Alle 14.46 dell’11 marzo del 2011 il Giappone fu scosso da quello che sarebbe stato denominato successivamente il Grande Terremoto del Giappone Orientale.

178 chilometri a nordest della centrale nucleare di Fukushima Daiichi, a 24 km sotto il fondo dell’oceano, una faglia composta da almeno due segmenti di circa 380 chilometri di lunghezza per 100 di larghezza si mosse di oltre 6 metri, generando un terremoto di magnitudo 9 (M_W), uno dei sismi più intensi mai registrati sul pianeta.

Lo sposamento del fondale marino generò inoltre un’onda di tsunami di enorme ampiezza, che si infranse sulla costa circa 50 minuti dopo il sisma con altezze localmente superiori ai 15 metri.

Nel complesso, il terremoto e, soprattutto, il conseguente tsunami hanno causato circa 20mila vittime e 360 miliardi di dollari di danni.

Negli anni successivi è emerso con chiarezza quanto il Giappone fosse nel suo complesso impreparato ad un sisma ed uno tsunami di tali proporzioni, che secondo il consenso dei sismologi giapponesi non avrebbe potuto verificarsi, nonostante alcune evidenze storiche suggerissero il contrario.

Gli effetti del terremoto sulla centrale di Daiichi

L’impianto nucleare reagì alla scossa tellurica come era lecito aspettarsi in caso di un terremoto entro i limiti progettuali (Design Base Earthquake, DBE) e i reattori in funzione si spensero automaticamente. Il cedimento della rete di trasmissione elettrica in un punto esterno alla centrale causò la perdita di alimentazione, prontamente sostituita dai generatori diesel di emergenza.

E’ importante notare che le accelerazioni spettrali osservate (nell’intervallo di frequenze 0.2-0.3 Hz) furono del 30% superiori all’accelerazione di progetto (0.61 g), ma l’impianto reagì come ad un terremoto di progetto grazie a fattori di sicurezza (un fattore 3 sulle strutture e 20% di margine su componentistica e tubazioni) applicati in fase di costruzione e successivi adeguamenti. Il danno sismico alla centrale dunque fu alquanto contenuto e gestibile.

Gli effetti dello tsunami sulla centrale di Daiichi 

51 minuti dopo la scossa l’onda di tsunami alta 13.1 metri si abbatte sulla centrale.

Questa volta l’altezza dell’onda supera quella di progetto, stimata in 5.7 metri, per cui l’impianto giaceva a 10 metri sopra il livello medio del mare. Inoltre le infrastrutture e la componentistica necessaria al raffreddamento dell’impianto a mare (Ultimate Heat Sink, UHS) si trovavano a 4 metri sopra il livello del mare, mentre l’unità 1 era stata costruita addirittura 4 metri sotto il livello del mare, il che contribuì non poco all’infiltrazione d’acqua nel reattore e dunque al volume d’acqua contaminata.

L’onda di tsunami spazza via le pompe che forniscono acqua di mare per il raffreddamento, sommerge e mette fuori uso i generatori diesel di emergenza e inonda i pannelli elettrici della strumentazione di controllo. In definitiva si verifica l’evento più temuto in una centrale nucleare, ovvero la totale perdita di alimentazione elettrica (Station Blackout, SBO).

Gestione dell’incidente presso la centrale

La severità dell’incidente con la completa perdita di alimentazione resero molto difficoltosa la gestione dell’emergenza. Il personale fu costretto ad operare in un ambiente con valori elevati di radiazioni, dovendo verificare ed operare gli strumenti analogici poiché la parte elettronica era compromessa.

D’altro canto, alcuni aspetti della gestione dell’emergenza sono positivi, come la presenza di un edificio isolato sismicamente che ha potuto servire come quartiere generale, la presenza di una squadra di vigili del fuoco con estintori chimici presso il sito (innovazione introdotta dopo l’incidente causato dal terremoto del 2007 presso la centrale Kashiwazaki-Kariwa), l’abilità (e abnegazione) del personale TEPCO nell’approntare circuiti di raffreddamento improvvisati, anche con acqua di mare, risultata nel contenimento del corium (materiale fuso del nocciolo) nel vessel (per due unità) o perlomeno nell’edificio di contenimento (per una delle unità).

Gestione dell’incidente fuori dalla centrale

Restrizioni sul consumo di cibo e bevande contaminate furono prontamente emesse, limitando enormemente la possibilità di contaminazione per ingestione.

D’altro canto, i residenti nella zona di pianificazione di emergenza (Emergency Planning Zone,EPZ) avrebbero potuto essere evacuati o messi al riparo in edifici con ventilazione filtrata già alle 16.36 dell’11 marzo (alla constatazione della perdita di raffreddamento all’unità 1), ovvero con un giorno di anticipo.

Inoltre la decisione del governo di estendere l’area interdetta (istituendo la Deliberate Evacuation Zone) il 12 aprile generò confusione e sfiducia nella popolazione, in definitiva causando l’evacuazione di un numero maggiore del necessario di persone, poiché mappe dettagliate della zona di ricaduta radioattiva erano già disponibili dalla fine di marzo.

Conseguenze sanitarie dell’incidente

Gli studi scientifici e le istituzioni internazionali preposte (UNSCEAR, WHO) sono concordi nell’affermare che le conseguenze radiologiche dell’incidente sono molto limitate e, anche nel futuro, probabilmente non rilevabili ed indistinguibili da altre cause.

Nessuna morte è stata ricondotta alle radiazioni [1], né come effetto diretto (deterministico, ovvero dovuta ad esposizione acuta in un breve lasso di tempo), né come effetto indiretto (ovvero stocastico, tramite patologie riconducibili alle radiazioni, quali il cancro).

Il 99% dei lavoratori della centrale è stato esposto ad una dose inferiore ai 100 mSv, ragione per cui non sono attesi effetti a lungo termine sulla salute loro e dei loro discendenti.

La maggior parte della popolazione della prefettura di Fukushima è stata esposta ad una dose fino a 10-20 mSv, per cui gli effetti sanitari attesi sono trascurabili. Il resto della popolazione del Giappone riceverà a causa dell’incidente, una dose aggiuntiva inferiore al fondo di radiazione naturale (2.1 mSv per anno).

Non sono stati osservati effetti acuti sulla popolazione animale terrestre ed acquatica, e ove questi si riscontrassero sarebbero di breve periodo e limitati all’area a più elevata contaminazione.

D’altro canto, gli effetti psicologici e sociali dell’incidente costituiscono la parte preponderante delle conseguenze sanitarie, con elevata incidenza di sindrome post-traumatica da stress e altri disturbi psicologici e socio-economici (alcolismo, suicidi, depressione, etc.). La sola evacuazione, anche di persone ospedalizzate o in casa di riposo causa età avanzata, ha causato circa 1000-1600 morti, una cifra decisamente sproporzionata rispetto al rischio radiologico che l’evacuazione si prefiggeva di evitare. Un recente studio ha determinato che la popolazione residente più prossima alla centrale avrebbe perso al più tre mesi di aspettativa di vita se fosse rimasta nel luogo di residenza (per confronto un residente di Londra perde circa 4 mesi di aspettativa di vita a causa dell’inquinamento).

Lezioni apprese

Benché l’evento composito (sisma e tsunami) che ha investito la centrale di Daiichi fosse per certi aspetti oltre i livelli progettuali, molti esperti concordano sul fatto che una migliore implementazione dei criteri di difesa in profondità (defense in depth) avrebbero potuto enormemente mitigarne le conseguenze.

Per tale motivo, l’industria nucleare globale è stata sottoposta negli anni scorsi ai cosiddetti Stress-Test, ovvero esami approfonditi che hanno consentito di individuare le vulnerabilità e accrescere i livelli di sicurezza in caso di incidente, facendo tesoro della lezione di Fukushima.

Le tragiche conseguenze dell’evacuazione in confronto all’effettivo rischio radiologico hanno messo in discussione i criteri di risposta in caso di emergenza, in particolare quelli applicati dal governo giapponese, evidenziando come la paura delle radiazioni fa molti più danni delle radiazioni stesse.

Note:

[1] La Tepco ha indennizzato la famiglia di un lavoratore morto di leucemia, ma diversi studi hanno evidenziato come la patologia fosse molto probabilmente pregressa e comunque non riconducibile alle radiazioni.

Fonti per approfondire:

Aspetti sismologici dell’incidente:

Saji, G. (2014). Safety goals for seismic and tsunami risks: Lessons learned from the Fukushima Daiichi disaster. Nuclear Engineering and Design, 280, 449-463

Aspetti radiologici dell’incidente:

Saji, G. (2013, July). A post accident safety analysis report of the Fukushima Accident—future direction of evacuation: lessons learned. In 2013 21st International Conference on Nuclear Engineering. American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

Riesame dettagliato dell’incidente:

Saji, G. (2017). Preliminary forensic engineering study on aggravation of radioactive releases during the Fukushima Daiichi accident. Nuclear Engineering and Design, 324, 315-336

Conseguenze sanitarie(WHO)

Conseguenze sanitarie(UNSCEAR)

Conseguenze dell’evacuazione:

– Waddington, I., Thomas, P. J., Taylor, R. H., & Vaughan, G. J. (2017). J-value assessment of relocation measures following the nuclear power plant accidents at Chernobyl and Fukushima Daiichi. Process Safety and Environmental Protection, 112, 16-49

– https://www.japantimes.co.jp/news/2014/02/20/national/post-quake-illnesses-kill-more-in-fukushima-than-2011-disaster/

Reportage di un italiano a Fukushima

Fa più danni la paura delle radiazioni che le radiazioni stesse