La rottura della diga di Kakhovka mette a rischio la centrale nucleare di Zaporizhzhia

Un'esplosione il 6 giugno 2023 ha distrutto la diga di Kakhovka sul fiume Dnepr, nell'Ucraina orientale. La rottura ha abbassato il livello dell’acqua in un bacino idrico a monte della centrale nucleare di Zaporizhzhia, nella città di Enerhodar. Il serbatoio fornisce l'acqua necessaria per raffreddare i reattori spenti dell'impianto e il combustibile esaurito, ovvero l'uranio che è stato in gran parte, ma non completamente, esaurito dalla reazione di fissione che alimenta le centrali nucleari.

L'Agenzia internazionale per l'energia atomica, che ha ispettori sul posto per monitorare gli effetti della guerra nell'impianto, ha rilasciato una dichiarazione affermando che non c'era alcun pericolo imminente. Tuttavia, la distruzione della diga aumenta il rischio di un disastro presso l’impianto, rischio già aggravato dai combattimenti in corso nella zona.

The Conversation ha chiesto a Najmedin Meshkati, professore ed esperto di sicurezza nucleare presso l'Università della California del Sud, di spiegare cosa significa l'abbassamento del livello dell'acqua per la sicurezza della centrale nucleare e i rischi attuali per il combustibile esaurito dell'impianto.

Perché l’abbassamento del livello dell’acqua rappresenta una minaccia per la centrale elettrica?

La situazione immediata sta diventando molto precaria. La diga è a valle dell'impianto, il che significa che l'inondazione non metterà a repentaglio l'impianto. Ma l’impianto attinge acqua da un importante serbatoio sul fiume per il suo sistema di raffreddamento. Questo bacino si sta prosciugando perché la diga a valle è stata danneggiata.

L’impianto non ha bisogno dell’enorme quantità di acqua che altrimenti avrebbe perché i suoi sei reattori sono in fase di spegnimento a freddo. Ma l’impianto ha ancora bisogno di acqua per tre scopi: ridurre il calore residuo dei reattori spenti, raffreddare il combustibile esaurito e raffreddare i generatori diesel di emergenza se l’impianto perde energia fuori sito.

Gli operatori dell'impianto hanno pompato l'acqua dal serbatoio in un bacino di raffreddamento, motivo per cui l'AIEA ha affermato che l'impianto ha abbastanza acqua per diversi mesi. Ma questa è l'ultima risorsa, motivo per cui l'agenzia ha anche affermato che è fondamentale che il bacino di raffreddamento rimanga intatto. Se l’impianto perdesse il bacino di raffreddamento, l’unica speranza sarebbe quella di provare qualcosa come hanno fatto alla centrale nucleare di Fukushima dopo il terremoto e lo tsunami in Giappone nel 2011. Hanno portato enormi pompe idriche per pompare l’acqua salata dall’Oceano Pacifico nel reattori per raffreddarli. Gli operatori dell'impianto potrebbero dover provare a pompare l'acqua dal fiume Dnepr.

Le due ancore di salvezza di qualsiasi centrale nucleare, operativa o chiusa, sono l’acqua e l’elettricità. La controffensiva ucraina appena lanciata mette queste due ancora di salvezza in ulteriore pericolo. Dopo l'occupazione russa, l'impianto ha sofferto molto e ha perso l'energia elettrica fuori sede sette volte. La mia preoccupazione immediata è che se l’impianto perde l’ultima linea elettrica rimasta, che alimenta le pompe di raffreddamento, allora dovrà fare affidamento su generatori diesel di emergenza. Ci sono 20 generatori con stoccaggio in loco per soli 10-15 giorni di fornitura di carburante. Ottenere carburante mentre è in corso la controffensiva è un’altra grande sfida.

Cosa significa avere un reattore nucleare in modalità “cold shutdown”?

La reazione di fissione che genera calore in una centrale nucleare viene prodotta posizionando una serie di barre di combustibile di uranio nelle immediate vicinanze. Lo spegnimento di un reattore nucleare comporta l'inserimento di barre di controllo tra le barre di combustibile per fermare la reazione di fissione.

Il reattore è quindi in modalità di raffreddamento man mano che la temperatura diminuisce. Secondo la Commissione di regolamentazione nucleare degli Stati Uniti, una volta che la temperatura è inferiore a 200 gradi Fahrenheit (93 gradi Celsius) e il sistema di raffreddamento del reattore è a pressione atmosferica, il reattore viene spento a freddo.

Quando il reattore è in funzione, necessita di raffreddamento per assorbire il calore e impedire la fusione delle barre di combustibile, il che innescherebbe una reazione a catena catastrofica. Quando un reattore è in fase di arresto a freddo, non necessita più dello stesso livello di circolazione.

La centrale nucleare di Zaporizhzhia utilizza reattori ad acqua pressurizzata.