Il disastro della centrale nucleare di Chernobyl e i suoi effetti a lungo termine
Il disastro di Chernobyl del 1986 ha avuto luogo in una centrale nucleare nella SSR ucraina. Uno dei quattro reattori dell'impianto è esploso a causa delle condizioni instabili e della mancanza di procedure di sicurezza. Il disastro ha lasciato le aree circostanti il reattore esposte a materiali radioattivi nocivi, che hanno viaggiato anche in altre aree, tra cui l'attuale Bielorussia e la Federazione Russa. Gli studi condotti sulle radiazioni nell'area hanno rivelato che il disastro ha portato a una serie di problemi sanitari e ambientali, insieme ai decessi avvenuti poco dopo l'evento.
Cosa ha causato il disastro di Chernobyl?
La centrale nucleare di Chernobyl è stata costruita alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80. Consisteva di quattro reattori RBMK, che potevano generare fino a 1.000 megawatt di energia elettrica per reattore. L'RBMK è un reattore ad acqua leggera bollente di progettazione sovietica che utilizza come combustibile il biossido di uranio. L'impianto era di stanza nell'attuale Ucraina settentrionale, a circa 130 chilometri a nord di Kiev e circa 20 chilometri a sud del confine con la Bielorussia. Le unità 1 e 2 del reattore RBMK furono costruite negli anni '70 e le unità 3 e 4 furono completate nel 1983. Quando si verificò il disastro, erano in atto piani per ulteriori reattori.
Il 25 aprile 1986, durante un normale arresto per manutenzione, fu condotto un test per verificare se il reattore potesse produrre energia elettrica per le apparecchiature di emergenza nel caso in cui la stazione perdesse l'alimentazione. Tuttavia, il test è stato eseguito quando il reattore era in una condizione instabile. La potenza è stata ridotta significativamente al di sotto del livello che avrebbe dovuto essere per stabilizzare le condizioni del reattore prima dello spegnimento. Il reattore RBMK ha a coefficiente di vuoto positivo , il che significa che la produzione di vapore aumenta all'aumentare della potenza o al diminuire del flusso d'acqua. Questo processo fa aumentare anche la temperatura del carburante. Quando i livelli di potenza sono molto bassi, il coefficiente di vuoto positivo diventa dominante. Di conseguenza, crea condizioni instabili per il reattore e lo rende vulnerabile a sporadiche sovratensioni.
Gli operatori dell'impianto hanno tentato di aumentare il livello di potenza a una condizione stabilizzata. Le barre di controllo vengono utilizzate per aiutare a mantenere controllato il reattore. Tuttavia, durante il test è stata utilizzata solo una manciata di aste rispetto alle 30 aste minime richieste per operazioni sicure. Nel tentativo di mantenere una potenza costante, gli operatori hanno rimosso la maggior parte delle barre di controllo. Ciò ha compromesso ulteriormente le condizioni del reattore. Poiché gli operatori hanno continuato a cercare di mantenere la potenza e la pressione del vapore, hanno deciso di ridurre la quantità di acqua necessaria per raffreddare il reattore. Si è verificata un'esplosione di vapore a causa dell'aumento della produzione di calore e vapore, seguita da una seconda esplosione pochi secondi dopo.
La prima esplosione ha distrutto il nocciolo del reattore e ha causato il sollevamento del coperchio del reattore. Ha anche causato la rottura di oltre 1.500 tubi a pressione. Il nocciolo del reattore è stato esposto in seguito alla seconda esplosione di vapore, che è in gran parte responsabile del rilascio di materiali radioattivi nell'ambiente. Le esplosioni sono avvenute intorno all'1:23 del 26 aprile 1986. Le valutazioni dell'incidente hanno stabilito che la causa delle esplosioni era dovuta alla mancanza di pratiche di procedure di sicurezza da parte degli operatori dell'impianto e ad alcuni difetti nella progettazione del reattore .
Subito dopo l'incidente
Frammenti e grafite calda sono stati espulsi dai canali del combustibile e dal reattore. Sono scoppiati numerosi incendi, che hanno contribuito al rilascio di più materiali radioattivi nell'atmosfera. Per tutta la giornata del 26 aprile centinaia di tonnellate d'acqua sono state iniettate in metà del reattore ancora parzialmente integro. L'iniezione di acqua nel reattore è stata interrotta dopo che sono aumentate le preoccupazioni per la possibile fuoriuscita di acqua nei reattori delle unità 1 e 2. Migliaia di tonnellate di sabbia, argilla, boro e altri materiali sono stati scaricati sul nocciolo del reattore per estinguere l'incendio al nocciolo e impedire il rilascio di altre particelle radioattive. Questo processo ha avuto luogo per circa nove giorni.
Un operatore è morto quando si sono verificate le esplosioni e un altro è morto in ospedale poche ore dopo a causa delle ferite riportate. Entro 36 ore dall'incidente, circa 49.000 residenti nella vicina città di Pripyat sono stati evacuati dall'area. Entro tre settimane dall'incidente, circa 116.000 persone che vivevano entro un raggio di 30 chilometri dalla centrale di Chernobyl sono state trasferite in aree meno contaminate. Nel 1986 e nel 1987, circa 240.000 soccorritori sono stati chiamati per aiutare a ripulire il sito. Entro le prime settimane di pulizia, 28 persone sono morte a causa della sindrome acuta da radiazioni (ARS) a causa di elevate quantità di esposizione alle radiazioni.
Materiali radioattivi rilasciati nell'ambiente
L'esplosione del reattore dell'Unità 4 ha rilasciato nell'ambiente più di 100 elementi radioattivi. Alcuni elementi avevano vite più brevi, mentre altri erano ancora presenti all'interno del Zona di esclusione di Chernobyl (CEZ) . La CEZ è conosciuta come l'area entro 30 chilometri dall'impianto. Alcuni degli elementi radioattivi più pericolosi rilasciati nell'atmosfera dopo l'esplosione includevano iodio, cesio e stronzio. La maggior parte dell'esposizione alle radiazioni verificatasi poco dopo l'incidente è stata causata dallo iodio-131. Questo elemento radioattivo ha un'emivita di otto giorni. Il cesio-137 era più pericoloso a lungo termine, con un'emivita di circa 30 anni.
Gli scienziati hanno condotto a studio sulle colture nella regione di Chernobyl per testare il loro livello di contaminazione radioattiva 25 anni dopo l'incidente. Quasi la metà dei campioni raccolti conteneva ancora stronzio-90, considerato molto pericoloso per il consumo umano. Da allora è tornata una piccola popolazione di abitanti che erano stati precedentemente evacuati dal sito al momento dell'incidente. La CEZ è illegale in cui vivere; tuttavia, alcuni abitanti hanno deciso di reinsediarsi nella zona.
Nel corso degli anni successivi all'incidente, scienziati e ricercatori hanno studiato in che modo le diverse concentrazioni di radiazioni nei materiali che circondano il sito hanno influito sulla salute degli abitanti. Questi studi forniscono anche informazioni su come l'esposizione a lungo termine a determinati elementi radioattivi influisca sulla salute umana. Polvere e detriti hanno disperso la maggior parte degli elementi radioattivi nelle aree circostanti. I suoli nella CEZ contenevano anche elementi radioattivi.
Il vento e le condizioni meteorologiche hanno causato il viaggio di alcuni di questi materiali in altre regioni. Il fallout radioattivo si è verificato in molte parti dell'emisfero settentrionale. Gran parte dell'Ucraina, della Bielorussia e della Russia hanno sperimentato livelli elevati di radioattività. Anche alcune parti della Scandinavia e dell'Europa hanno subito una lieve contaminazione. La quantità di contaminazione in queste aree variava a causa della distribuzione incoerente di elementi radioattivi causata dalle condizioni meteorologiche naturali. Di 190 tonnellate di prodotti di fissione e combustibile di biossido di uranio erano nel reattore dell'Unità 4. Gli scienziati sovietici stimano che fino al 30% di questi prodotti sia stato rilasciato nell'ambiente.
Effetti degli elementi radioattivi di Chernobyl sugli esseri umani e sulla fauna selvatica
Le persone che sono state maggiormente colpite dall'esposizione a elementi radioattivi sono stati i soccorritori che hanno trascorso del tempo a ripulire il luogo del disastro di Chernobyl. Molti soffrivano di ARS, che causa ustioni, mal di testa, febbri e problemi gastrointestinali. Elevate quantità di esposizione alle radiazioni erano più pericolose per questi individui rispetto a coloro che sono stati esposti a livelli inferiori a lungo termine.
Uno studio condotto dai ricercatori del Istituto Nazionale della Salute (NIH) ha concluso che i bambini esposti a iodio radioattivo avevano un aumentato rischio di diagnosi di cancro alla tiroide. Lo iodio dell'incidente ha emesso radiazioni che interrompono i legami chimici nel DNA di un essere umano. I tumori sono stati trovati anche in individui esposti ad alte dosi di radiazioni.
Scienziati e ricercatori hanno sfruttato il disastro di Chernobyl come un'opportunità per condurre studi su come gli animali sono stati colpiti dalla ricaduta radioattiva. Uno studio lo ha dimostrato raganelle orientali nella CEZ ha attraversato un rapido cambiamento evolutivo. Le rane situate vicino al sito di Chernobyl erano di colore nero pece rispetto ad altri individui dello stesso specie in altri luoghi. Questo processo evolutivo ha avuto luogo nel corso di dieci generazioni di raganelle orientali che vivono nella CEZ.
Cambiamenti genetici e mutazioni ha colpito anche altri animali nella CEZ. Gli uccelli esposti ad alti livelli di radiazioni avevano tumori visibili. Alcuni uccelli e mammiferi mostravano anche albinismo parziale. I ricercatori hanno stabilito che il disastro di Chernobyl avrebbe effetti a lungo termine sui sistemi biologici delle specie e degli ecosistemi presenti nella CEZ.
Risposte al disastro di Chernobyl
Il disastro di Chernobyl ha devastato l'area circostante la centrale e ha colpito direttamente i vicini abitanti di Pripyat. Migliaia di persone sono state direttamente esposte a materiali radioattivi nocivi rilasciati dal nocciolo del reattore durante le sue esplosioni. Gli incendi scoppiati dall'incidente hanno causato la distribuzione di elementi radioattivi nell'atmosfera. L'attuale Ucraina, Bielorussia e Federazione Russa sono stati i più colpiti dalla contaminazione radioattiva. Circa 6,4 milioni di persone vivevano in aree contaminate.
I materiali radioattivi sono ancora presenti a Chernobyl, ma i livelli di esposizione sono molto più tollerabili. Tuttavia, l'esposizione a lungo termine continua a rappresentare una minaccia per la salute umana. Diverse misure di sicurezza sono state prese in risposta all'incidente di Chernobyl per prevenire il verificarsi di incidenti futuri. IL Agenzia internazionale per l'energia atomica (AIEA) è intervenuto per assistere i paesi nel ex Unione Sovietica e l'Europa centrale e orientale nell'identificare i problemi nella progettazione del reattore RBMK. Sono stati apportati miglioramenti e aggiornamenti di progettazione ai reattori RBMK per eliminare eventuali carenze. L'AIEA ha anche contribuito ad aumentare la consapevolezza della sicurezza operativa.
Il reattore dell'Unità 4 è stato coperto con uno scudo temporaneo in cemento e acciaio, noto come 'sarcofago', per impedire che altri elementi radioattivi vengano rilasciati nell'ambiente. Il sarcofago è stato costruito nel maggio 1986 e racchiude l'intero reattore dell'Unità 4. Le preoccupazioni per le condizioni del sarcofago e il suo deterioramento dovuto alle radiazioni hanno portato all'avvio di un nuovo progetto per proteggere il reattore. IL Nuovo confinamento sicuro è stato costruito fuori sede e collocato sopra il sarcofago nel 2016. La struttura è in acciaio e dovrebbe durare almeno 100 anni.
Il disastro di Chernobyl è stato un disastro illuminante che ha portato a maggiori sforzi per la sicurezza. Gli effetti dell'incidente hanno portato il governo ucraino a promuovere misure energetiche sostenibili per ridurre la necessità di energia nucleare. UN centrale solare con 3.800 pannelli solari si trova di fronte al luogo del disastro di Chernobyl, che fornisce energia a migliaia di appartamenti. Tutti i reattori sono stati chiusi nel tempo, con l'ultimo reattore chiuso nel dicembre 1999. Lo smantellamento del sito è iniziato ufficialmente l'anno successivo, che ha incluso la rimozione dei rifiuti e la decontaminazione dell'area. A causa della presenza di elementi radioattivi, la bonifica della CEZ dovrebbe richiedere diversi decenni.