Corium e radioattività dopo la fusione nucleare di Chernobyl

Il rifiuto radioattivo più pericoloso al mondo è probabilmente il "piede dell'elefante", il nome dato al flusso solido dalla fusione nucleare al Centrale nucleare di Chernobyl il 26 aprile 1986. L'incidente si è verificato durante un test di routine quando un picco di corrente ha innescato un arresto di emergenza che non è andato come previsto.

La temperatura interna del reattore aumentò, causando un aumento di potenza ancora maggiore e le barre di controllo che avrebbero altrimenti potuto gestire la reazione furono inserite troppo tardi per aiutare. Il calore e la potenza salirono al punto in cui l'acqua utilizzata per raffreddare il reattore fu vaporizzata, generando una pressione che fece esplodere il gruppo del reattore in una potente esplosione.

Senza mezzi per raffreddare la reazione, la temperatura era fuori controllo. Una seconda esplosione ha gettato in aria parte del nucleo radioattivo, inondando l'area di radiazioni e provocando incendi. Il nucleo cominciò a sciogliersi, producendo un materiale simile alla lava calda, tranne per il fatto che era anche selvaggiamente radioattivo. Mentre i fanghi fusi trasudavano attraverso i tubi rimanenti e fondevano il cemento, alla fine si indurirono in a messa simile al piede di un elefante o, per alcuni spettatori, Medusa, la mostruosa Gorgone dal greco mitologia.

Il piede dell'elefante è stato scoperto dagli operai nel dicembre 1986. Era sia fisicamente caldo che nucleare, radioattivo al punto che avvicinarsi per più di qualche secondo costituiva una condanna a morte. Gli scienziati hanno messo una macchina fotografica su una ruota e l'hanno spinta fuori per fotografare e studiare la massa. Alcune anime coraggiose uscirono in massa per prelevare campioni per l'analisi.

Ciò che i ricercatori hanno scoperto è che il piede dell'elefante non era, come alcuni si aspettavano, i resti del combustibile nucleare. Invece, era una massa di cemento fuso, schermatura del nucleo e sabbia, tutti mescolati insieme. Il materiale è stato nominato corium dopo la porzione del reattore che lo ha prodotto.

Il piede dell'elefante è cambiato nel tempo, gonfiando polvere, spaccandosi e decomponendosi, ma nonostante ciò, è rimasto troppo caldo perché gli umani si avvicinassero.

Gli scienziati hanno analizzato la composizione del cerio per determinare come si è formata e il vero pericolo che rappresenta. Hanno imparato che il materiale si è formato da una serie di processi, dallo scioglimento iniziale del nucleo nucleare nello Zircaloy (una lega di zirconio con marchio di fabbrica) rivestimento alla miscela con sabbia e silicati di cemento fino a una laminazione finale mentre la lava si scioglieva attraverso i pavimenti, solidificandosi. Il Corium è essenzialmente un vetro silicato eterogeneo contenente inclusioni:

• ossidi di uranio (dai pellet di combustibile)
• ossidi di uranio con zirconio (dallo scioglimento del nucleo nel rivestimento)
• ossidi di zirconio con uranio
• ossido di zirconio-uranio (Zr- U-O)
• silicato di zirconio con fino al 10% di uranio [(Zr, U) SiO4, che si chiama chernobilite]
• alluminosilicati di calcio
• metallo
• minori quantità di ossido di sodio e ossido di magnesio

Se dovessi guardare il corio, vedresti ceramica nera e marrone, scorie, pomice e metallo.

La natura dei radioisotopi è che nel tempo decadono in isotopi più stabili. Tuttavia, lo schema di decadimento di alcuni elementi potrebbe essere lento, più la "figlia" o il prodotto di decadimento potrebbe anche essere radioattivo.

Il corium del piede dell'elefante era considerevolmente più basso 10 anni dopo l'incidente ma era ancora follemente pericoloso. A 10 anni, le radiazioni del corio erano scese a 1/10 del suo valore iniziale, ma la massa è rimasta abbastanza calda fisicamente ed emessa abbastanza radiazione che 500 secondi di esposizione avrebbero prodotto malattie da radiazioni e circa un'ora era letale.

L'intenzione era quella di contenere il piede di elefante entro il 2015, nel tentativo di ridurre il livello di minaccia ambientale.

Tuttavia, tale contenimento non lo rende sicuro. Il corium del piede dell'elefante potrebbe non essere così attivo come era, ma sta ancora generando calore e si sta ancora sciogliendo nella base di Chernobyl. Se riuscisse a trovare l'acqua, potrebbe derivarne un'altra esplosione. Anche se non si verificasse alcuna esplosione, la reazione contaminerebbe l'acqua. Il piede dell'elefante si raffredderà nel tempo, ma rimarrà radioattivo e (se si fosse in grado di toccarlo) caldo per secoli a venire.

Chernobyl non è l'unico incidente nucleare a produrre corium. Il corium grigio con macchie di giallo si è anche formato in parziale crollo della centrale nucleare di Three Mile Island negli Stati Uniti nel marzo 1979 e della centrale nucleare di Fukushima Daiichi in Giappone nel marzo 2011. Vetro prodotto da test atomici, come ad esempio Trinitite, è simile.