L’energia da fonte nucleare… a che punto siamo?

Un dibattito non solo accademico

Nel maggio 2015, pochi mesi prima del Convegno di Parigi sul cambiamento climatico (COP21) è stato pubblicato un articolo accademico nel quale due studiosi (Qvist & Brook) incoraggiano ‘una grande espansione della produzione di energia nucleare a livello globale’¹.

A questi autori abbiamo risposto, a nostra volta, pubblicando un articolo² in cui sottolineiamo la complessità del tema affrontato, e ne analizziamo da diversi punti di vista gli aspetti problematici. Abbiamo inoltre messo in evidenza – da un lato – la responsabilità degli studiosi che, attraverso Ie loro pubblicazioni, influenzano l’opinione pubblica, e abbiamo indicato – dall’altro lato – l’importanza che il sistema educativo alimenti nei giovani le capacità riflessive e fornisca loro degli strumenti concettuali adeguati a elaborare un pensiero autonomo rispetto alle grandi questioni socio-ambientali del nostro tempo.

Ma il dibattito sulla produzione di energia da fonti nucleari va bene al di là delle riflessioni accademiche: dal confronto – spesso impari – tra il potere forte della moderna tecno-scienza e la pluralità di voci ‘deboli’ con cui si esprimono studiosi dei sistemi naturali, comunità locali e membri della società civile emergono scelte in campo energetico che condizionano il futuro dell’umanità per un tempo non quantificabile.

In occasione del 5° anniversario dell’incidente di Fukushima vi proponiamo due letture, che aiutano ad arricchire lo scenario complesso della produzione di energia da fonti nucleari con alcuni aggiornamenti e nuovi punti di vista:

1. il primo articolo, di Lutz Metz, affront a il tema controverso della relazione tra fonti energetiche ed emissioni di gas a effetto serra.
2. Il secondo articolo, pubblicato da Denis Normile sulla rivista Science, illustra alcuni dei problemi che il Giappone deve affrontare, a distanza di 5 anni dal disastro di Fukushima.

Un terzo punto di vista che è possibile assumere è ben illustrato in un film accessibile anche al pubblico italiano: “Into eternity” (www.guardarefilm.tv/streaming-film/7016-into–eternity-2015.html). In questo film si illustra come in Finlandia sia stato scavato nella roccia un enorme sistema di gallerie sotterranee che deve durare 100.000 anni: il primo archivio permanente di scorie nucleari …

(Traduzione e adattamento dei due articoli a cura di Elena Camino)

Protezione del clima grazie alle centrali nucleari? Difficile!

Lutz Metz, Berlin Centre for Caspian Region Studies, Freie Universität Berlin.
[Climate protection through nuclear power plants? Hardly. 16 febbraio 2016

http://thebulletin.org/commentary/climate-protection-through-nuclear-power-plants-hardly9170 ]

Il settore di produzione dell’energia elettrica contribuisce per circa il 28% alle emissioni antropogeniche globali di CO₂ , e rappresenta la componente di gran lunga maggiore delle emissioni di gas serra. Questo è il motivo per cui spesso si sente avanzare l’ipotesi che le centrali nucleari (che si suppone non emettano gas serra) possano rappresentare la soluzione migliore per far fronte al cambiamento climatico. Tuttavia, nel 2013 l’elettricità da fonte nucleare contribuiva solo per il 10,6% alla produzione globale di elettricità, e poiché l’elettricità rappresenta solo il 18% del consumo globale finale di energia, la componente nucleare è solo l’1,7%. Anche se fosse possibile aumentare significativamente la costruzione di centrali nucleari, la potenza fornita con questa modalità rimarrà marginale. Perciò la trasformazione dei sistemi di produzione dell’energia deve dare priorità all’efficienza energetica, alle tecnologie per l’uso delle rinnovabili e agli impianti di cogenerazione, che comunque non producono maggior effetto serra rispetto agli impianti nucleari.

Se poi assumiamo una prospettiva sistemica, vediamo che le centrali nucleari non sono affatto esenti da emissioni di CO₂ : anzi, sono responsabili per circa un terzo rispetto al totale di emissioni di gas serra prodotte dai grandi impianti termici a gas. Secondo un’analisi svolta da Uwe Fritsche, co-fondatore dell’ “International Institute for Sustainability Analysis and Strategy”, le emissioni connesse alla produzione di energia nucleare sono comprese tra 7 e 126 grammi di CO₂ equivalente per kilowattora (a seconda che l’uranio utilizzato come combustibile sia da miniera o arricchito). Per un impianto nucleare tipico in Germania i calcoli danno una stima di 28 grammi. Una stima iniziale delle emissioni complessive di CO₂ legate alla produzione di elettricità da fonte nucleare per il 2014 danno il valore di 110.000.000 tonnellate di CO₂ equivalente, all’incirca la stessa quantità emessa da un Paese come la Repubblica Ceca. E questi dati non tengono conto delle emissioni legate allo stoccaggio delle scorie nucleari.

Nei prossimi decenni le emissioni di gas serra da parte delle centrali nucleari sono destinate ad aumentare considerevolmente, perché le riserve di minerali con elevata concentrazione di uranio si stanno esaurendo, e sarà necessaria molta più energia fossile per estrarre uranio dalle miniere. Tenendo conto di questo fatto, le centrali nucleari non avranno più alcun vantaggio rispetto alle centrali termiche alimentate da combustibili fossili, per non parlare dei vantaggi offerti dalla maggiore efficienza o dal maggiore uso di fonti rinnovabili.

Le centrali nucleari possono anche contribuire al cambiamento climatico emettendo isotopi come il trizio o il carbonio14, e il gas nobile radioattivo krypton85, che viene prodotto negli impianti nucleari ed emesso in quantità nelle fasi di ritrattamento del combustibile esaurito.

La concentrazione di krypton85 nell’atmosfera terrestre è aumentata notevolmente negli ultimi anni, in conseguenza alle fissioni nucleari, raggiungendo livelli record e sommandosi alla ionizzazione naturale indotta dalle radiazioni. Ciò provoca un cambiamento nell’equilibrio elettrico dell’atmosfera terrestre, e crea nuove minacce nell’andamento dei fenomeni meteorologici e nel clima. Anche se secondo Klaus Buchner, importante fisico e rappresentante politico tedesco, il krypton85 “è uno degli agenti più tossici per il clima”, fino ad ora nei negoziati internazionali per la protezione climatica questo gas non ha ricevuto alcuna attenzione.

A chi asserisce che l’energia nucleare è necessaria per proteggere il clima, sembra di dover affermare esattamente il contrario: le centrali nucleari devono essere chiuse al più presto, e occorre esercitare pressione sugli operatori e sull’industria nucleare affinché raddoppino gli sforzi per portare innovazione nello sviluppo di tecnologie energetiche sostenibili e socialmente compatibili, e per migliorare la qualità dei servizi energetici.

(Questo commento è stato presentato nel settore: The experts on nuclear power and climate change)

Combustione lenta. Cinque anni dopo il collasso della centrale atomica di Fukushima, gli sfollati affrontano la prospettiva di vivere nei pressi di una zona di disastro nucleare per i decenni a venire.

[Slow burn. Five years after the meltdowns at the Fukushima atomic plant, evacuees face the prospect of living near a nuclear disaster zone for decades to come.

Dennis Normile, Science  04 Mar 2016: Vol. 351, Issue 6277, pp. 1018-1020 DOI: 10.1126/science.351.6277.1018 http://science.sciencemag.org/content/351/6277/1018.full, With reporting by Timothy Hornyak]

A Fukushima si sta combattendo una lunga, faticosa lotta per tornare alla normalità. Mentre le squadre di operai continuano a ripulire i terreni contaminati intorno ai reattori, gli sfollati sono combattuti tra il desiderio e la paura di rientrare nelle loro case, sigillate dopo l’incidente. L’impianto di per sé resta un luogo molto pericoloso, con i lavoratori che hanno appena incominciato l’opera complessa e rischiosa di localizzare il combustibile fuso e di mettere a punto qualche strategia per rimuoverlo. Il terremoto di magnitudo 9,0 che colpì la costa nord-orientale del Giappone ll’11 marzo 2011, e lo tsunami che ne seguì

Provocarono 15.893 morti e 2.572 dispersi; distrussero 127.290 edifici, e ne danneggiarono più di un milione. Questi eventi catastrofici provocarono il tracollo e la parziale fusione del combustibile nell’impianto di Fukushima Daiichi, con la conseguente decisione di evacuare 150.000 persone che si trovavano in un raggio di 20 km dall’impianto e in aree anche più lontane, investite dal fallout radioattivo.

Ora gli sfollati del nucleare si trovano di fronte a un dilemma. In che misura la radioattività che ha investito le loro case può essere considerata accettabile? In uno sforzo erculeo le autorità hanno finora raschiato via qualcosa come 9 milioni di metri cubi di suolo e foglie contaminate, e hanno provveduto a lavare edifici e strade allo scopo di abbassare l’esposizione alla radioattività negli ambienti aperti a 0,23 microsieverts per ora. A settembre 2015 il governo ha iniziato a togliere l’ordine di evacuazione di sette municipalità situate parzialmente o totalmente entro i 20 km dall’impianto. Via via che i lavori procedono, la previsione delle autorità è quella di autorizzare un rientro a casa per il 70% degli sfollati entro la primavera del 2017.

Ma gli sfollati sono combattuti tra questioni di sicurezza e prospettive di risarcimento. Molti dichiarano di essere stati obbligati a tornare nelle loro case anche se i livelli di esposizione, a loro parere, sono ancora troppo elevati. “Non è stata offerta alcuna educazione su questi temi” – afferma Katsunobu Sakurai, sindaco di Minamisoma, una cittadina da cui 14.000 persone sono state evacuate dopo l’incidente. “Per molta gente è difficile prendere la decisione di tornare senza sapere che cosa vogliono dire quei livelli di radiazione e quali sono i livelli di sicurezza”. Alcuni gruppi di cittadini hanno fatto causa al governo nazionale e alla TEPCO, la Compagnia proprietaria dell’impianto di Fukushima, perché non sono d’accordo sull’ammontare delle compensazioni per coloro che scelgono di non tornare nelle loro case. Inoltre, aree molto contaminate nei pressi della centrale rimarranno inabitabili indefinitamente.

Il responsabile dell’impianto, Akira Ono, ha dichiarato di recente ai giornalisti che le condizioni della centrale adesso sono “davvero stabili”: secondo lui radioattività e calore si sono ridotti in modo significativo in questi 5 anni. Ma il ripristino del sistema è un processo molto lento, ed è ostacolato dal fatto che si ignora esattamente dove sia il combustibile nucleare. L’anno scorso i responsabili hanno approvato una serie di iniziative che dovrebbero portare a smantellare in sicurezza il sito nel corso di 30 – 40 anni: si tratta di rimuovere la massa fusa di combustibile che è collassata, e di demolire le strutture dei quattro reattori, con un costo previsto che potrebbe toccare i 9 miliardi di $. La TEPCO prevede di iniziare la rimozione dei detriti nucleari nel 2021.

Ono sostiene che lo smantellamento è attualmente al 10%: la squadra di addetti ha rimosso le ultime delle 1535 barre di combustibile immagazzinate nella piscina dell’Unità 4. Al momento dell’incidente qualcuno temeva che l’acqua di raffreddamento fosse fuoriuscita dalla piscina e avesse esposto le barre all’aria, con conseguente surriscaldamento e fusione. Ciò non è avvenuto, tuttavia la presenza del combustibile è rimasta una minaccia. La sfida più grande da affrontare adesso – secondo Ono – è quella dell’acqua contaminata. I nuclei delle unità 1, 2 e 3 vengono continuamente irrorati con acqua per evitare che si surriscaldino e fondano. L’acqua poi scorre sui pavimenti delle costruzioni e si mescola all’acqua sotterranea. Per limitare la quantità di acqua contaminata che si riversa nel mare, la TEPCO la raccoglie e la conserva in serbatoi di acciaio alti 10 metri. Ma ormai questi contenitori occupano quasi tutto lo spazio intorno, e contengono 750.000 tonnellate di acqua. Il governo sta sperimentando alcune tecniche che dovrebbero consentire di estrarre dall’acqua un radioisotopo di importanza cruciale, il trizio (Science, 12 December 2014, p. 1278). Ono dice che è assolutamente necessario trovare una soluzione, prima che si esaurisca lo spazio fisico sul quale collocare altri serbatoi.

[…]

Il compito più arduo è recuperare i detriti del carburante. Le analisi compiute dalla TEPC O suggeriscono che la maggior parte del combustibile nucleare dell’Unità 1 si è fuso, è caduto al fondo del serbatoio di contenimento e forse ha intaccato il pavimento di cemento armato. Le Unità 2e 3 hanno subìto solo una parziale fusione, e una certa quantità di combustibile può essere rimasta nel nocciolo.

Per cercare di stabilire l’ubicazione e la condizione del combustibile fuso l’International Research Institute for Nuclear Decommissioning, istituito dalla TEPCO e da altre entità, ha esplorato l’interno dei reattori utilizzando fasci di muoni.

[…]

Mentre le autorità sono impegnate a ripulire i siti contaminati e a permettere agli sfollati di ritornare a casa, alcuni gruppi locali stanno valutando il livello di sicurezza in modo autonomo. Nel 2014 un gruppo di intraprendenti studenti di scuola superiore nella città di Fukushima, al di fuori dell’area di evacuazione, lanciarono un progetto internazionale di radio-dosimetria. Circa 216 studenti e insegnanti di sei scuole situate nella Prefettura di Fukushima, 6 in altri luoghi del Giappone, 4 in Francia, 8 in Polonia, 2 in Bielorussia, indossarono dei dosimetri per due settimane, mentre segnavano dettagliatamente sui loro diari dove si trovavano e che cosa facevano. “Volevo sapere quanto era elevata la mia esposizione, e volevo confrontarla con l’esposizione di persone che vivono in altri luoghi” – così spiega Haruka Onodera, un membro del Super Science Club della scuola secondaria di Fukushima , che aveva concepito il progetto. Gli studenti pubblicarono i risultati della loro indagine nel Novembre scorso nel Journal of Radiological Protection. La loro conclusione fu che “gli studenti di Fukushima non sono esposti a livelli di radiazioni significativamente superiori rispetto a gente che vive altrove”.

E’ una buona notizia per gli abitanti di Fukushima, forse. Ma è una magra consolazione per la gente che ha dovuto abbandonare le case, e che ora sta soppesando la prospettiva di tornare a casa, vicino alla centrale nucleare distrutta.