Geografia generale ed economica/Il nucleare

La scoperta del nucleare

Albert Einstein

La storia dell'energia nucleare prende avvio con le scoperte intorno alla radioattività sul finire del XIX secolo. La prima persona che intuì la possibilità di ricavare energia dal nucleo dell'atomo fu lo scienziato Albert Einstein nel 1905. In seguito gli sviluppi scientifici della fisica nucleare nella prima metà del XX secolo hanno portato alla realizzazione del primo reattore sperimentale-dimostrativo funzionante da parte di Enrico Fermi negli USA il 2 dicembre del 1942 e alle successive tristemente note vicende belliche della seconda guerra mondiale con lo sgancio delle bombe atomiche su Hiroshima e Nagasaki. Nel 1961 i russi sperimentarono la bomba Zar, che raggiungeva i 50 megatoni, cioè 3125 volte quella di Hiroshima. Solo nella seconda metà del secolo scorso si prese l'iniziativa di sfruttare l'energia nucleare anche a fini civili per la produzione di energia elettrica, ma per tutto il corso della Guerra Fredda rimarrà duplice l'interesse per l'energia atomica sia sul fronte militare che civile con gli Stati interessati a portare avanti politiche energetiche nucleari, in gran parte a proprie spese, per il raggiungimento di paralleli e precisi obiettivi militari di superpotenza.

La fissione nucleare

In fisica nucleare la fissione nucleare è una reazione nucleare in cui il nucleo di un elemento chimico pesante (ad esempio uranio-235 o plutonio-239) decade in frammenti di minori dimensioni, ovvero in nuclei di atomi a numero atomico inferiore, con emissione di una grande quantità di energia e radioattività. La fissione può avvenire spontaneamente in natura (fissione spontanea) oppure essere indotta artificialmente tramite opportuno bombardamento di neutroni. La fissione consiste nel rompere il nucleo dell'atomo per farne scaturire notevoli quantità di energia: quando un neutrone colpisce un nucleo fissile (ad esempio di uranio-235) questo si spacca in due frammenti e lascia liberi altri due o tre neutroni (mediamente 2,5). La somma delle masse dei due frammenti e dei neutroni emessi è leggermente minore di quella del nucleo originario e di quelle del neutrone che lo ha fissionato: la massa mancante si è trasformata in energia. La percentuale di massa trasformata in energia si aggira attorno allo 0,1%, cioè per ogni kg di materiale fissile, 1 g viene trasformato in energia.

I danni delle scorie nucleari

L'avvelenamento si manifesta generalmente in una fase prodromica (non letale nei minuti o ore seguenti l'irradiazione). Questa fase dura da qualche ora a qualche giorno e si manifesta sovente con sintomi, quali diarrea, nausea, vomito, anoressia, eritema. Segue un periodo di latenza, in cui il soggetto appare in buone condizioni. Infine sopraggiunge la fase acuta che si manifesta con una sintomologia complessa, generalmente con disturbi cutanei, ematopoietici, gastro-intestinali, respiratori e cerebrovascolari.

Le centrali nucleari in italia

Lo sfruttamento dell'energia nucleare in Italia ha avuto luogo tra il 1963 e il 1990. Le quattro centrali nucleari italiane sono state chiuse per raggiunti limiti d'età, o a seguito dei referendum del 1987. Il dibattito sull'eventuale reintroduzione dell'energia nucleare che si era aperto fra il 2005 ed il 2008, si è chiuso con il Referendum(LIKE WIKIPEDIA PER SPECIFICARE) abrogativi del 2011, in cui sono state abrogate le normative per l'ambito nucleare da elettroproduzione.

I costi del nucleare

Da più parti si stima che i costi di costruzione di una moderna centrale nucleare a fissione, che ammontano ad almeno due miliardi di dollari per impianto, uniti al lungo tempo necessario al completamento dell'installazione (in media dai tre ai quattro anni secondo alcuni autori e non meno di cinque per altri, ossia più di quanto serva per costruire una centrale termoelettrica che faccia uso di combustibili fossili), rendano non agevole incrementare sensibilmente la produzione di elettricità da fonte nucleare in breve termine.

Nel mercato liberalizzato dell'energia elettrica, la valutazione dei costi di produzione e di ritorno dell'investimento assume un'importanza primaria. A differenza degli impianti termoelettrici tradizionali, per i quali il costo di produzione è per lo più legato al costo del combustibile, gli impianti nucleari presentano un costo di produzione fortemente dipendente dai costi di investimento ed è evidente che ciò è dovuto alla grande taglia degli impianti, agli alti costi delle tecnologie coinvolte, e alla maggior durata del periodo di costruzione rispetto agli impianti tradizionali.

Questi costi, di per sé molto più elevati di quelli associabili ai più semplici impianti alimentati a olio, carbone o a gas, sono facilmente controbilanciati da una minore incidenza del prezzo del combustibile, la cui provenienza è associabile ad aree geopolitiche più stabili di quelle degli idrocarburi. Inoltre bisogna considerare che le centrali nucleari a differenza delle fonti fossili sono in grado di costituire scorte non di settimane ma di diversi anni.

Nel mondo occidentale, va poi aggiunto un elemento penalizzante per il settore elettronucleare che è rappresentato dalla maggior attenzione per la sicurezza. Questo aspetto, da un punto di vista puramente economico, contribuisce ad un ulteriore aumento dei costi di investimento per via dell'allungamento degli iter autorizzativi e dei tempi di costruzione e del rischio di rallentamenti nella gestione dell'impianto rispetto a quanto preventivato.

Vantaggi dell'uso del nucleare

• Una centrale nucleare non emette CO2

Le centrali nucleari non producono anidride carbonica ed ossidi di azoto e di zolfo, principali cause del buco nell'ozono e dell'effetto serra.

• Vantaggio nella bilancia dei pagamenti

La produzione di energia dal nucleare riduce l'importazione di petrolio e l dipendenza delle economie dal petrolio. La copertura del fabbisogno energetico interno tramite il nucleare riduce la possibilità shock esterni sull'economia e consente ai governi un minore carico di spesa sulla bilancia dei pagamenti con l'estero. Il tutto si traduce in una maggiore stabilità del sistema economico nazionale.

• Maggiore stabilità politica

Le principali riserve petrolifere sono concentrate in pochi paesi ad elevata instabilità politica (Medio Oriente) che rischia di trasmettersi nei paesi anche fortemente dipendenti dall'importazione del petrolio.

L'uso del nucleare riduce la dipendenza occidentale dal petrolio mediorientale.

Svantaggi dell'uso del nucleare

• Gravi danni in caso di incidenti

La storia ha già mostrato la gravità delle conseguenze degli incidenti alle centrali nucleari. Le radiazioni a cui la popolazione viene esposta causano un maggiore rischio di morte per leucemia e tumore. Dall'incidente di Chernobyl la sicurezza delle centrali nucleari è diventato uno dei principali aspetti critici dell'energia nucleare per uso civile. Negli ultimi anni il progresso tecnologico ha notevolmente migliorato la sicurezza delle centrali nucleari dotate di reattori di ultima generazione.

• Le scorie nucleari

Purtroppo le scorie nucleari sono un altro aspetto critico del nucleare. Non possono essere distrutte e l'unica soluzione, per il momento, sembra essere lo stoccaggio per migliaia di anni in depositi geologici o ingegneristici. La ricerca di un deposito sicuro è tra i principali obiettivi della UE e degli Usa. Sono necessari anni di studi e grandi investimenti per l'individuazione delle soluzioni di stoccaggio per centinaia di migliaia di anni.

• Opposizione locale delle popolazioni

Anche il processo di localizzazione di una centrale nucleare o del deposito di scorie è molto difficoltoso. Nessuna comunità locale accetta di sacrificare il proprio territorio per ospitare i rifiuti nucleari. La Sardegna, la Puglia, la Basilicata sono solo esempi italiani del 2003, persino in Corea una comunità locale si è opposta con determinazione contro la decisione del governo coreano di costruire un deposito geologico di scorie. Se poi si considera la protesta di Caorso che da 20 anni chiede lo smantellamento delle centrali nucleari, il quadro si completa.

• Il terrorismo

Viviamo in un'epoca in cui poche persone possono compiere grandi danni all'umanità. Il ricordo della tragedia dell'11 settembre 2001 ai grattacieli del World Trade Center è stato un duro shock per l'intera società occidentale. Il rischio che le centrali nucleari siano prese come obiettivi per atti di terrorismo o come bombe sporche è quindi molto realistico. E' lecito e razionale preoccuparsi. Le nuove centrali nucleari dovranno includere questo aspetto fin dalla fase di progettazione.

• Il trasporto di materiale nucleare

Il trasporto di scorie e di materiale nucleare è uno degli aspetti più critici della questione "sicurezza". Durante il trasporto, oltre all'opposizione delle popolazioni che vedranno passare treni o navi con carichi radioattivi vicino alle proprie abitazioni, sussiste il rischio di incidenti e di attentati terroristici. In Francia, il treni speciali adibiti al trasporto di scorie nucleari sono scortati da "carri armati" e da poliziotti a cavallo. L'itinerario del treno cambia in continuazione all'insaputa delle popolazioni residenti nei pressi delle ferrovie. Per questi motivi i depositi di scorie dovrebbero risiedere nei pressi delle centrali nucleari evitando in questo modo la necessità del trasporto delle scorie. La ricerca tecnologica e scientifica non ha ancora trovato il modo per distruggere le scorie all'interno delle stesse centrali nucleari. Si attendono ancora risposte in tale senso.

Il disastro di fukushima

Il 24 maggio 2011 la TEPCO, ossia la società che gestisce l'impianto, ha confermato che nei giorni immediatamente seguenti al maremoto è avvenuta la fusione dei noccioli dei reattori 1, 2 e 3, con un accumulo del materiale fuso alla base dei vessel.Il quarto, il quinto e il sesto reattore della centrale sono stati portati in pochi giorni dall'incidente, allo "spegnimento stabile" (temperatura sul fondo dei recipienti di contenimento dei reattori inferiore a 100 gradi), mentre i primi tre hanno raggiunto una condizione equivalente il 16 dicembre 2011, passando per lo stadio di "raffreddamento stabile" (funzionamento del sistema di raffreddamento a regime e senza aumento del livello dell'acqua accumulata e conseguente diminuzione continua della temperatura e della radioattività) in data 20 luglio 2011.Complessivamente l'incidente, nella prima settimana stimato al grado 4 della scala INES, quindi al livello 5 (a pari livello con il singolo Three Mile Island, in cui però non si ebbero né esplosioni, né rilasci di radioattività nell'ambiente pari all'evento giapponese); è stato infine provvisoriamente classificato dall'Agenzia per la sicurezza nucleare e industriale del Giappone al grado 7, il massimo grado della scala, finora raggiunto solo dal disastro di Černobyl', considerando l'insieme dell'evento e non più i singoli incidenti distinti (classificati tra i livelli 3 e 5).A causa del terremoto molti altri impianti nucleari giapponesi sono stati coinvolti, sia centrali nucleari che impianti del ciclo del combustibile. Gli impianti di generazione elettrica direttamente coinvolti con arresti automatici dei reattori, sono stati quelli di Fukushima Dai-ichi, Fukushima Dai-ni, Onagawa e Tokai; è stato anche coinvolto il Centro di riprocessamento di Rokkasho, che funziona con l'energia fornita dai generatori diesel di emergenza. Le maggiori preoccupazioni riguardano quattro dei sei reattori dell'impianto di Fukushima Dai-ichi, e in particolare il reattore numero 4, il cui edificio è stato quello maggiormente danneggiato dalle esplosioni di idrogeno, e nel quale le barre di combustibile a rischio fusione non sono quelle in uso all'interno del recipiente in pressione (vessel), ma quelle stoccate nelle vasche del combustibile esausto, che si trovano quindi al di fuori della struttura di contenimento primaria del reattore.

La gestione dell'incidente da parte della TEPCO è stata caratterizzata da reticenza, menzogne e abbandono della popolazione locale al suo destino. Anche il Ministero dell'energia giapponese è stato accusato di aver nascosto molti dati.