Le reazioni a catena si sono riaccese a Fukushima dopo lo tsunami, afferma un nuovo studio

I reattori nucleari producono sottoprodotti radioattivi che decadono a velocità diverse. Un sottoprodotto comune è lo iodio-131 che ha un'emivita di circa 8 giorni mentre un altro è il cesio-137 con un'emivita di circa 30 anni.

Quando un reattore si spegne, lo iodio decade più rapidamente, quindi il rapporto tra questi due isotopi cambia rapidamente nell'arco di alcuni giorni. Ecco perché misurare questo rapporto è un buon modo per capire quando le reazioni nucleari sono terminate.

Ci sono alcuni fattori complicanti, tuttavia. Il più importante di questi è che il rapporto tra iodio-131 e cesio-137 per iniziare dipende da quanto tempo il reattore è in funzione e quindi non è costante.

Questo perché, dopo l'accensione di un reattore, i livelli di iodio-131 raggiungono un equilibrio su una scala temporale simile alla sua emivita di circa 8 giorni.

Ma il cesio-137, con un'emivita di 30 anni, impiega molto più tempo per raggiungere l'equilibrio. A tutti gli effetti, i livelli di cesio-137 in un reattore continuano a crescere costantemente durante le scale temporali durante le quali i reattori vengono solitamente utilizzati.

Il reattore di Fukushima è stato colpito da un terremoto di magnitudo 9 alle 14:46 ora locale dell'11 marzo. I tre reattori in funzione sono stati immediatamente spenti.

Circa un'ora dopo, però, la struttura è stata colpita da uno tsunami con onde alte fino a 5 metri. Ciò ha distrutto la capacità di raffreddamento elettrico dei reattori e i reattori hanno iniziato a riscaldarsi. La reazione tra il vapore acqueo e il rivestimento in zirconio dei combustibili nucleari ha generato idrogeno che è esploso nei reattori 1, 3 e 4.

La domanda nella mente di molte persone è se il combustibile nucleare caldo si sia poi sciolto permettendo la formazione di una massa critica di combustibile fuso, consentendo il riavvio delle reazioni a catena.

Oggi, Tetsuo Matsui dell'Università di Tokyo, afferma che i dati limitati di Fukushima indicano che le reazioni nucleari a catena devono essersi riaccese a Fuksuhima fino a 12 giorni dopo l'incidente.

Matsui afferma che le prove provengono dalle misurazioni del rapporto tra cesio-137 e iodio-131 in diversi punti intorno alla struttura e nell'acqua di mare nelle vicinanze. Ha calcolato quale doveva essere il rapporto di partenza assumendo che i reattori fossero in funzione da 7 a 12 mesi.

Dice che i rapporti degli scarichi nei reattori 1 e 3 di Fukushima sono coerenti con le reazioni nucleari terminate al momento del terremoto.

Tuttavia, i dati dallo scarico vicino al reattore 2 e dalla vasca di raffreddamento al reattore 4, dove sono immagazzinate le barre di combustibile esaurito, indicano che le reazioni devono essere state bruciate molto più tardi.

I dati dei campioni d'acqua della vasca di raffreddamento dell'unità 4 e del sub-drain vicino al reattore dell'unità 2 mostrano un'anomalia che può indicare, se sono corretti, che alcuni di questi prodotti di fissione sono stati prodotti da reazioni nucleari a catena riaccese dopo il terremoto, dice.

Queste reazioni a catena devono essersi verificate molto tempo dopo l'incidente. Sarebbe difficile comprendere l'anomalia osservata vicino al reattore dell'unità 2 senza presumere che una quantità significativa di prodotti di fissione sia stata prodotta almeno 10 - 15 giorni dopo X-day, afferma Matsui.

Quindi le cose nel reattore 2 devono essere state estremamente pericolose fino alla fine di marzo.

Matsui sottolinea che ci sono alcuni potenziali punti interrogativi sui dati. Una possibilità è che le proprietà chimiche del cesio e dello iodio potrebbero significare che vengono eliminati dai reattori a velocità diverse, modificando i loro rapporti.

Ma è difficile vedere quali processi chimici potrebbero essere responsabili di questo e ancora più difficile capire perché si verificano in alcuni luoghi ma non in altri a Fukushima.

Naturalmente, non sarà possibile determinare esattamente cosa è successo nel reattore 2 e negli stagni di combustibile esaurito del reattore 4 finché i siti non saranno stati esaminati fisicamente in dettaglio.

Ma nel frattempo, l'analisi di Matsui ci fornisce una delle migliori intuizioni finora sulla natura del disastro che si è verificato dopo lo tsunami.

Rif: arxiv.org/abs/1105.0242 : Decifrare i rapporti misurati tra iodio-131 e cesio-137 nei reattori di Fukushima

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