Le caratteristiche dei reattori di tipo RBMK 1000 ed il ruolo giocato nel susseguirsi degli eventi catastrofici del 25 e 26 aprile 1986.

A Chernobyl erano localizzati in un unico sito 4 reattori nucleari (più 2 in costruzione al momento dell'incidente del 1986). Tutti e 4 erano RMBK 1000.
Le unità 1 e 2 erano state costruite tra il 1970 ed il 1977, mentre le Unità 3 e 4, con stesso disegno, erano state completate nel 1983. Durante gli anni della costruzione dei reattori 3 e 4, in piena guerra fredda e nell'era dell'espansione nucleare, alcuni rapporti del KGB sovietico (21 febbraio 1979, 16 marzo e 23 marzo dello stesso anno) denunciavano carenze ed errori sia nella progettazione che nella fase di costruzione dei reattori ed indicavano contromisure e la costituzione di apposite commissioni di inchiesta. Ma niente e nessuno poteva fermare il progresso, "l'atomo buono" come i sovietici amavano dire a quel tempo.
L'unità 4 di Chernobyl era dunque un reattore RMBK 1000 funzionante ad uranio naturale leggermente arricchito (intorno al 2%): utilizzava grafite come moderatore e acqua per il raffreddamento.
In questo tipo di reattori, quindi, moderatore e refrigerante sono diversi: questa filiera (come le altre della serie RMBK e VVER) é poi priva della cupola di contenimento.
La diversità tra moderatore e refrigerante gioca un ruolo di primo piano.
Nei reattori a pressione VVER (e anche nei PWR occidentali, come quello di Three Mile Island), quando si perde l'acqua di raffreddamento si diminuiscono le reazioni nucleari a catena perchè non vengono più rallentati neutroni: in questo caso le barre di controllo rappresentano un secondo sistema di sicurezza.
Ma quando il moderatore é grafite e si perde l'acqua di raffreddamento, i neutroni continuano ad essere rallentati dalla grafite e le reazioni a catena proseguono indisturbate. In questo caso é decisivo l'inserimento rapido delle barre di controllo che assorbono neutroni. Però la velocità di inserimento delle barre dipende dalla fornitura elettrica. Ma la perdita improvvisa di acqua può originare un black-out.
Cosicchè diventa indispensabile un secondo sistema elettrico di emergenza che controlli separatamente ogni gruppo di barre di controllo (dalle 30 alle 36 per ogni gruppo).
Il corpo dei reattori RBMK é costituito da circa 2.500 blocchi di grafite (oltre 1.500 tonnellate), che hanno il ruolo di moderatore, ed all'interno dei quali sono ricavate le aperture nelle quali sono inseriti i canali del combustibile. Tali canali sono costituiti da circa 1.700 tubi, all'interno dei quali sono disposti, in due fasci di barre sovrapposti, gli elementi di combustibile che vengono direttamente lambiti dall'acqua refrigerante.
Il sistema di refrigerazione é costituito nel suo insieme da due circuiti indipendenti, funzionanti in parallelo, ognuno in grado di raffreddare una metà del nocciolo.
Il reattore RMBK é dotato di un sistema di refrigerazione di emergenza, ma non é dotato di un sistema di contenimento, bensì di un sistema di confinamento compartimentato. Si tratta in pratica di varie stanze che circondano il reattore dentro le quali si sarebbe dovuta espandere la radioattività che l'incidente massimo previsto nel progetto avrebbe rilasciato.
Vi é poi una esagerata lentezza nell'inserimento delle barre di controllo (20 secondi contro meno di 2 secondi di tutti gli altri reattori nucleari al mondo). Questi reattori non hanno barre di emergenza ad inserimento rapido. Le barre di controllo, costituite di carburo di boro, hanno all'estremità una punta in carbonio che, nella fase iniziale di inserimento delle barre, aggiunge reattività invece di diminuirla.
La montagna di grafite del moderatore ha la proprietà di infiammarsi all'aria libera, con la conseguenza di rendere facile la dispersione nell'atmosfera delle sostanze radioattive che sono a suo contatto.
In ultimo, i reattori RMBK non posseggono nè dispositivi di purificazione delle emissioni gassose nè di un edificio di contenimento (nei reattori di tipo PWR, ad esempio, questo é solitamente in calcestruzzo): un simile edificio avrebbe, nel peggiore dei casi, diminuito notevolmente e rallentato la fuoriuscita di radioattività nell'ambiente.
Il nocciolo é alto circa 7 metri ed ha un diametro di 12 metri circa. Vi sono 211 barre di controllo e 4 pompe di raffreddamento principale, una delle quali é sempre pronta ad essere azionata.
La più importante caratteristica di questo reattore é di possedere una grande instabilità a basse potenze.
Ciò significa che se la potenza aumenta, o il flusso dell'acqua diminuisce, c'é un aumento di produzione del vapore nei canali in cui é contenuto il combustibile, cosicchè i neutroni che saranno stati assorbiti dall'acqua più densa, origineranno un numero maggiore di fissioni nel combustibile.
In ogni caso all'aumentare della potenza aumenta la temperatura del combustibile, e questo ha l'effetto di ridurre il flusso di neutroni (coefficiente di combustibile negativo). L'effetto complessivo di queste due opposte caratteristiche varia con il livello di potenza.
Quando si opera normalmente ad alta potenza, predomina l'effetto temperatura, di modo che non hanno luogo escursioni di potenza per eccessivo surriscaldamento.
Ma a potenze più basse, a meno del 20% di quella massima, l'instabilità é dominante ed il reattore diventa propenso ad improvvisi sbalzi di potenza.
Questo sarà il maggior fattore che influirà sull'incidente.


Fonti: IAEA, R. Renzetti.

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