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.
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Via di contaminazione Cumberland Regno Unito Europa
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Inalazione 35 900 980
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Ingestione di latte 88 570 590
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Altri cibi 12 170 190
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Esterna da nube 4,9 54 57
----------------------------------------------------------------
Esterna da deposizione sul 12 190 210
terreno
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Totale (arrotondato) 150 1.900 2.000
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Valutazione INES
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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.