Facciamo chiarezza sulle Scorie radioattive (I puntata)

Il dibattito sul Nucleare è da sempre vivo su questo Blog. Tante volte siete voi lettori e compagni di pianerottolo che lo rendete vivo, con interventi o commenti che tante volte mi rivolgete a voce o privatamente. Grazie: è con le domande e la voglia di sapere che una società si arricchisce e cresce.

Nello svilupparsi di questo costruttivo dibattito,  le tematiche su cui è emersa una maggior nebulosità sono state tre:

1. I termini del Referendum sul Nucleare

2. Le scorie Radioattive

3. Le centrali “veloci” sul cui principio si stanno progettando le Centrali di IV generazione.

Il punto n. 1 è stato affrontato le scorse settimane:  Chiarezza sul Referndum sul Nucleare del 1987.

In successive puntate vediamo ora di affrontare gli altri punti che, come cercheremo di mostrare, sono strettamente legati tra loro. Parlo al plurale, perchè mi aiuterà in questo compito Sabino Gallo, ingegnere nucleare che ha lavorato diversi anni in Francia, ex dirigente di Ansaldo in pensione e che in Italia può essere definito senza retorica uno dei massimi esperti dell’argomento.

Sperando di fare cosa gradita ai cercatori di verità, e disponibili come sempre ad un dibattito nei commenti, buona lettura!

Andrea Macco

CLASSIFICAZIONE DELLE “SCORIE NUCLEARI”
e degli altri rifiuti radioattivi 

Con il rinato interesse per il “nucleare civile”, le “scorie nucleari” sono uno degli argomenti più evocati dal pubblico italiano, per il timore sospettoso e indefinibile che essi generano.

Per dare consistenza programmatica agli attuali orientamenti di un ritorno a questa fonte di energia,con un vasto consenso dei cittadini,appare necessario trasferire al pubblico una conoscenza sufficiente e corretta della reale dimensione di questo problema.  

In conformità con le indicazioni dell’AIEA (Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica), si definisce “rifiuto radioattivo” : “ogni materia la cui radioattività non permette un rigetto diretto nell’ambiente e di cui non si prevede una utilizzazione ulteriore”.

Di solito, si definiscono “scorie” quelle altamente radioattive ed a vita lunga, generate nel processo di fissione del “combustibile” nucleare, alle quali si aggiungono i “prodotti di attivazione”, cioè le parti metalliche che subiscono una radioattivazione, durante la loro permanenza nel reattore. In particolare, quelle costituenti la struttura degli elementi di combustibile: le guaine cilindriche a tenuta stagna contenenti le pastiglie di combustibile e le parti strutturali che le tengono rigidamente insieme e che consentono la manipolazione degli elementi stessi.

E’ necessario ricordare che il combustibile nucleare più usato è l’ “uranio naturale arricchito”, costituito da due varietà (isotopi) dell’uranio : l’Uranio 238 per il 96% circa ,che non partecipa al processo di fissione, e l’Uranio 235 per il 4% circa,che è il solo  a subire la fissione. Nel reattore,tuttavia,,una parte modesta dell’Uranio 238 si trasforma in Plutonio 239, che invece è fissile e contribuisce efficacemente al processo di fissione, ma senza esaurirsi del tutto. La parte non “bruciata” la si ritrova nei residui del combustibile usato, quando esso sarà scaricato dal reattore.

Dopo una permanenza di circa 4 anni nel reattore, l’Uranio 235 passa dal 4% iniziale all’1% circa, perché non tutto è stato bruciato. Mentre l’Uranio 238, che non ha subito alcuna fissione, si riduce dal 96% al 94% circa, perché una modesta parte di esso si è trasformata in Plutonio 239.

All’uranio ed al plutonio si aggiungono altri elementi, prodotti durante il processo, e che rappresentano le “scorie” propriamente dette. Essi sono :

–         gli “attinidi minori” (detti minori, perché di modesta quantità, che li differenzia dagli “attinidi maggiori” rappresentati da uranio e plutonio): Nettunio, Americio, Curio ;

–         i “prodotti di fissione” (che sono, per così dire,  le “ceneri” della fissione).

Attinidi minori e prodotti di fissione, fortemente radioattivi, sono meno del 5% del combustibile usato.

Per maggiore chiarezza, è opportuno fornire delle indicazioni quantitative, prendendo come riferimento un reattore nucleare della potenza di circa 900 MWe, il cui nocciolo sia costituito da 155 a 160 elementi  di combustibile, ciascuno dei quali contenga circa 500 kg di combustibile iniziale. Dopo la detta permanenza in reattore, nel combustibile irraggiato di ognuno di essi si trovano, con qualche semplificazione : 475 kg di uranio residuo, 5 kg di plutonio, 20 kg di prodotti di fissione e meno di 500 grammi di attinidi minori. 

L’Uranio ed il Plutonio residui possono essere separati dagli altri componenti, quindi riciclati e riutilizzati insieme, per farne  nuovo combustibile, avendo entrambi un potenziale energetico molto elevato. Questo procedimento li esclude, quindi,  dalle “scorie”, perché sono “materie valorizzabili”, in conformità alla definizione sopra riportata.  E’ una soluzione già praticata intensivamente dai Paesi che ne hanno messo a punto la tecnologia. Altri Paesi non ne sentono ancora l’urgenza economica.

Le “scorie” sono i più importanti rifiuti radioattivi. Ma ad essi bisogna aggiungere, tutti gli altri rifiuti radioattivi provenienti da altre attività industriali o non: centri di ricerca, applicazioni in medicina, fabbricazione di apparecchiature di controllo, smantellamento di siti nucleari, ecc.  

Per classificarli tutti, si ricorre a due parametri fondamentali :

a ) il livello di radioattività, cioè la quantità di radiazione emessa dagli elementi radioattivi ;

b) il periodo radioattivo ( o “vita media” ), che corrisponde al tempo necessario perché il loro livello di radioattività si riduca della metà.

Si definiscono, così, quattro grandi famiglie di rifiuti radioattivi :

1 – “Rifiuti altamente e mediamente radioattivi, a vita lunga” (provenienti, generalmente, dalle attività elettronucleari,essi contengono più del 95% della radioattività totale, ma costituiscono meno del 4% circa del volume di rifiuti radioattivi);

2 –  “Rifiuti debolmente radioattivi, a vita lunga” (rifiuti di trattamento del minerale di uranio, per es.);      

3 – “Rifiuti debolmente o mediamente radioattivi, a vita breve” (comprendono generalmente materiali di lavoro di diversa provenienza : istallazioni nucleari, ospedali, laboratori di ricerca, industria metallurgica, ecc. e rappresentano il 90% circa dell’insieme dei rifiuti radioattivi);

4 – “Rifiuti di debolissima radioattività” (provenienti, generalmente, dallo smantellamento di centrali o altri siti nucleari o altro, contengono residui cementizi, ferrosi, plastica,ecc. La loro attività è molto vicina a quella naturale).

Ogni  rifiuto nucleare trova, quindi, la sua collocazione precisa in una di queste categorie, in funzione  della sua pericolosità iniziale e della sua durata.

Sarà necessario, nel seguito, esporre le soluzioni attualmente adottate per trattare e condizionare questi rifiuti ed isolarli dall’uomo e dall’ambiente, per il tempo necessario, in condizioni di inalterabile sicurezza. Con particolare attenzione per quelli ad alta radiotossicità ed a vita lunga provenienti dall’industria  elettronucleare. 

 Sabino Gallo