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Un incidente nucleare o incidente radiologico è un evento in cui si produce un’emissione di materiale radioattivo o un livello di radioattività suscettibile di apportare pregiudizio alla salute pubblica. Può prodursi in una centrale elettronucleare o in un impianto nucleare militare o civile, oppure anche in stabilimenti dove vi sia un’attività legata alla manipolazione di elementi radioattivi come nei reparti radiologici degli ospedali, in laboratori di ricerca, in impianti di produzione del combustibile o di manipolazione delle scorie radioattive.
Allo scopo di misurare la gravità di un incidente nucleare è stata stabilita una scala internazionale, la scala INES, che classifica tutti gli eventi nucleari. Gli incidenti nucleari corrispondono ai livelli più alti della scala INES, dal 4 al 7. I livelli più bassi, da 0 a 3, sono riservati ai guasti che presentano un impatto lieve all’esterno dell’impianto e con esposizione radiologica della popolazione circostante entro i limiti prescritti.
A tutt’oggi, si sono verificati i seguenti incidenti nucleari noti:
- 21 agosto 1945, 4º livello INES, (Los Alamos, Nuovo Messico, USA)
Harry K. Daghlian Jr. un tecnico incaricato a lavorare nel settore Omega del Los Alamos National Laboratory provoca involontariamente una massa critica lasciando cadere un cubetto di plutonio e di Carburo di tungsteno. Nonostante i due cubetti di materiali si separino istanti dopo essere caduti a terra a causa del colpo che ricevono, Daghlian viene esposto ad una dose letale di radiazione e muore qualche giorno più tardi il 15 settembre.[1]
- 21 maggio 1946, 4º livello INES, (Los Alamos, Nuovo Messico, USA)
Durante una dimostrazione scientifica alla presenza di diversi scienziati, il fisico Louis Slotin avvicina due semisfere di plutonio, generando involontariamente una massa critica a causa della precedente rimozione del meccanismo di separazione delle due semisfere composto da una molla. Nonostante Slotin avesse separato immediatamente le due semisfere gli osservatori riferirono di aver percepito un’ondata di calore e di aver osservato un lieve bagliore causato dalla ionizzazione dell’aria circostante, e non come alcuni ritengono dall’Effetto Čerenkov che si verifica soltanto in mezzi più densi dell’aria. A causa della sua prossimità alle due semisfere Slotin assorbì però una dose letale di radiazioni e morì il 30 maggio dello stesso anno, mentre gli spettatori verranno esposti ad una dose di 1,7 Gray. Questo episodio fu successivamente anche riportato nel film „Fat Man and Little Boy“[1].
- 12 dicembre 1952 5º livello INES (Chalk River, Canada)
Si tratta del primo incidente che ha interessato un reattore nucleare. L’evento interessò il cosiddetto reattore NRX presso i Chalk River Laboratories nei pressi di Ottawa. Durante alcuni test a causa delle incomprensioni tra il personale addetto al reattori furono inviati dati errati presso la sezione di controllo del reattore che causarono la parziale fusione del nocciolo del reattore. A causa del successivo surriscaldamento del refrigerante del reattore vi fu una esplosione che provocò la fuoriuscita di liquido refrigerante contaminato che fu fatto confluire in una cava abbandonata per evitare la contaminazione del fiume Ottawa. Tra il personale inviato sul posto per partecipare alle operazioni di bonifica vi fu anche il futuro presidente Jimmy Carter, all’epoca tecnico della marina.[2]
- 1957, 5º livello INES, Windscale (Gran Bretagna)
Nella centrale nucleare di Windscale (l’odierna Sellafield) si assistette alla combustione lenta della grafite del reattore senza che i tecnici se ne rendessero conto, se non dopo un paio di giorni. A causa di ciò vi fu una fuga abbastanza consistente di radioattività, benché parecchio minore di Chernobyl. Attraverso la ciminiera della centrale, infatti, i fumi finirono in atmosfera e si dovettero prendere misure precauzionali per la popolazione inglese. In seguito all’incidente, comunque, ci si prodigò per la progettazione di misure di sicurezza più efficaci in Gran Bretagna.
Nell’impianto di Majak, in una zona degli Urali dell’URSS, si verificò nel 1957 un incidente del 6º livello della scala INES. È il secondo incidente nucleare più grave della storia dopo quello di Chernobyl. Di questo incidente si conosce poco per il fatto di aver interessato un sito militare segreto. Infatti in realtà l’incidente non coinvolse una centrale nucleare ma piuttosto un deposito di materiali radioattivi di un sito militare. Il rilascio di radioattività nell’ambiente costrinse la autorità a interdire l’area circostante che fortunatamente non era molto popolata.
La fusione del reattore in seguito ad un difetto di raffreddamento ha causato una massiccia contaminazione della caverna nel quale era costruito, ma senza alcun rilascio verso la popolazione esterna o lavoratori della centrale.
Ulteriore incidente nucleare a Windscale.
- 1979, 5º livello INES, Three Mile Island (Pennsylvania, USA)
L’incidente di Three Mile Island (nei pressi dell’abitato di Harrisburg) comportò invece (concordemente al rapporto sull’incidente rilasciato dalle autorità competenti) un rilascio di radioattività nell’ambiente a seguito dello scarico all’esterno di un eccesso di vapore che aveva saturato il circuito primario; in pratica vi fu una fuga di radionuclidi gassosi quali lo Xeno e vapori di Iodio, oltre all’acqua del primario contaminata da trizio. La popolazione della città poco distante (140.000 persone) venne evacuata per precauzione e secondo le stime ufficiali non vi furono conseguenze sanitarie. Tuttavia, la parziale fusione del nocciolo a causa del surriscaldamento dello stesso, rese inutilizzabile il reattore con conseguenti gravi danni finanziari per i proprietari della centrale.
- 1980, 4º livello INES, Saint-Laurent-Nouan (Francia)
La fusione di un canale del carburante nel reattore non causò tuttavia rilascio di radiazione al di fuori dell’impianto.
L’incidente di Chernobyl, 7° e più alto livello della scala INES, è il più grave incidente nucleare mai avvenuto. Si verificò in una centrale nucleare a fissione, e comportò la fusione del combustibile, l’esplosione (non nucleare) e lo scoperchiamento del reattore, la fuga in aria di combustibile polverizzato, scorie radioattive e vari materiali radioattivi. In sostanza, esso rappresenta il peggiore disastro possibile in una centrale nucleare. In parte, l’incidente fu provocato da alcune caratteristiche problematiche del reattore (si veda reattore nucleare RBMK), ma in gran parte fu dovuto alla avventatezza di responsabili governativi, che effettuarono un esperimento su una centrale di potenza (e non su un reattore sperimentale), escludendo manualmente tutti i sistemi di sicurezza, e facendosi aiutare da personale tecnico e non da esperti di fisica nucleare ed ingegneri. Il personale tecnico non aveva infatti una conoscenza sufficiente delle caratteristiche del reattore in tutti i suoi regimi di operazione. Anche in conseguenza di questo disastro, per i progetti di reattori a fissione si tende attualmente a privilegiare dei sistemi di sicurezza basati su di un principio fisico, e che quindi non possono essere ignorati neppure volontariamente.
La conseguenza dello scoperchiamento del reattore e della fuga in atmosfera di isotopi radioattivi fu una vasta contaminazione ambientale. Il rapporto ufficiale[3] redatto da agenzie dell’ONU (OMS, UNSCEAR, IAEA e altre) stila un bilancio di 65 morti accertati con sicurezza più altri 4 000 morti presunti (che non sarà possibile associare direttamente al disastro) per tumori e leucemie su un arco di 80 anni. Secondo Greenpeace invece, i decessi direttamente o indirettamente imputabili a Chernobyl sarebbero dell’ordine di 100.000 individui e più[4]. Per saperne di più si possono leggere gli atti del simposio su “Chernobyl 20 anni dopo” tenutosi a Vienna nel settembre 2005 e organizzato congiuntamente dalla IAEA dall’OMS e dall’UNDP (si veda la voce Chernobyl Forum).
L’incidente causò la morte di 4 persone, mentre 6 ricevettero dosi radioattive di alcuni Gray. È uno fra gli incidenti nucleari più gravi della storia, essendo stati raggiunti livelli di radiazione all’esterno di un impianto nucleare che furono superati solo dagli incidenti di Chernobyl e Majak. L’incidente fu causato da un apparecchio di radioterapia abbandonato in un ospedale che fu recuperato da alcuni ferrovecchi per rivenderne il metallo. Il cesio-137, prodotto attivo dell’apparecchio, fu disperso nell’ambiente attirando numerosi curiosi a causa dalla luce blu prodotta dalla ionizzazione dell’aria circostante (non come alcuni ritengono dall’Effetto Čerenkov, che si verifica soltanto in mezzi più densi dell’aria). Oltre alle 4 persone morte entro 75 giorni, 249 persone furono contaminate, di cui 49 dovettero essere ospitalizzate, e 21 furono trasferite in terapia intensiva. Fu necessario rimuovere 3 500 m³ di scorie radioattive per decontaminare il sito nel quale fu disperso il Cesio.[5][6] Uno studio epidemiologico realizzato nel 2006 ha studiato le conseguenze di questo incidente sull’incidenza del cancro fra la popolazione che fu a contatto con il materiale radioattivo, ma nessun aumento statisticamente significativo dell’incidenza di cancro è stata registrata.
Causò sovraesposizioni radiologiche dei lavoratori dell’impianto di fabbricazione di combustibile nucleare in seguito ad un evento critico.
Causò gravi effetti sulla salute di un lavoratore di un impianto radiologico commerciale in seguita a un’elevata dose di radiazioni assorbite.
A seguito del grave terremoto dell’11 marzo 2011, l’unità 1 della centrale nucleare di Fukushima Daiichi, dopo circa 24 ore dall’evento, durante una ulteriore scossa di terremoto, ha registrato una esplosione con fuoriuscita di fumo bianco, presumibilmente idrogeno rilasciato dal liquido di raffreddamento in condizioni di alta temperatura e pressione, con conseguente dispersione di materiale irradiato all’esterno, e crollo del tetto di un edificio di servizio, non ospitante il reattore. Il 13 marzo si è verificata una analoga esplosione all’unità 3. Nella mattina del 15 marzo, dopo numerosi allarmi riguardanti la mancata ricopertura delle barre del reattore dell’unità 2, si è verificata una esplosione che ad una prima indagine potrebbe aver danneggiato il rivestimento esterno del nucleo, rimasto intatto nelle unità 1 e 3. Anche le 4 unità della centrale di Fukushima Daini, situata a 11 km dall’altra, e che erano in funzione al momento del sisma, sono state spente automaticamente dai sistemi di sicurezza, ma il malfunzionamento degli impianti di raffreddamento dei reattori ha provocato una situazione di allarme, di grado inferiore in quanto senza rilascio di radioattività all’esterno degli impianti. L’incidente è stato classificato pari a quello di Chernobyl, ossia di livello 7.
Scala di valutazione per gli incidenti
La IAEA ha stabilito una scala (scala INES – International Nuclear Event Scale) di gravità degli eventi possibili in una centrale nucleare o in altra installazione, che si articola nei seguenti 8 livelli:
- Livello 0 (deviazione): evento senza rilevanza sulla sicurezza.
- Livello 1 (anomalia): evento che si differenzia dal normale regime operativo, che non coinvolge malfunzionamenti nei sistemi di sicurezza, né rilascio di contaminazione, né sovraesposizione degli addetti.
- Livello 2 (guasto): evento che riguardi malfunzionamento delle apparecchiature di sicurezza, ma che lasci copertura di sicurezza sufficiente per malfunzionamenti successivi, o che risulti in esposizione di un lavoratore a dosi eccedenti i limiti e/o che porti alla presenza di radionuclidi in aree interne non progettate allo scopo, e che richieda azione correttiva.
- Livello 3 (guasto grave): un incidente sfiorato, in cui solo le difese più esterne sono rimaste operative, e/o rilascio esteso di radionuclidi all’interno dell’area calda, oppure effetti verificabili sugli addetti, o infine rilascio di radionuclidi tali che la dose critica cumulativa sia dell’ordine di decimi di mSv.
- Livello 4 (incidente grave senza rischio esterno): evento causante danni gravi all’installazione (ad esempio fusione parziale del nucleo) e/o sovraesposizione di uno o più addetti che risulti in elevata probabilità di decesso, e/o rilascio di radionuclidi tali che la dose critica cumulativa sia dell’ordine di pochi mSv.
- Livello 5 (incidente grave con rischio esterno): Evento causante danni gravi all’installazione e/o rilascio di radionuclidi con attività dell’ordine di centinaia di migliaia di TBq come 131I, e che possa sfociare nell’impiego di contromisure previste dai piani di emergenza.
- esempi: l’incidente di Three Mile Island, USA (1979) e l’incidente di Windscale, Gran Bretagna (1957).
- Livello 6 (incidente serio): evento causante un significativo rilascio di radionuclidi e che potrebbe richiedere l’impiego di contromisure.
- esempi: l’Incidente di Kyshtym, URSS (1957).
- Livello 7 (incidente molto grave): evento causante rilascio importante di radionuclidi, con estesi effetti sulla salute e sul territorio.