ALLEGATO 7 EVENTI INCIDENTALI SIGNIFICATIVI PER LA PIANIFICAZIONE DI EMERGENZA A7 EVENTI INCIDENTALI SIGNIFICATIVI PER L'EVOLUZIONE DELLA RISPOSTA DI PROTEZIONE CIVILE (Per le informazioni contenute nel presente allegato sono stati utilizzati il rapporto NRPB-W19 "Emergency Data Handbook" e da pubblicazione "INES Factsheet" della IAEA oltre naturalmente al sito WEB della IAEA citato nel testo. A7.1 PREMESSA La risposta di protezione civile alle emergenze radiologiche, sia nazionale che internazionale, ha subito nel tempo una profonda evoluzione anche a seguito della riflessione e dello studio di incidenti di vario tipo occorsi nel mondo fin dall'inizio dello sfruttamento della radioattivita' artificiale e dell'energia nucleare. La tabella A7.1 fornisce un quadro riassuntivo dei principali eventi incidentali classificati secondo la scala INES (descritta in dettaglio nell'allegato 6) avvenuti nel caso di pratiche riguardanti sorgenti radioattive (compreso il trasporto), mentre la tabella A7.2 fornisce una sintesi analoga per eventi avvenuti in impianti nucleari di potenza o in impianti del ciclo del combustibile. Il sito WEB della IAEA (International Atomic Energy Agency, Vienna) fornisce molti altri esempi di eventi incidentali assieme ad una ricca documentazione scientifica sull'argomento (http://www.iaea.org). La caratteristica comune degli incidenti descritti e' data dalla loro particolare severita', che ha comportato una ampia estensione geografica dell'impatto ambientale o conseguenze sanitarie rilevanti, in alcuni casi ampiamente al di sopra della soglia degli effetti deterministici. In conseguenza di tali caratteristiche gli eventi illustrati in dettaglio sono risultati paradigmatici per la riflessione successiva (con particolare riguardo ai criteri di progettazione, all'analisi incidentale ed alla pianificazione di emergenza) e per l'impatto che hanno avuto sull'opinione pubblica; di essi viene fornita una sintetica descrizione: Kyshtym (1957), Windscale (1957), Three Nile Island (1979), Chernobyl (1986) e Goiânia (1987). Tabella A7.1 - Esempi di eventi riguardanti sorgenti di radiazioni e trasporto di materiale radioattivo Parte di provvedimento in formato grafico Tabella A7.2 - Esempi di eventi negli impianti nucleari o in impianti del ciclo del combustibile Parte di provvedimento in formato grafico A7.2 DESCRIZIONE DEI PRINCIPALI EVENTI Ciascun evento e' descritto in termini di tipo di struttura coinvolta, natura dell'incidente, quantita' e tipi di radionuclidi rilasciati, dosi di radiazioni risultanti, contromisure adottate e, dove rilevante, valutazione dell'incidente nella Scala Internazionale degli Eventi Nucleari (INES). A7.2.1 KYSHTYM (1957) Kyshtym e' una citta' situata negli Urali meridionali della Russia. Vicino alla citta' e' collocato Chelyabinsk-40, una installazione militare che produceva materiali per armi nucleari e che comprendeva uno stabilimento radiochimico per l'estrazione del plutonio. Nel processo venivano prodotte scorie ad alta radioattivita' (HLW), successivamente stoccate sul posto in serbatoi di acciaio inossidabile raffreddati ad acqua. Descrizione dell'evento Il 29 settembre del 1957, uno dei serbatoi d'acciaio contenente 70-80 tonnellate di HLW esplose, rilasciando radionuclidi nell'ambiente. Dettagli precisi dell'incidente e delle sue cause non sono noti. La commissione sovietica di investigazione concluse che la causa piu' probabile del fatto era stata una esplosione chimica all'interno di un serbatoio di HLW surriscaldato. E' estremamente probabile che problemi di corrosione e il mancato funzionamento del sistema di monitoraggio causarono la perdita nel sistema di raffreddamento ad acqua. Stima dei rilasci E' stato stimato che sia stato rilasciato un totale di 740.000 TBq di prodotti di fissione di varia natura, equivalente approssimativamente al 10% del totale del materiale radioattivo presente nel serbatoio. Il materiale radioattivo fu rilasciato ad una altezza di circa 1000 metri e largamente disperso in forma di aerosol. La deposizione del materiale di questa nuvola causo' una contaminazione diffusa nella zona nord-orientale del sito, lungo un percorso di piu' di 300 km di lunghezza e su un area di circa 20.000 km(elevato a)2. Stime delle quantita' dei singoli radionuclidi rilasciati sono mostrati sotto forma di intervalli nella tabella A7.3. Tabella A7.3. Radionuclidi rilasciati in forma di aerosol durante l'incidente di Kyshtym. Parte di provvedimento in formato grafico Valutazione delle dosi e provvedimenti di radioprotezione I ratei di dose iniziali superarono i 4 Gy h(elevato a)-1 entro 100 m dal punto di rilascio e scesero a 30 mGy h(elevato a)-1 a 3 km. Le dosi agli individui della popolazione nel primo anno derivarono principalmente da (elevato a)144Ce e (elevato a)144Pr (dosi beta) e (elevato a)95Zr e (elevato a)95Nb (dosi gamma), mentre nel lungo periodo le dosi furono determinate da (elevato a)90Sr. Quasi 11.000 persone furono trasferite da 23 localita' in un'area di 700 km2, dove la contaminazione al suolo di 0Sr superava 0.1 MBq m(elevato a)-2. Solo un quarto circa di quest'area rimase disabitato fino alla fine del 1990. Nell'area colpita furono applicate anche limitazioni all'agricoltura. Non sono disponibili stime complete della dose collettiva per la popolazione coinvolta in questo incidente. Valutazione INES L'incidente di Kyshtym sarebbe stato probabilmente collocato al Livello 6 della Scala INES, come incidente severo, a causa del rilascio all'esterno di prodotti di fissione e dell'esteso provvedimento di evacuazione della popolazione. A7.2.2. WINDSCALE (1957) L'impianto di Windscale, gestito dalla UKAEA (United Kingdom Atomic Energy Authority) era situato sulla costa del Cumberland nell'Inghilterra nordoccidentale. Nell'impianto venivano utilizzati due reattori identici ad uranio naturale moderato a grafite per produrre plutonio. I reattori erano raffreddati con aria insufflata da grandi ventilatori in ogni reattore. L'aria era successivamente filtrata ed eliminata attraverso un camino. L'energia di Wigner immagazzinata nel reticolo di grafite del reattore veniva periodicamente rilasciata attraverso un processo di riscaldamento. Descrizione dell'evento Il 7 ottobre 1957, durante uno spegnimento di routine del reattore n. 1, fu usato un riscaldamento per iniziare il rilascio dell'energia di Wigner. Un errore strumentale associato ad una lettura scorretta della temperatura del reattore provoco' l'inizio della fusione del combustibile. Gli iniziali tentativi di raffreddare il reattore fallirono e scoppio' un incendio, coinvolgendo il combustibile di uranio in forma metallica e la grafite. Il primo rilascio di radioattivita' fu rilevato il 10 ottobre del 1957. A seguito di vari tentativi senza successo, fu iniettata dell'acqua per raffreddare il nocciolo del reattore. Stima dei rilasci Il sistema aperto di raffreddamento ad aria permise ai prodotti di fissione di uscire dal camino. I filtri ridussero significativamente le quantita' di frammenti radioattivi di fissione rilasciati, ma non furono efficaci nel prevenire il rilascio degli elementi volatili come lo iodio e i gas nobili. Fu rilasciato anche il Polonio-210 che si stava producendo nel reattore. Nella tabella A7.4 sono mostrate stime dei radionuclidi rilasciati durante l'incendio di Windscale. Tabella A7.4. Radionuclidi rilasciati durante l'incendio di Windscale. Parte di provvedimento in formato grafico Valutazione delle dosi e provvedimenti di radioprotezione La maggiore preoccupazione da un punto di vista sanitario riguardo' l'assunzione dello (elevato a)131I presente nel latte vaccino. Il divieto al consumo di latte ridusse l'ingestione di iodio radioattivo. Le dosi equivalenti alla tiroide nella popolazione locale furono stimate in piu' di 20 mSv per gli adulti e piu' di 60 mSv per i bambini. Tuttavia, la massima attivita' misurata nella tiroide di un bambino fu ricondotta ad una dose equivalente di circa 160 mSv. La dose efficace massima individuale, includendo l'esposizione ad altri radionuclidi e attraverso diverse vie, e' stata stimata in 9 mSv. La tabella A7.5 mostra la dose efficace collettiva ricevuta dalla popolazione nel Cumberland, nel Regno Unito e in Europa a seguito dell'incidente. Tabella A7.5. Dose collettiva efficace (Sv persona) dovuta all'incendio di Windscale. ---------------------------------------------------------------- Via di contaminazione Cumberland Regno Unito Europa ---------------------------------------------------------------- Inalazione 35 900 980 ---------------------------------------------------------------- Ingestione di latte 88 570 590 ---------------------------------------------------------------- Altri cibi 12 170 190 ---------------------------------------------------------------- Esterna da nube 4,9 54 57 ---------------------------------------------------------------- Esterna da deposizione sul 12 190 210 terreno ---------------------------------------------------------------- Totale (arrotondato) 150 1.900 2.000 ---------------------------------------------------------------- Valutazione INES ---------------------------------------------------------------- L'incidente di Windscale sarebbe stato posizionato al Livello 5 nella Scala Internazionale degli Eventi Nucleari, avendo comportato rischi al di fuori del sito per il rilascio all'esterno di prodotti di fissione. A7.2.3. THREE MILE ISLAND (1979) La centrale nucleare di Three Mile Island e' ubicata in Pennsylvania, negli USA nord orientali. La centrale comprende due reattori ad acqua pressurizzata (PWR). Descrizione dell'evento Il 28 marzo 1979, un guasto tecnico non particolarmente rilevante nel Reattore 2 porto' ad una complessa sequenza di eventi con il coinvolgimento dei sistemi di raffreddamento del reattore. Come conseguenza, il reattore perse acqua dal suo circuito primario di raffreddamento e le temperature del combustibile aumentarono considerevolmente. Dopo alcune ore, un terzo del combustibile si era fuso e grandi quantitativi di prodotti di fissione furono rilasciati all'interno dell'alloggiamento del reattore. Alcuni prodotti volatili di fissione, principalmente gas nobili ma con un piccolo quantitativo di iodio, fuoriuscirono in un edificio adiacente e furono rilasciati nell'atmosfera. Stima dei rilasci Stime dei rilasci di radionuclidi all'ambiente sono mostrate nella Tabella A7.6. Furono rilasciate solo piccole quantita' di iodio radioattivo, paragonate ai gas nobili, grazie al complesso percorso dal nocciolo all'atmosfera e al sistema di contenimento intatto, che condusse l'aria ad uscire attraverso un sistema filtrante. Oltre a cio', poiche' il Reattore 2 aveva cominciato a funzionare solo un anno prima che l'incidente avvenisse, l'inventario dei prodotti di fissione era ancora relativamente basso al momento dell'incidente. Tabella A7.6. Radionuclidi rilasciati durante l'incidente di Three Mile Island Parte di provvedimento in formato grafico Valutazione delle dosi e provvedimenti di radioprotezione La via principale che porto' all'esposizione della popolazione fu la radiazione esterna ad opera dei gas nobili trasportati dall'aria. La massima dose gamma individuale esterna fuori sito fu stimata in 0.83 mSv alla base dei dosimetri a termoluminescenza posizionati nel raggio di 1 km dal sito. La dose media efficace all'interno di 1 km di distanza dal sito e' stata stimata in 0.8 mSv e la piu' alta dose equivalente alla tiroide a meno di 0.2 mSv. La dose equivalente collettiva impegnata alla tiroide e quella efficace entro gli 80 km sono state valutate negli intervalli 14- 28 Sv - persona e 16-53 Sv - persona rispettivamente. Durante l'incidente, le autorita' consigliarono l'allontanamento di gestanti e bambini in eta' prescolare residenti entro le 5 miglia (8 km) dall'impianto e il riparo al chiuso per le persone che vivevano entro le 10 miglia. La popolazione entro le 5 miglia dall'impianto fu stimata approssimativamente in circa 25.000 abitanti. Poiche' il rilascio risulto' quasi interamente di gas nobili, non ci fu una deposizione al suolo e conseguentemente la necessita' di adottare restrizioni sul consumo di alimenti o di contromisure di piu' lungo termine. Valutazione INES L'incidente di Three Mile Island sarebbe stato posizionato al Livello 5 nella Scala Internazionale degli Eventi Nucleari, in quanto incidente con rischi al di fuori del sito. Tuttavia il criterio determinante in questo caso fu il danno grave ad un'ampia parte del nocciolo piuttosto che il rilascio in atmosfera di prodotti di fissione. A7.2.4 CHERNOBYL (1986) La centrale nucleare di Chernobyl e' situata approssimativamente 100 km a nord di Kiev, in Ucraina, vicino alla citta' di Pripyat. Nel 1986 nel sito erano in funzione quattro reattori RBMK ed altri due erano in costruzione. Il reattore RBMK e' moderato a grafite e raffreddato ad acqua. Descrizione dell'evento Il 26 aprile 1986 erano in corso di esecuzione test di produzione di elettricita' durante l'arresto della turbina. Il test condusse uno dei reattori in una condizione di funzionamento estremamente instabile e che poteva essere raggiunta solo a seguito del blocco manuale dei sistemi di sicurezza. L'instabilita' crescente del reattore, accoppiata con il quasi totale sollevamento delle barre di controllo, genero' un aumento incontrollabile della potenza del reattore (valutato in circa 100 volte il massimo usuale). Successive violente reazioni chimiche e l'aumento di produzione di calore causarono una esplosione che rimosse parzialmente il coperchio di cemento del reattore, esponendo il nocciolo in fiamme rilasciando radionuclidi in atmosfera. Il rilascio e' continuato per almeno dieci giorni. Stima dei rilasci I radionuclidi che si stima siano stati rilasciati sono mostrati in Tabella A7.7. Fu rilasciato tutto l'inventario dei gas nobili presenti nel nocciolo (isotopi di cripto e xeno), circa il 50-60% dello iodio presente nel nocciolo, il 20-40% del cesio e circa il 3.5% delle terre rare e degli attinidi. Tabella A7.7. Radionuclidi rilasciati durante l'incidente di Chernobyl Parte di provvedimento in formato grafico Valutazione delle dosi e provvedimenti di radioprotezione L'estensione e la complessita' dell'impatto radiologico dell'incidente non sono semplici da sintetizzare. Un numero stimato di 237 lavoratori all'interno dell'impianto subirono sindromi acute da radiazione di varia gravita' e vi furono alcune decine di morti. Le dosi risultanti, fino a un massimo di 16 Gy, derivarono principalmente da radiazione esterna beta e gamma. Alcuni lavoratori subirono ustioni molto gravi causate dalla contaminazione di pelle e vestiti. A nessun membro della popolazione fu diagnosticata una sindrome acuta da radiazione. Le dosi agli individui della popolazione nella regione colpita presentano un'ampia distribuzione. Le dosi al corpo intero nei primi anni dopo l'incidente arrivano fino a alcune centinaia di mSv. Le dosi alla tiroide ai bambini piccoli al tempo del rilascio sono state stimate da valori trascurabili ad almeno 40 Sv nei casi estremi. La dose collettiva efficace stimata alla popolazione della parte europea dell'Unione Sovietica fu da 10(elevato a)5 a 10(elevato a)6 Sv - persona. La dose collettiva efficace alla popolazione europea fu circa 8 10(elevato a)5 Sv - persona. Circa 135.000 individui furono evacuati. Fu decisa una zona di esclusione con un raggio di 30 km intorno al sito. In molti stati europei risultarono contaminati generi alimentari, bestiame e corpi d'acqua, con conseguenti restrizioni alla vendita e al consumo di alcuni alimenti. Le restrizioni all'interno delle aree colpite dell'ex Unione Sovietica ed altri paesi rimarrano ancora in vigore per un numero non determinato di anni. UNSCEAR ha stimato dosi medie annue di 30 mSv a quelle persone che furono evacuate a seguito dell'incidente. Per le persone che continuano a risiedere nelle aree contaminate, la dose annua e' stata stimata in 10 mSv nella prima decade successiva all'incidente. UNSCEAR segnala che i valori massimi di dose potrebbero essere piu' elevati di un ordine di grandezza. Ci sono stati circa 1800 casi, ad oggi, di cancro alla tiroide in bambini che furono esposti all'epoca dell'incidente. Sempre fino al 2004, non e' ancora stato osservato nessun altro effetto sanitario nella popolazione. Valutazione INES L'incidente di Chernobyl si colloca al Livello 7 nella Scala Internazionale degli Eventi Nucleari, cioe' come il maggiore incidente che comporta rischi al di fuori del sito, a causa del rilascio all'esterno con vasti effetti sull'ambiente e la salute umana. A7.2.5. GOIÂNIA (1987) Nel 1985, a seguito del fallimento di una societa' medica nella citta' di Goiânia, Brasile, una unita' di radioterapia contenente una sorgente ad elevata radioattivita' fu abbandonata in locali parzialmente demoliti. La sorgente, 50 TBq di (elevato a)137Cs, era nella forma salina di cloruro di cesio (altamente solubile), compattato e doppiamente sigillato in acciaio. Descrizione dell'evento Nel settembre del 1987, alcuni abitanti del posto, in cerca di residui metallici, tolsero la sorgente dal suo alloggiamento nella macchina di radioterapia. In tal modo ruppero la sorgente e conseguentemente diffusero ampiamente la contaminazione in tutta la citta'. I granelli di sale di cesio emettevano un bagliore blu, rendendo la polvere molto attraente. Sebbene la natura di questo bagliore non sia stata ben compresa durante l'evento, si ritenne che debba essere associata con la fluorescenza o la radiazione Cerenkov.. Parecchie persone del posto, che ormai avevano subito una seria esposizione alla radiazione, incominciarono a mostrare malori. Una persona di una famiglia colpita mostro' un pezzo della sorgente ad un medico ritenendo che fosse all'origine della malattia. Dopo che furono prese in considerazione varie spiegazioni, fu sospettato che la causa fosse la radiazione e si cerco' l'assistenza di un fisico sanitario, che confermo' livelli di radiazione molto elevati. Valutazione delle dosi e provvedimenti di radioprotezione Si stimo' che ventuno persone avessero ricevuto dosi superiori a 1 Gy, la piu' alta delle quali fu approssimativamente 7 Gy. Quattro persone morirono e molte soffrirono di ustioni da radiazione. Alcune persone ingerirono quantitativi di 137Cs superiori a 1 GBq. Il principale provvedimento radioprotezionistico, oltre che la cura medica per le persone esposte, fu la decontaminazione. Essa fu attuata in un periodo di sei mesi e comprese la demolizione di sette alloggi e la produzione di 3.500 m3 di rifiuti radioattivi.