Premio Nobel. A parte l’incredibile intelligenza e cultura, era anche persona gradevolissima, a lezione raccontava barzellette. Riteneva e dichiarò alla stampa che le vittime di Chernobyl non fossero più di 20-25.
Tali stime sono congruenti con i fenomeni fisici che si sono effettivamente realizzati.
che cosa è successo a Chernobyl
A parte i diretti interessati, nessuno sa con precisione che cosa è successo, ma, in base a ciò che si legge e a ciò che è plausibile, nel reattore di Chernobyl furono disinserite le sicurezze, scollegate le pompe e/o chiuse le valvole del circuito di raffreddamento primario, secondario e pure quello di emergenza. Così il reattore si surriscaldò e, contenendo liquido e vapore a sempre più alta pressione, ad un certo punto esplose, esattamente come esploderebbe la vostra caldaia di casa se la sottoponeste allo stesso trattamento, cioè chiudere la valvole e trovare il modo di disinserire la sicurezza sulla temperatura, e la valvola di sovrappressione. Si legge inoltre che siano state alzate le barre di cadmio, che servono a moderare, cioè assorbire neutroni, controllando il livello di reattività, così fu prodotta una enorme quantità di energia, dopodiché, a causa delle conseguenti deformazioni del materiale, non si sia più riusciti ad abbassarle. Sta di fatto che un insufficiente raffreddamento sarebbe bastato a surriscaldare il reattore, esattamente come la scarsità di acqua o olio metterebbe ko il vostro motore anche senza andare a tavoletta. Se fu fatto pure questo, cioè alzare le barre, si penserebbe che qualcuno aveva davvero fretta di metter ko quel reattore…
Dopo di che, esplodendo, con esplosione convenzionale, non atomica, la massa radioattiva contenuta nel reattore si è sparsa intorno, e così pure le acque di raffreddamento, che entrando nel “core” del reattore, un po’ radioattive lo diventano pure loro.
Quindi è giusto parlare di fuga radioattiva, mentre ad Hiroshima e Nagasaki c’era stato un fallout radioattivo, cioè una ricaduta radioattiva.
Il mio lettore protesterà che non gliene può importar di meno che si chiami ricaduta o fuga, sempre radioattiva è. Ma ci sono due enormi differenze quantitative: una bomba atomica, esplodendo, genera temperature di milioni di gradi, che non solo distruggono ed inceneriscono il sottostante, ma ne trasformano una parte in radionuclidi, cioè in nuclei instabili che emettono radioattività. I radionuclidi che emettono molta radioattività hanno vita breve, quelli che ne emettono poca hanno vita lunga: la radioattività emessa è inversamente proporzionale alla vita media.
Invece il reattore nucleare, cioè quello che produce energia elettrica, surriscaldandosi, raggiunge al più temperature prossime ai 1.500°C, dopo di che le parti strutturali che lo contengono perdono resistenza anzi si avvicinano alla fusione, mentre l’acqua ed il vapor acqueo raggiungono pressioni altissime, quindi non c’è una trasmutazione atomica, c’è semplicemente una massa radioattiva che invece di starsene chiusa nel reattore viene liberata nell’ambiente.
Per contro, la suddetta massa di materiale radioattivo che sta in un reattore è molto, molto maggiore di quella che sta in una bomba atomica.
Quello che è certo è che il fallout radioattivo ad Hiroshima e Nagasaki procurò oltre 100.000 vittime in pochi giorni, mentre secondo il Report dell’ONU sopra citato le vittime della fuga radioattiva sono meno di 30.
Le persone sono talmente terrorizzate dal nucleare che oramai si pongono sullo stesso piano un conflitto nucleare Nato-Russia o le scorie di Chernobyl: sempre nucleare è, ma le potenze in gioco sono enormemente diverse.
Radioattività e rischi: Bombe atomiche vs. centrali elettronucleari
Purtroppo tra troppa gente c’è quasi più timore di una centrale nucleare che di una bomba atomica, di una Chernobyl che di una Hiroshima. Addirittura ci si preoccupa in questi giorni (aprile 2022) più di missili russi che sorvolano le centrali nucleari ucraine, a Chernobyl in particolare, che di possibili missili russi con testate atomiche. La differenza tra una bomba atomica ed una centrale nucleare è che una ha una energia tale da far 200.000 morti sul colpo e distruggere completamente una città da qualche milione di abitanti, l’altra se ne sta tranquilla, al peggio del peggio può fondere il reattore se si trova il modo di disinserire tutte le misure di controllo e sicurezza, oppure potrebbe centrarla un missile: la struttura esterna di un reattore, la cupola di cemento, è a prova di caduta di aereo, ed anche di piccolo missile, un grande missile può frantumarla e con essa il reattore, ma l’energia messa in gioco è comunque irrisoria rispetto ad una bomba atomica. Proprio questa mattina ho letto che un missile russo Sarmat, oltre ad una gittata di 18.000 km ed una velocità di Mach 20 – cioè circa 20.000 km/h, dati che insieme sono già preoccupanti, dispone di una testata nucleare da 750 kT, kilotoni, cioè 50 volte più potente della bomba di Hiroshima, che di kT ne aveva “solo” 15, ma comportò 200.000 vittime. Fate voi il conto di quante vittime potrebbe provocare una bomba da 750 kT. Quindi invece di inveire sul missile che passa vicino ad una centrale nucleare, addirittura se una centrale inattiva da 30 anni, preoccupiamoci enormemente di più di cosa potrebbe fare un missile enormemente più potente.
radioattività e banane
La radioattività è talmente mostruosa che … si misura in banane!
Una delle più usate unità di misura della radioattività è infatti il BED, la “dose equivalente di banane”, dato che anche le banane sono radioattive, come tante altre cose: nel loro caso a causa del potassio che contengono.
Tra i tanti articoli sul web che parlano di BED, tra loro abbastanza concordanti, traggo qualche dato da: Dose equivalente a una banana – Wikipedia
1 BED: la dose di radiazioni assimilata mangiando una banana da 150 g
100 BED: la radiazione naturale media
700 BED: dose assorbita da una persona a sedici chilometri di distanza durante l’incidente di Three Mile Island
2.500 BED: la dispersione massima di radiazione consentita da una centrale nucleare
200 BED: radiografia al torace
7.000 BED: radiografia all’addome, con tre proiezioni
80.000 BED: TAC addominale
10-20 milioni di BED: una seduta di radioterapia
80 milioni di BED: letale
radioattività ed acqua
Negli anni ’50 e ’60, quando l’atomo era buono, perché produceva tanta energia, curava gravi malattie con la radioterapia, e consentiva pure la fine delle guerre mondiali, ancorché con immensi sacrifici umani, la gente comprava l’acqua minerale che veniva pubblicizzata come radioattiva. Per la verità era una mezza truffa, perché la radioattività era dovuta essenzialmente al radon in essa disciolto, ma come noto il radon si dimezza in nemmeno 4 giorni, per la precisione 3.825, quindi quando uno andava a comprarla…
Più fortunato era chi accedeva direttamente alla fonte. Addirittura il (la) Premio Nobel Marie Curie nel 1918 certificò le ottime proprietà terapeutiche di tale acqua, peraltro già ben note ai minatori del luogo, che sembra cercassero di guarire le ferite immergendole nell’acqua.
Le prime bombe venivano movimentate a mani nude, quasi accarezzate: ecco qui il padre della bomba atomica, Robert Oppenheimer, quello col cappellino, alle prese con la sua creatura:
pensate che sia morto? sì, 22 anni dopo.
A proposito di Oppenheimer, diventato in questi giorni famoso grazie ad un film, da cui appare una tardiva conversione al pacifismo, ed il rifiuto di contribuire allo sviluppo della Bomba ad Idrogeno, la cosa è molto semplice: gli andava di far fuori quelli là, non gli andava di far fuori questi qua.
e viene il dubbio che la seconda bomba, quella di Nagasaki, pur molto più potente della prima, abbia fatto meno danni, non per errore…
le misure di sicurezza in un reattore
Non hanno pari negli altri settori dell’ingegneria. Faccio qualche esempio:
misure strutturali: una centrale nucleare è progettata in modo da resistere alla caduta di un aereo o ad un terremoto. Massa e velocità dell’aereo cui resistere, gradi Mercalli del terremoto lo stabilisce il legislatore. Robuste pareti di acciaio, spesse un metro, racchiudono il nocciolo, il tutto poi contenuto entro la caratteristica cupola, una semisfera di cemento armato dello spessore di una decina di metri. Certo che se poi lo scambiatore di calore che raffredda l’acqua del reattore non è a prova di tsunami…
coefficienti di reattività negativi: i reattori nucleari hanno tutti i coefficienti di reattività negativi: cioè se ad es. aumenta la temperatura, la reattività diminuisce, riportando il sistema ad un valore di equilibrio; idem il coefficiente dei vuoti, cioè quale parte di acqua si è trasformata in vapore.
Qualcuno si domanderà: ma come si fa allora a regolare un reattore, cioè produrre più o meno potenza? per aumentare la potenza, si alzano le barre di cadmio, che sono potenti assorbitori dei neutroni: quindi aumenta il numero di neutroni in circolazione, che così producono più calore; ma in base a quanto visto sopra, il sistema tenderebbe a ritornare alla situazione precedente, se non si aumentasse in parallelo anche il flusso di acqua: più neutroni, prodotto più calore, più calore asportato dall’acqua, le temperature del sistema e dei componenti restano invariate.
misure di controllo e sicurezza, procedure e capitolati. Ad esempio:
qualsiasi tipo di infortunio viene catalogato e registrato, anche se non c’entra nulla coi nuclei, tipo uno che inciampa e si sbuccia un ginocchio
specifiche stringenti sui materiali e sui trattamenti: ricordo che nel mio progetto di energy saving al Centro Ricerche Fiat serviva uno scambiatore, un qualcosa tipo il radiatore di un’auto, ci venne suggerito di richiederlo ad una stimata società nel campo degli scambiatori di calore, pure in impieghi nucleari. Pur avendo convinto tale società a rinunciare almeno in parte ai suoi capitolati e prescrizioni, e progettare la cosa più compatta che potevano, venne fuori una bestia da 2 metri cubi: confrontatelo con il radiatore della vs. auto!
LA RADIOATTIVITA’ NEGLI OGGETTI QUOTIDIANI
una idea di quanto sia diffusa la radioattività ce la da questo articolo:
Radioattività insospettabile: quando il pericolo si nasconde in oggetti quotidiani (msn.com)
un anno dopo Chernobyl uno strano “incidente nucleare”, rifiuti radiologici che operatori ecologici avrebbero distribuito tra amici e parenti, con conseguenze gravi:
Il terribile incidente nucleare del 1987: l’errore umano che provocò il disastro (msn.com)
a proposito di Tullio Regge
Torino dedica una strada al fisico e matematico Tullio Regge (msn.com)