Sono passati quarant’anni dal più grave incidente nucleare della storia. L’esplosione della centrale di Chernobyl diffuse in tutta Europa la paura dell’energia atomica e segnò profondamente anche l’Italia, dove il referendum del 1987 decretò di fatto la fine del nucleare nel Paese. Ma Chernobyl fu molto più di un disastro ambientale: rappresentò anche uno dei primi segnali del declino dell’Unione Sovietica, che pochi anni dopo sarebbe crollata insieme al Muro di Berlino. Alla base dell’incidente ci furono errori umani, procedure sbagliate e un impianto molto instabile. Poi, nella notte, un’esplosione che nessuno avrebbe dimenticato.

Il test

Era la notte del 26 aprile 1986. Il reattore 4 Chernobyl era impegnato in un test elettrotecnico per verificare se l’energia prodotta per inerzia dal turboalternatore dopo lo spegnimento potesse, in caso di black-out, alimentare le pompe di raffreddamento nel lasso di tempo necessario all’attivazione dei diesel di emergenza. “L’obiettivo” spiega il dottor Davide Giusti, primo ricercatore dell’Enea (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile) “era risparmiare sull’impiego di batterie ad alta potenza, estremamente costose. Per fare questo test avrebbero dovuto spegnere il reattore e misurare la qualità e quantità di potenza erogata”.

Il primo errore

Il test prevedeva di “abbassare la potenza del reattore, fino a 200 MW elettrici”. Quando ha raggiunto circa 500MW, il gestore della rete elettrica della regione di Kiev, che riceveva l’energia dalla centrale, ha chiesto di continuare a ricevere energia per qualche ora. Gli operatori avrebbero dovuto rispondere negativamente, invece hanno deciso di ascoltare questa richiesta, contravvenendo alle raccomandazioni di sicurezza. Questa è la prima volta che gli ingegneri alterano il corso dell’esperimento.

L’avvelenamento da xeno

“Avendo fatto andare a lungo il reattore a metà potenza, all’interno si era accumulato un violento assorbitore di neutroni, lo xeno”. Così quando gli operatori hanno cercato di abbassare la potenza da 500MW a 200MW per eseguire il test, è stato necessario abbassare la reattività. Per questo gli operatori hanno abbassato le barre di controllo.

Il secondo errore

A quel punto il reattore però non era più nella condizione necessaria per lo svolgimento del test. Le specifiche di prova volevano che il reattore venisse gradatamente portato a 200 MW e che solo a quel punto lo si spegnesse per fare la misura di elettricità. Invece a causa della presenza di xeno, il reattore si stava spegnendo da solo. Gli operatori avrebbero dovuto fermarsi e riprogrammare il tutto in altra occasione. Ma hanno deciso di proseguire. Questa è la seconda volta che gli ingegneri alterano il corso dell’esperimento. A quel punto, con il reattore quasi spento, hanno cercato di riaccenderlo. Ma c’era lo xeno che si opponeva alla vita dei neutroni. “A quel punto hanno fatto quello che gli operatori dell’impianto non avrebbero mai potuto né dovuto fare: hanno tirato su tutte le barre di controllo ed anche quelle di regolazione” spiega il dottor Giusti. Il reattore in quel momento è diventato “sovra-critico”, ovvero si è generata una situazione di instabilità, con la potenza che cresceva.

Le barre in grafite

Un dettaglio fondamentale è che le barre di controllo del reattore non erano costruite in boro per la loro intera lunghezza, ma alle estremità erano in grafite: questo dettaglio faceva in modo che i neutroni fossero rallentati e la reazione a catena fosse più efficiente. Gli operatori si sono accorti che la situazione stava diventando troppo instabile per essere gestita e così hanno deciso di riabbassare tutte le barre di controllo e di regolazione. Ma la grafite a contatto con i neutroni, invece di deprimere la reazione, ha portato il reattore in una condizione ancora peggiore, di “sovra-pronto-criticità” causata da neutroni con una bassissima vita media e perciò elevatissima capacità di generare improvvisamente potenza.

L’esplosione

Questa ha generato in pochi decimi di secondo una potenza 30 volte superiore a quella prevista dal progetto. L’acqua dentro al nocciolo in un istante è evaporata, la pressione è aumentata. Questo aumento ha causato una violenta esplosione, come in una pentola a pressione. Il tetto del reattore è volato via. La matrice di grafite ha iniziato a bruciare e le barrette di combustibile a spaccarsi. Il reattore si stava fondendo. I prodotti della fissione, di norma contenuti dalle barre, hanno iniziato a muoversi per il nocciolo. Il fuoco della grafite ha creato una colonna calda che ha fatto in modo che tutta la radioattività si diffondesse prima sul cielo della vicina Pripyat e poi in giro per il mondo.

Il coefficiente di reattività dei vuoti positivo

“Gli operatori in sostanza hanno cercato di condurre il test senza rispettare le indicazioni manualistiche disinnescando ogni meccanismo che potesse garantire stabilità al reattore”. Ma soprattutto c’è la causa centrale di tutti i problemi di Chernobyl, ovvero il coefficiente di reattività dei vuoti positivo, che rende quel reattore diverso da quelli occidentali. “All’interno del reattore possono formarsi dei “vuoti” all’aumentare della potenza.  Se l’effetto di questi vuoti è positivo sulla fissione, vuol dire che la reazione a catena aumenta, anziché diminuire”. La maggior parte dei reattori già all’epoca aveva una reattività dei vuoti negativa, cosa che li rendeva molto più stabili perché il vuoto incideva sulla fissione stabilizzando la reazione a catena. “Questo non significa che il reattore di Chernobyl fosse pessimo. Ma oggi nessuna autorità di sicurezza approverebbe mai un reattore per la produzione di energia con un coefficiente di reattività dei vuoti positivo, che era la causa dell’instabilità di quel reattore”.

Le vittime

Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia atomica le vittime sono 63, contando le persone decedute, sul colpo e quelli che [hanno] contratto la sindrome da radiazioni acuta. Tra i bambini e i ragazzi entro i 5 anni, nei successivi vent’anni si sono registrati 4 mila casi di tumore alla tiroide: solo 9 di loro sono morti per degenerazione del tumore. Tuttavia, vi è un notevole dibattito su una stima precisa del numero di decessi a causa degli effetti a lungo termine sulla salute e dei malati a causa dell’esposizione alle radiazioni.

Il silenzio dell’Urss

Le autorità sovietiche all’inizio non divulgarono la notizia, ma la mattina del 28 aprile la Svezia rilevò un aumento anomalo delle radiazioni e chiese spiegazioni all’URSS, che però negò tutto. Solo alle ore 21 di quello stesso giorno la TASS ne diede notizia. Vi furono pesanti conseguenze per la credibilità e il prestigio tecnico-scientifico dell’Unione Sovietica.

Le radiazioni

Le radiazioni di Chernobyl, ma anche dell’incidente di Fukushima nel 2011, sono state rilevate fino in Italia, “ma questo non significa che ci siano delle conseguenze, tant’è che i maggiori effetti sono stati puramente psicologici”. Il dottor Giusti ha visitato la zona di esclusione nel 2011 ed ha effettuato delle misurazioni. L’intensità della radioattività sulla parete dell’impianto è di poco più di 6 µSv/h (microsievert per ora): è un valore elevato ma che va letto in un certo tipo di contesto. Nel 1986 infatti era di 500 µSv/h. Secondo la Federal Aviation Administration in un volo di linea si assorbono circa 4 µSv/h e nelle rotte polari si arriva fino a 9 µSv/h.

“Pericolosità zero”

Dopo l’incidente circa 100mila persone evacuarono la vicina città di Pripyat. Da quel giorno la natura ha preso possesso delle zone abbandonate e gli animali hanno ripopolato la campagna. Secondo il dottor Giusti, “la pericolosità di quel luogo è zero. La radioattività di quasi l’intero territorio attorno a Chernobyl è inferiore a quella nelle nostre case e del fondo ambientale italiano”. Per rendere l’idea di quanto sia ampio il divario tra percezione e realtà, Sergey Gashchak, capo del Dipartimento presso il Centro di Chernobyl per la Sicurezza Nucleare, i Rifiuti Radioattivi e la Radioecologia, una volta ha riferito ai colleghi stranieri in visita un commento provocatorio del suo capo di dipartimento di allora: “Se volete proteggere la natura, fate in modo che si verifichino incidenti nucleari”. Un paradosso apparente, ma che rispecchia la situazione della zona di esclusione di Chernobyl dove l’allontanamento degli esseri umani ha liberato l’ambiente dalla pressione antropica. Non un villaggio fantasma, come è spesso descritto in occidente, ma un’importante oasi ecologica.

Il referendum

Ma la paura del nucleare si diffuse in tutta Europa, tanto che con il referendum del 1987 l’Italia decise di fermare la produzione di energia nucleare e chiudere le 4 centrali presenti sul suolo nazionale. Si trattò però di una scelta unica al mondo. Gli altri paesi continuarono a investire sull’atomo, tanto che, secondo il rapporto Eurostat 2024 sull’energia, il 40% del fabbisogno energetico della Francia deriva dalle proprie centrali nucleari. In Slovacchia è il 30%, in Svezia il 26%. L’Italia invece affida il 36% delle sue esigenze energetiche al gas, cosa che crea non poche complicazioni nel contesto geopolitico attuale.
La Germania invece nel 2011, all’indomani dello tsunami di Fukushima, diede il via al processo di spegnimento delle centrali nucleari. Nel 2023 però, secondo sondaggio condotto dagli istituti di ricerca d’opinione YouGov e Sinus, è emerso che quasi una persona su due in Germania ritiene che l’abbandono del nucleare sia stato sbagliato.

Sicurezza: lezione imparata

Proprio a causa della diffusa paura del nucleare, la ricerca negli ultimi 30 anni si è mossa soprattutto nella direzione di migliorare le misure di sicurezza delle centrali. Il reattore di Chernobyl era instabile a bassa potenza e privo di un edificio di contenimento per bloccare il rilascio radioattivo. Come sottolinea Enrico Ricotti, professore ordinario di ingegneria nucleare al Politecnico di Milano, “già all’epoca una centrale con queste caratteristiche non poteva essere costruita in occidente”. Se nell’incidente di Three Mile Island in Pennsylvania nel 1979, il guscio protettivo fu decisivo, il disastro di Fukushima del 2011 causato da uno tsunami ha spinto la ricerca verso sistemi di sicurezza passivi e diesel trasportabili per garantire il raffreddamento d’emergenza. Inoltre tra i nuovi requisiti europei c’è anche quello per cui tutte le centrali devono resistere all’impatto di un aereo di linea. “Questo requisito è stato inserito dopo l’11 settembre” aggiunge Ricotti, ricordando gli attentati che hanno colpito gli Stati Uniti nel 2001. Ma non solo: i nuovi sistemi di sicurezza hanno anche ridotto la dipendenza dall’errore umano e aumentato i controlli sulle procedure. A Chernobyl gli operatori rimossero almeno due sistemi di sicurezza. “Ma ad oggi ci sono dei protocolli di sicurezza che per loro natura non possono essere disinstallati e dei controllori che vigilano sulla corretta adempienza alle norme” spiega il professor Ricotti.

Dagli Smr agli Amr

Gli Small Modular Reactor (SMR) rappresentano la nuova frontiera del nucleare, invertendo il trend storico che ha portato i reattori dai 300 MW iniziali ai moderni 1600 MW per sfruttare l’economia di scala. Sebbene questi impianti siano più piccoli (100-400 MW), il professor Ricotti spiega che il vantaggio risiede nell’economia dei moduli. “Costruire i prodotti in serie permette di ridurre il costo di produzione”. La possibilità di fabbricare i componenti in officina per poi assemblarli in sito riduce drasticamente la durata e i costi della costruzione sul luogo. Questo approccio abbatte il rischio finanziario, richiedendo investimenti di circa 3 miliardi di euro invece dei 10-15 necessari per i grandi reattori di nuova generazione.
Agli Small Modular Reactor si affiancano gli Advanced Modular Reactor che sono basati su tecnologie innovative: invece di essere raffreddati ad acqua sfruttano il metallo liquido oppure sodio, piombo o sali fusi. Il professor Ricotti spiega che “queste macchine hanno un maggior rendimento e possono anche bruciare le scorie radioattive prodotte dal sistema stesso”.

Il problema delle scorie

Proprio le scorie radioattive sono uno degli argomenti che spaventano di più l’opinione pubblica, ignorando però che “la maggioranza dei rifiuti è a bassissima radioattività” e per quelli ci sono molte soluzioni in tutta Europa. “I rifiuti sono confinati entro in barriere ingegneristiche multiple, riposte sottoterra”. Tali soluzioni sono totalmente compatibili con il rischio sismico italiano, spiega il professor Ricotti, tanto che vengono impiegate anche in Giappone dove il livello di criticità è molto più alto. In Francia sono addirittura collocati nella regione in cui si produce lo Champagne, a testimonianza dell’impenetrabilità dei container.

L’Italia e la sfida del nuovo nucleare

Nonostante l’addio degli anni ’80, l’Italia vanta la seconda filiera nucleare d’Europa, con 100 aziende già impegnate nella costruzione di reattori in Inghilterra. Secondo il professor Ricotti, “avremmo quasi tutte le competenze e le possibilità operative” per tornare a costruire in casa, posizionandoci subito dopo la Francia nell’alleanza europea per i piccoli reattori. In un contesto geopolitico difficile come quello odierno, disporre del nucleare sarebbe importantissimo, secondo il professor Ricotti. In Europa infatti il 25% dell’energia elettrica prodotta è nucleare. Considerando che l’Italia importa il 15% dell’elettricità dalla Francia, significa che “un cellulare su sei è caricato da energia nucleare” prodotta da altri.

Il futuro dell’Italia

“Per il futuro è fondamentale che l’Italia riduca le proprie dipendenze energetiche”. L’Europa è in grado autonomamente di arricchire e produrre il combustibile, progettare, costruire, gestire e smantellare le centrali nucleari. Per l’approvigionamento di uranio potrebbe svincolarsi da partner russi o kazaki attingendo da paesi “amici” come Australia e Canada. Se il governo sbloccasse l’iter legislativo, una grande centrale richiederebbe 10 anni e circa 12 miliardi di euro, secondo il professor Ricotti. La vera opportunità sono però gli SMR: con un investimento di soli 3-4 miliardi, potrebbero essere pronti in 5 anni, riducendo drasticamente tempi e rischi finanziari e permettendo all’Italia di “allenarsi” con tecnologie più agili.