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Il reattore era chiamato RBMK-1000. Le lettere indicano un acronimo che in russo significa reattori a canali di potenza elevata e il numero che segue indica la potenza prodotta: 1000 MW (che significa un milione di watt, corrispondenti a 3200 MW termici). Il reattore in questione era il quarto di sei previsti per la centrale, con gli ultimi due ancora in fase di costruzione. Ecco un elenco di caratteristiche del reattore.
1) Il nocciolo, a forma di cilindro di 12 metri di diametro e 7 metri di altezza, costituito da 2488 blocchi di grafite (oltre 1500 tonnellate), riporta 1661 fori cilindrici in direzione assiale, di circa 9 centimetri di diametro; questi fori servono ad ospitare sia i tubi contenenti il combustibile (detti tubi di forza), sia 211 barre che controllano il processo di fissione. Tutti questi tubi sono lambiti dall'acqua di raffreddamento, pompata a pressione, che a funzionamento a regime esce dalla caldaia ad una temperatura di circa 248 gradi centigradi, diretta al separatore di vapore e successivamente alla turbina. Attorno al nocciolo, lungo il bordo del contenitore, uno schermo di berillio e grafite serve a riflettere verso l'interno del nocciolo i neutroni prodotti dalle reazioni, che altrimenti si disperderebbero all'esterno diminuendo l'efficenza del processo.
2) Il combustibile e' costituito da pastiglie di ossido di uranio, arrichito solamente al 2%; a causa del basso arricchimento, gli elementi del combustibile si esauriscono prima e devono venire cambiati di frequente, a reattore in funzione. A seguire questa operazione e' un enorme macchinario, collocato sopra il nocciolo: in conseguenza alle enormi dimensioni dell'apparato di ricambio e del reattore, non era possibile la costruzione della caratteristica cupola di tenuta in caso di esplosione di gas: un simile edificio avrebbe almeno, nel peggiore dei casi, diminuito e rallentato l'emissione di sostanze radioattive nell'ambiente. Esiste invece un semplice sistema di confinamento a compartimenti, una serie di stanze attorno al reattore, collegate tra loro, dentro le quali si sarebbe dovuta espandere la radioattivita' rilasciata dal massimo incidente previsto in fase di progetto. Purtroppo non era stato previsto un incidente di tali dimensioni!
3)Instabilita' meccanica del nocciolo. A bassa potenza vibra.
4) Limitata efficacia del sistema di protezione: questi reattori non hanno barre ad inserimento rapido. L'inserimento delle barre di controllo e di emergenza dipende dalla presenza di tensione, ma la perdita improvvisa di acqua puo' provocare un blackout. Cosicche' diventa indispensabile un secondo sistema elettrico di emergenza che controlli separatamente ogni gruppo di barre di controllo.
5) Insufficenti caratteristiche della refrigerazione d'emergenza: il sistema e' complesso e non abbastanza ridondante.
6) Instabilita' spaziale della potenza. Le grandi dimensioni del reattore sono causa di instabilita' locale della potenza dovuta alla produzione di xenon, un gas che assorbe i neutroni. Richiede per tanto un efficente controllo a zone realizzato mediante computer online, una tecnica estremamente delicata, e presenta un'eccessiva dipendenza della regolazione e controllo dell'impianto da interventi degli operatori.
7)Mancanza del tubo di calandra. Nei reattori a tubi in pressione, oltre al tubo di forza in zirconio e niobio, esiste un secondo tubo, denominato calandra, il quale, in caso di rottura del primo, riesce a contenere la sovrapressione dovuta alla fuoriuscita di vapore. L'intercapedine tra i due tubi costituisce una barriera termica tra il tubo di forza e la calandra; essa permette inoltre il posizionamento di precoce rivelazione di perdite d'acqua in caso di fessurazione del tubo di forza. Al contrario, nei reattori RMBK il tubo di forza e' quasi a contatto con la grafite e la rottura del tubo fa riversare l'acqua su di essa, che trovandosi ad alta temperatura, potrebbe formare una miscela esplosiva composta da idrogeno e ossido di carbonio.
8) Un'altra caratteristica del reattore RBMK e' di avere la grafite come moderatore e l'acqua come refrigerante. La diversita' tra moderatore e refrigerante gioca un ruolo di primo piano essendo causa di instabilita' a basse potenze. Nei reattori a pressione VVER (e anche nei PWR occidentali), moderati ad acqua, quando questa si riscalda e la sua densita' diminuisce, diminuiscono anche le reazioni nucleari a catena perche' con meno efficacia i neutroni vengono rallentati alla loro energia termica e cosi' l'energia generata diminuisce, fino allo spegnimento della reazione: in questo caso le barre di controllo sono un secondo sistema di sicurezza. Questa caratteristica di sicurezza intrinseca è invece assente negli RBMK, poiche' il moderatore a grafite e' sufficente per rallentare i neutroni e mantenere la reazione a catena, ed il refrigerante ad acqua funge anche da assorbitore di neutroni. Quando parte dell'acqua si trasforma in vapore diminuisce l'assorbimento di neutroni, mentre la moderata assicurazione della grafite rimane stabile, causando così un aumento dell'energia prodotta. In questo caso sarebbe decisivo l'inserimento rapido delle barre di controllo per l'assorbimento di neutroni(da 30 a 36 per gruppo). Qui troviamo altre due anomalie: le barre di controllo, costituite da carburo di boro, hanno all'estremita' una punta di carbonio che, nella fase iniziale di inserzione inizia ad aggiungere radioattivita' invece di diminuirla. Per ultimo, l'inserimento delle stesse e' molto lento (20 secondi contro il meno di due secondi di tutti gli altri reattori del mondo). Il problema di fondo resta comunque che un disastro di tale portata non si era previsto in fase di progetto. Esistono comunque anche sistemi a buon livello di sicurezza: i)gli ambienti contenenti la pompa di circolazione principale, il sistema refrigerante di sicurezza e i separatori di vapore possono resistere ad elevate pressioni (4,5 bar), difatti queste parti non sono state distrutte dall'esplosione. ii)nel caso di rottura del tubo a pressione, il vapore e l'idrogeno che si formano vengono raccolti in un sistema chiuso d'acciaio che puo' resistere a pressioni elevate. iii)i sistemi di controllo che segnalano eventuali situazioni di rischio intervengono autonomamente a spegnere il reattore in caso di necessita'. Come vedremo questi sistemi vennero disattivati e non poterono salvare l'impianto.
Moon |