Viaggio in profondità nelle caverne finlandesi dove le scorie nucleari verranno seppellite per millenni
di Helen Gordon
L'isola di Olkiluoto, nella Finlandia occidentale, è una distesa pianeggiante coperta da pini e delimitata su tre lati dal Mar Baltico. La città più vicina sulla terraferma è Rauma. Con una popolazione di circa 34.000 abitanti, la città è famosa per la produzione di pizzi e case colorate in legno. Nel mezzo di Olkiluoto, dopo chilometri di pini scuri e un ammasso di capanne gialle, blu e grigie, una persiana di metallo è incastonata tra le pareti di roccia grigia devastata. Questa porta anonimo è l'ingresso a qualcosa di unico: il primo - e unico - deposito permanente al mondo per il combustibile esaurito. Si chiama Onkalo, che significa "cavità" in finlandese.
Tre delle cinque centrali nucleari della Finlandia si trovano anche a Olkiluoto. Sono di proprietà di Teollisuuden Voyma Oy (TVO) e Fortum Oyj, le due società energetiche finlandesi che sono congiuntamente responsabili di Onkalo. Le centrali nucleari producono tre livelli di scorie radioattive: basse; intermedio; e alto. I rifiuti di basso livello come carta, stracci, strumenti e indumenti contengono piccole quantità di radioattività principalmente a breve termine. I rifiuti a livello intermedio includono resine, fanghi chimici e componenti del reattore. I rifiuti di alto livello sono il combustibile esaurito proveniente dalle centrali elettriche o il rifiuto principale separato dal ritrattamento del combustibile. Questo è il materiale destinato a Onkalo.
Tre delle cinque centrali nucleari della Finlandia si trovano anche a Olkiluoto. Sono di proprietà di Teollisuuden Voyma Oy (TVO) e Fortum Oyj, le due società energetiche finlandesi che sono congiuntamente responsabili di Onkalo. Le centrali nucleari producono tre livelli di scorie radioattive: basse; intermedio; e alto. I rifiuti di basso livello come carta, stracci, strumenti e indumenti contengono piccole quantità di radioattività principalmente a breve termine. I rifiuti a livello intermedio includono resine, fanghi chimici e componenti del reattore. I rifiuti di alto livello sono il combustibile esaurito proveniente dalle centrali elettriche o il rifiuto principale separato dal ritrattamento del combustibile. Questo è il materiale destinato a Onkalo.
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| Un vano ascensore nel sito del deposito di scorie nucleari di Olkiluoto |
I rifiuti radioattivi rimangono pericolosi per l'uomo per millenni. Onkalo esiste per proteggere l'umanità dai suoi effetti. La costruzione della struttura è iniziata nel 2004 e, una volta completata, sarà composta da 60 a 70 chilometri di tunnel in un'area di circa 2 km2. Lo smaltimento del combustibile esaurito inizierà nei primi anni del 2020 e proseguirà per i prossimi 100 anni. Al termine dello smaltimento finale, nei tunnel saranno stati depositati 3.250 contenitori. I contenitori conterranno circa 6.500 tonnellate di uranio. Il tunnel di accesso principale sarà riempito con macerie e cemento e l'ingresso sarà sigillato. Naturalmente, nessuno che lavora al progetto oggi sarà vivo per vederlo.
Onkalo deve durare per 100.000 anni. Centomila anni fa, l'Europa era nel mezzo dell'era glaciale. L'Homo sapiens non era ancora arrivato nel continente e mammiferi e rinoceronti lanosi vagavano per il paesaggio. Quel periodo è molto più lungo di quanto sia sopravvissuta finora qualsiasi struttura artificiale. Le più antiche piramidi egiziane hanno solo circa 4.600 anni; Stonehenge forse 5.000. Come dice un geologo sul sito: Onkalo durerà per sempre
La radiazione nucleare viene emessa quando il nucleo dell'atomo insostituibile perde energia, diventando, nel processo, stabile e non radioattivo. Questa radiazione può assumere la forma di particelle subatomiche in movimento, chiamate particelle alfa e beta, o onde gamma elettromagnetiche. Le particelle beta e le onde gamma sono abbastanza potenti da penetrare nella pelle, sebbene le particelle beta possano essere bloccate da un foglio di alluminio. Le onde gamma, tuttavia, richiedono diversi centimetri di piombo o cemento, o circa un metro di acqua. Le fonti naturali di radiazione comprendono i raggi cosmici, nonché alcune rocce e terreni. Gli esseri umani hanno persino le loro radiazioni interne: siamo nati con potassio radioattivo 40 e carbonio 14 all'interno dei nostri corpi. Ogni volta che ci sediamo accanto a qualcuno, li esponiamo alle radiazioni. L'effetto di questa radiazione sul corpo si misura in setacci. Public Health England stima che in un anno tipico, una persona nel Regno Unito potrebbe ricevere una dose totale da due a tre millisievert (mSv) da fonti naturali e artificiali di origine: radiazioni. Un volo transatlantico, ad esempio, ti espone a 0,08 mSv; una radiografia dentale a 0,005 mSv. Il limite di esposizione annuale per i dipendenti dell'industria nucleare è di 20 mSv.
Nelle centrali nucleari come quelle di Olkiluoto, gli ingegneri usano la fissione nucleare - il processo di scissione del nucleo di un atomo di uranio radioattivo o plutonio - per riscaldare l'acqua, produrre vapore e azionare turbine. Il combustibile esaurito che risulta da questo processo è costituito da granuli di ceramica marrone scuro di biossido di uranio sigillati in tubi di lega di zirconio o barre di combustibile. Un singolo pellet di uranio ha le dimensioni di un'unghia e quattro di questi pellet contengono energia sufficiente per fornire un anno di elettricità per una famiglia di quattro persone che vive in una casa riscaldata elettricamente.
Onkalo deve durare per 100.000 anni. Centomila anni fa, l'Europa era nel mezzo dell'era glaciale. L'Homo sapiens non era ancora arrivato nel continente e mammiferi e rinoceronti lanosi vagavano per il paesaggio. Quel periodo è molto più lungo di quanto sia sopravvissuta finora qualsiasi struttura artificiale. Le più antiche piramidi egiziane hanno solo circa 4.600 anni; Stonehenge forse 5.000. Come dice un geologo sul sito: Onkalo durerà per sempre
La radiazione nucleare viene emessa quando il nucleo dell'atomo insostituibile perde energia, diventando, nel processo, stabile e non radioattivo. Questa radiazione può assumere la forma di particelle subatomiche in movimento, chiamate particelle alfa e beta, o onde gamma elettromagnetiche. Le particelle beta e le onde gamma sono abbastanza potenti da penetrare nella pelle, sebbene le particelle beta possano essere bloccate da un foglio di alluminio. Le onde gamma, tuttavia, richiedono diversi centimetri di piombo o cemento, o circa un metro di acqua. Le fonti naturali di radiazione comprendono i raggi cosmici, nonché alcune rocce e terreni. Gli esseri umani hanno persino le loro radiazioni interne: siamo nati con potassio radioattivo 40 e carbonio 14 all'interno dei nostri corpi. Ogni volta che ci sediamo accanto a qualcuno, li esponiamo alle radiazioni. L'effetto di questa radiazione sul corpo si misura in setacci. Public Health England stima che in un anno tipico, una persona nel Regno Unito potrebbe ricevere una dose totale da due a tre millisievert (mSv) da fonti naturali e artificiali di origine: radiazioni. Un volo transatlantico, ad esempio, ti espone a 0,08 mSv; una radiografia dentale a 0,005 mSv. Il limite di esposizione annuale per i dipendenti dell'industria nucleare è di 20 mSv.
Nelle centrali nucleari come quelle di Olkiluoto, gli ingegneri usano la fissione nucleare - il processo di scissione del nucleo di un atomo di uranio radioattivo o plutonio - per riscaldare l'acqua, produrre vapore e azionare turbine. Il combustibile esaurito che risulta da questo processo è costituito da granuli di ceramica marrone scuro di biossido di uranio sigillati in tubi di lega di zirconio o barre di combustibile. Un singolo pellet di uranio ha le dimensioni di un'unghia e quattro di questi pellet contengono energia sufficiente per fornire un anno di elettricità per una famiglia di quattro persone che vive in una casa riscaldata elettricamente.
Quando vengono rimossi per la prima volta dal reattore, le barre di combustibile contenenti i pellet di ossido di uranio sono immensamente calde (circa 800°C) e pericolosamente radioattive. Mettiti di fronte a uno e non vedrai, assapori, annusi o senti nulla, ma le onde gamma si muoveranno attraverso il tuo corpo, colpendo le tue cellule e danneggiando il loro DNA. Nella maggior parte dei casi la cellula muore. In altri, muta. È questo danno al DNA che causa gli effetti fisici della radiazione, come nausea, perdita di capelli, vomito e, nei casi più gravi, emorragie. Secondo l'International Panel on Fissile Materials (IPFM) con sede a Princeton, il combustibile esaurito proveniente da un reattore inizialmente emette radiazioni gamma a una dose di tasso superiore a un setaccio all'ora. Circa il 50% degli adulti esposti a questo livello di radiazioni morirà in 3-4 ore.
La World Nuclear Association stima che ci siano circa 240.000 tonnellate di combustibile esaurito in tutto il mondo. La Finlandia ha circa 2.000 tonnellate; il Regno Unito circa 6.000. Queste cifre aumenteranno - l'energia nucleare è sempre più vista come un modo per ridurre le emissioni di carbonio - e nuove centrali elettriche come la britannica Hinkley Point C entreranno in servizio nei prossimi anni. Ai tassi attuali di produzione, circa 1,1 milioni di tonnellate saranno prodotte in tutto il mondo nei prossimi 100 anni.
Allo stato attuale, tutti i paesi con centrali nucleari conservano il combustibile esaurito in contenitori in strutture di deposito intermedie, che si trovano al di sopra del suolo o vicino alla superficie. A Sellafield, il combustibile esaurito viene conservato negli stagni di stoccaggio. Secondo gli esperti del settore, si tratta di una situazione che non può essere mantenuta a tempo indeterminato e che può comportare un onere eccessivo per le generazioni future, che non hanno fatto nulla per produrre i rifiuti. Secondo un rapporto IPFM del 2011,
Lo smaltimento geologico in profondità mira a isolare il combustibile per 100.000 anni, quindi non può entrare in contatto con la biosfera fino a quando la radioattività non è scesa a livelli di sicurezza. Una volta che è sottoterra, la principale minaccia per la salute pubblica deriva dalla contaminazione dell'acqua. In Onkalo, i piani di smaltimento si sono basati sul concetto KBS-3 sviluppato negli ultimi 30 anni dalla società svedese di gestione di combustibili e rifiuti nucleari (SKB), la società responsabile della gestione delle scorie nucleari in Svezia. È un approccio a cinghia e bretelle, noto come principio delle barriere multiple. Il combustibile esaurito è contenuto in diverse barriere protettive sovrapposte, quindi se si fallisce l'isolamento non viene compromesso.
La World Nuclear Association stima che ci siano circa 240.000 tonnellate di combustibile esaurito in tutto il mondo. La Finlandia ha circa 2.000 tonnellate; il Regno Unito circa 6.000. Queste cifre aumenteranno - l'energia nucleare è sempre più vista come un modo per ridurre le emissioni di carbonio - e nuove centrali elettriche come la britannica Hinkley Point C entreranno in servizio nei prossimi anni. Ai tassi attuali di produzione, circa 1,1 milioni di tonnellate saranno prodotte in tutto il mondo nei prossimi 100 anni.
Allo stato attuale, tutti i paesi con centrali nucleari conservano il combustibile esaurito in contenitori in strutture di deposito intermedie, che si trovano al di sopra del suolo o vicino alla superficie. A Sellafield, il combustibile esaurito viene conservato negli stagni di stoccaggio. Secondo gli esperti del settore, si tratta di una situazione che non può essere mantenuta a tempo indeterminato e che può comportare un onere eccessivo per le generazioni future, che non hanno fatto nulla per produrre i rifiuti. Secondo un rapporto IPFM del 2011,
"La maggior parte dei paesi con programmi di energia nucleare ipotizza che l'eventuale smaltimento del combustibile esaurito e dei rifiuti radioattivi di alto livello richiederanno depositi sotterranei".
Lo smaltimento geologico in profondità mira a isolare il combustibile per 100.000 anni, quindi non può entrare in contatto con la biosfera fino a quando la radioattività non è scesa a livelli di sicurezza. Una volta che è sottoterra, la principale minaccia per la salute pubblica deriva dalla contaminazione dell'acqua. In Onkalo, i piani di smaltimento si sono basati sul concetto KBS-3 sviluppato negli ultimi 30 anni dalla società svedese di gestione di combustibili e rifiuti nucleari (SKB), la società responsabile della gestione delle scorie nucleari in Svezia. È un approccio a cinghia e bretelle, noto come principio delle barriere multiple. Il combustibile esaurito è contenuto in diverse barriere protettive sovrapposte, quindi se si fallisce l'isolamento non viene compromesso.
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| La centrale nucleare di Olkiluoto è composta da due reattori ad acqua bollente e un reattore ad acqua pressurizzata |
Il concetto di smaltimento geologico è stato sostenuto dagli anni '70. Sebbene siano state suggerite altre idee per gestire i rifiuti - tra cui sparare nello spazio, seppellirlo nei sedimenti oceanici e lasciarlo cadere in uno spazio tra le placche tettoniche - seppellire i rifiuti nucleari sotterranei rimane la soluzione preferita a lungo termine. Sebbene Onkalo sia il primo impianto di smaltimento geologico al mondo per il combustibile esaurito ad alto livello, esistono già depositi per rifiuti a basso e medio livello, tra cui l'impianto di stoccaggio dei rifiuti di Asse II in Germania. Finora, tuttavia, solo la Finlandia e la Svezia hanno approvato la costruzione di impianti di smaltimento geologico.
Questi repository, tuttavia, sono tecnicamente difficili e sfavorevoli dal punto di vista finanziario (le stime per una struttura del Regno Unito ammontano a circa £ 4 miliardi). I critici degli schemi di smaltimento geologico di solito indicano esempi preoccupanti di ciò che potrebbe andare storto. Tra il 1967 e il 1978, oltre 120.000 fusti di rifiuti furono sepolti in un'ex miniera di sale nella Bassa Sassonia. Come per il combustibile esaurito destinato a Onkalo, dovevano rimanere lì per sempre, ma le pareti della miniera stanno crollando a causa della pressione delle rocce circostanti. Si teme inoltre che l'acqua che filtra nell'impianto possa contaminarsi e spostare il materiale radioattivo in superficie.
Tali preoccupazioni, ovviamente, rendono politicamente sensibile la questione dello smaltimento geologico delle scorie nucleari. Nel 2010, la pressione politica ha costretto il governo degli Stati Uniti ad abbandonare il suo costoso repository Yucca Mountain in Nevada. Nel 2013, il Consiglio della Contea di Cumbria ha votato per rifiutare i piani per la costruzione di una struttura del Regno Unito nella West Cumbria. In entrambi i casi, lo stato non è riuscito a convincere i locali preoccupati che i loro piani di smaltimento geologico fossero sicuri e desiderabili. "È l'incertezza che ci preoccupa", afferma Peter Roche, un attivista che in passato ha lavorato su questioni nucleari per Greenpeace ed è ora un consulente politico per l'organizzazione governativa Nuclear Free Local Authorities.
Questi repository, tuttavia, sono tecnicamente difficili e sfavorevoli dal punto di vista finanziario (le stime per una struttura del Regno Unito ammontano a circa £ 4 miliardi). I critici degli schemi di smaltimento geologico di solito indicano esempi preoccupanti di ciò che potrebbe andare storto. Tra il 1967 e il 1978, oltre 120.000 fusti di rifiuti furono sepolti in un'ex miniera di sale nella Bassa Sassonia. Come per il combustibile esaurito destinato a Onkalo, dovevano rimanere lì per sempre, ma le pareti della miniera stanno crollando a causa della pressione delle rocce circostanti. Si teme inoltre che l'acqua che filtra nell'impianto possa contaminarsi e spostare il materiale radioattivo in superficie.
Tali preoccupazioni, ovviamente, rendono politicamente sensibile la questione dello smaltimento geologico delle scorie nucleari. Nel 2010, la pressione politica ha costretto il governo degli Stati Uniti ad abbandonare il suo costoso repository Yucca Mountain in Nevada. Nel 2013, il Consiglio della Contea di Cumbria ha votato per rifiutare i piani per la costruzione di una struttura del Regno Unito nella West Cumbria. In entrambi i casi, lo stato non è riuscito a convincere i locali preoccupati che i loro piani di smaltimento geologico fossero sicuri e desiderabili. "È l'incertezza che ci preoccupa", afferma Peter Roche, un attivista che in passato ha lavorato su questioni nucleari per Greenpeace ed è ora un consulente politico per l'organizzazione governativa Nuclear Free Local Authorities.
“Sai davvero come si comporterà un determinato materiale in un determinato luogo tra 100.000 anni? Se lo metti in un buco profondo e inizia a perdere, allora hai lasciato alle generazioni future qualcosa di cui non possono fare nulla".Nessuno vuole un mucchio letale di uranio arricchito alloggiato permanentemente nel loro cortile.
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| L'isola di Olkiluoto, sulla costa occidentale della Finlandia, dista 24 km dalla città più vicina |
L'uomo responsabile di garantire che Onkalo rimanga senza disastri è Jussi Heinonen. A trent'anni, Heinonen è direttore del dipartimento per la regolamentazione delle scorie e dei materiali nucleari presso la STUK (Autorità finlandese per le radiazioni e la sicurezza nucleare). Ha studiato scienze dei materiali presso l'Università di Tecnologia di Helsinki e dopo la laurea, mentre si chiedeva cosa fare dopo, sua madre ha visto una pubblicità per un lavoro di ispettore presso lo STUK. "La mamma lo sa meglio", scherza.
“Ho lavorato prima come ispettore, regolando lo smaltimento dei contenitori. Successivamente mi sono assunto la responsabilità di sviluppare la supervisione normativa per la costruzione di Onkalo. Dall'inizio del 2016, sono stato a capo del dipartimento qui".Heinonen ritiene che sia giunto il momento di gettare via le strutture di deposito temporaneo:
"Con il deposito temporaneo fai affidamento sul fatto che tra diverse centinaia di anni avremo ancora una società civile che si occuperà dei rifiuti. Non è proprio qualcosa che possiamo supporre accadrà."Sebbene i lavori iniziali per Onkalo siano iniziati nel 2004 con lo scavo del tunnel di accesso e dei tunnel di prova tecnica, la licenza per l'archivio effettivo è stata concessa solo nel 2015 e nel 2020 l'impresa chiederà la licenza operativa che concede l'autorizzazione per iniziare depositare i rifiuti in Onkalo.
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| I 70 km di tunnel che ospiteranno le 6.500 tonnellate di uranio di Olkiluoto |
Il processo per lo smaltimento finale del combustibile esaurito a Onkalo sarà il seguente:
Vi sono dubbi sulla sicurezza di questo processo. Secondo un articolo pubblicato nel 2012 dai ricercatori del Royal Institute of Technology di Stoccolma, che ha studiato il modo in cui il rame reagisce in acqua distillata, i contenitori potrebbero corrodersi entro 1.000 anni, anziché i 100.000 anni stimati da SKB. La società svedese non è d'accordo con l'analisi, sostenendo che questi test non sono riusciti a replicare le condizioni nella roccia fresca. Inoltre, sostengono che la bentonite e il substrato roccioso forniranno una protezione futura per i contenitori.
- Le barre di combustibile esaurito vengono prelevate dai reattori nucleari e raffreddate per diversi decenni nelle piscine di un deposito temporaneo, riducendo la temperatura e i livelli di radiazione.
- Fasci di barre di combustibile esaurito vengono quindi collocati all'interno di contenitori di un metro di larghezza realizzati in ghisa, un materiale selezionato per la sua capacità di resistere alle sollecitazioni meccaniche.
- Il contenitore di ferro è posizionato all'interno di un contenitore di rame spesso cinque centimetri che lo protegge dagli effetti corrosivi delle acque sotterranee.
- All'interno di Onkalo, il contenitore viene inserito in un foro cilindrico imbottito con argilla bentonitica che, in presenza di acqua, si espanderà e si solidificherà per proteggere il contenitore dai movimenti delle rocce.
- L'argilla impedisce anche al liquido di raggiungere il contenitore e, in caso di perdita del contenitore, impedirebbe alle sostanze radioattive di raggiungere la roccia.
Vi sono dubbi sulla sicurezza di questo processo. Secondo un articolo pubblicato nel 2012 dai ricercatori del Royal Institute of Technology di Stoccolma, che ha studiato il modo in cui il rame reagisce in acqua distillata, i contenitori potrebbero corrodersi entro 1.000 anni, anziché i 100.000 anni stimati da SKB. La società svedese non è d'accordo con l'analisi, sostenendo che questi test non sono riusciti a replicare le condizioni nella roccia fresca. Inoltre, sostengono che la bentonite e il substrato roccioso forniranno una protezione futura per i contenitori.
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| Prima di poter presentare una domanda di licenza d'esercizio, vengono condotte indagini dettagliate sulla roccia fresca |
"La questione deve essere ulteriormente studiata", afferma Heinonen. "Anche se al momento non siamo così preoccupati." Nel peggiore dei casi, spiega Heinonen, l'acqua penetra nelle taniche di rame e si mescola con il combustibile esaurito. Quindi viaggia relativamente rapidamente verso la superficie trasportando pericolosi radio-nuclidi. "Quindi è una valutazione della biosfera", afferma Heinonen. "Per questo supponiamo che ci sia un gruppo di persone che vivono nella zona, e tutto ciò che mangiano e bevono proviene da quella zona." Secondo Heinonen, in tali condizioni un residente locale non dovrebbe ricevere un dosaggio di radiazioni superiore a 0,1 mSv all'anno.
Quando vengono sollevate le preoccupazioni di Roche sui limiti delle nostre conoscenze tecniche, Heinonen annuisce e sospira. "È vero che il combustibile esaurito è dannoso per molto tempo, ma ciò che forse non stiamo spiegando così bene è che la nocività cambia." Il livello di radioattività, ad esempio, diminuisce in modo esponenziale, con i primi 1.000 anni che rappresentano il periodo più pericoloso.
Tiina Jalonen è vicepresidente senior dello sviluppo di Posiva, la società di gestione dei rifiuti nucleari che sovrintende alla costruzione di Onkalo. Un metallurgista in allenamento, Jalonen ha i capelli castano chiaro, lunghi fino alle spalle e, nonostante la neve indossa eleganti tacchi neri. "Penso che le generazioni che hanno prodotto le scorie nucleari dovrebbero occuparsene", afferma Jalonen. "Non dovremmo lasciarlo ai nostri figli."
Sebbene il recente sistema di smaltimento geologico nel Regno Unito sia stato interrotto durante il processo di consultazione pubblica, l'esperienza finlandese è stata relativamente regolare. Nel 1983 il governo finlandese iniziò a progettare un impianto di smaltimento e nel 1987 decretò che le due società di energia nucleare del paese - TVO e Fortum Oyj - avrebbero dovuto stanziare fondi per la gestione delle scorie nucleari. Tra il 1993 e il 2000, sono state condotte indagini su quattro siti e i comuni locali sono stati invitati a fare volontariato per il progetto. Il consenso è stato massimo nei due comuni - Eurajoki e Loviisa - dove si trovano la TVO e le centrali elettriche di Fortum. Alla fine, Olkiluoto in Eurajoki è stato selezionato perché aveva un'area più grande riservata al repository. Ha anche aiutato il fatto che gran parte del combustibile esaurito della Finlandia era già sull'isola. TVO paga al comune un'imposta sulla proprietà e ha fornito finanziamenti per una struttura di assistenza per le persone anziane.
Dopo aver parlato con Jalonen, vengo portato in un tour di Onkalo, dotato di elmetto, torcia e bombola di ossigeno pesante. Siamo quindi messi su un minibus e guidati in discesa, verso le sezioni più profonde di Onkalo.
È una giornata lavorativa, ma durante la nostra discesa vediamo pochi segni di vita. Due uomini in tuta fluorescente si trovano dove si dirama un tunnel. Una macchina scavatrice si profila nell'oscurità come una bestia preistorica. Cavi e tubi serpeggiano lungo il soffitto. Le luci elettriche fissate ad intervalli forniscono una luce fioca. Passaggi bui si diramano dal tunnel principale, che contiene alcune pozze di acqua verdastra.
Quando vengono sollevate le preoccupazioni di Roche sui limiti delle nostre conoscenze tecniche, Heinonen annuisce e sospira. "È vero che il combustibile esaurito è dannoso per molto tempo, ma ciò che forse non stiamo spiegando così bene è che la nocività cambia." Il livello di radioattività, ad esempio, diminuisce in modo esponenziale, con i primi 1.000 anni che rappresentano il periodo più pericoloso.
"Ci viene chiesto, come puoi sapere come si comporta il materiale per diverse decine di migliaia di anni?" Dice Heinonen. "Non possiamo dire di sapere tutto, ma i primi 1.000 anni sono i più importanti e possiamo essere sicuri di ciò che accade allora".
Tiina Jalonen è vicepresidente senior dello sviluppo di Posiva, la società di gestione dei rifiuti nucleari che sovrintende alla costruzione di Onkalo. Un metallurgista in allenamento, Jalonen ha i capelli castano chiaro, lunghi fino alle spalle e, nonostante la neve indossa eleganti tacchi neri. "Penso che le generazioni che hanno prodotto le scorie nucleari dovrebbero occuparsene", afferma Jalonen. "Non dovremmo lasciarlo ai nostri figli."
Sebbene il recente sistema di smaltimento geologico nel Regno Unito sia stato interrotto durante il processo di consultazione pubblica, l'esperienza finlandese è stata relativamente regolare. Nel 1983 il governo finlandese iniziò a progettare un impianto di smaltimento e nel 1987 decretò che le due società di energia nucleare del paese - TVO e Fortum Oyj - avrebbero dovuto stanziare fondi per la gestione delle scorie nucleari. Tra il 1993 e il 2000, sono state condotte indagini su quattro siti e i comuni locali sono stati invitati a fare volontariato per il progetto. Il consenso è stato massimo nei due comuni - Eurajoki e Loviisa - dove si trovano la TVO e le centrali elettriche di Fortum. Alla fine, Olkiluoto in Eurajoki è stato selezionato perché aveva un'area più grande riservata al repository. Ha anche aiutato il fatto che gran parte del combustibile esaurito della Finlandia era già sull'isola. TVO paga al comune un'imposta sulla proprietà e ha fornito finanziamenti per una struttura di assistenza per le persone anziane.
"Le persone in siti non abituati agli operatori nucleari erano contrarie", afferma Jalonen. “Ma qui a Eurajoki e Loviisa tutti conoscono qualcuno che ci lavora, quindi sanno come vengono gestite le cose e hanno fiducia. Vedono anche i vantaggi di ospitare la struttura nucleare. C'è un alto tasso di occupazione e la stessa comunità è piuttosto ricca."
Dopo aver parlato con Jalonen, vengo portato in un tour di Onkalo, dotato di elmetto, torcia e bombola di ossigeno pesante. Siamo quindi messi su un minibus e guidati in discesa, verso le sezioni più profonde di Onkalo.
È una giornata lavorativa, ma durante la nostra discesa vediamo pochi segni di vita. Due uomini in tuta fluorescente si trovano dove si dirama un tunnel. Una macchina scavatrice si profila nell'oscurità come una bestia preistorica. Cavi e tubi serpeggiano lungo il soffitto. Le luci elettriche fissate ad intervalli forniscono una luce fioca. Passaggi bui si diramano dal tunnel principale, che contiene alcune pozze di acqua verdastra.
Quando finalmente usciamo dal minibus, tutto tace, tranne un ronzio che, mi hanno detto, potrebbe essere stato le luci o la ventilazione. Dopo 20 minuti di auto, arriviamo al livello di smaltimento della buca di prova, con 420 metri di roccia sopra di noi, nel profondo della roccia finlandese.
Dove il substrato roccioso è stato lasciato esposto sulla parete del tunnel, la roccia è grigia e attraversata da fasce bianche. Da vicino, ad angolo retto, sembra scintillare. In precedenza, avevo parlato con uno dei geologi di Posiva, un uomo barbuto e desideroso di nome Jussi Mattila. Spiegò che la roccia di Onkalo è immensamente antica - una roccia metamorfica formata 1,9 miliardi di anni fa, quando antichi sedimenti e rocce vulcaniche furono sottoposti a calore e pressione estremi. Da allora non è successo molto, il che lo rende un ambiente stabile per la struttura.
"Ci sono diversi aspetti che dobbiamo guardare", dice Mattila. “Ad esempio, la geochimica dell'acqua nel substrato roccioso e nella roccia sottolinea che tipo di forze stanno colpendo la roccia?" Lo studio delle sollecitazioni su roccia fornisce un'indicazione della pressione che le scatole metalliche devono essere in grado di sopportare. Un'altra sfida è l'identificazione di difetti e fratture.
La roccia di Onkalo è densa e impermeabile. Ciò significa che il modo più semplice per l'acqua contaminata di raggiungere la superficie è attraverso le crepe nella roccia. Questo è uno dei motivi per cui lo smaltimento avviene tra 420 metri e 450 metri sotto la superficie:
Un secondo motivo per smaltire le scorie nucleari a quella profondità è legato a un'altra minaccia per Onkalo: il futuro clima di Olkiluoto. Ad un certo punto nei prossimi 50.000 a 150.000 anni ci sarà un'altra era glaciale. Posiva ha studiato cosa accadrebbe ai contenitori se la temperatura del substrato roccioso scendesse sotto lo zero, e in particolare se l'argilla di bentonite manterrà le sue caratteristiche distintive.
Dove il substrato roccioso è stato lasciato esposto sulla parete del tunnel, la roccia è grigia e attraversata da fasce bianche. Da vicino, ad angolo retto, sembra scintillare. In precedenza, avevo parlato con uno dei geologi di Posiva, un uomo barbuto e desideroso di nome Jussi Mattila. Spiegò che la roccia di Onkalo è immensamente antica - una roccia metamorfica formata 1,9 miliardi di anni fa, quando antichi sedimenti e rocce vulcaniche furono sottoposti a calore e pressione estremi. Da allora non è successo molto, il che lo rende un ambiente stabile per la struttura.
"Ci sono diversi aspetti che dobbiamo guardare", dice Mattila. “Ad esempio, la geochimica dell'acqua nel substrato roccioso e nella roccia sottolinea che tipo di forze stanno colpendo la roccia?" Lo studio delle sollecitazioni su roccia fornisce un'indicazione della pressione che le scatole metalliche devono essere in grado di sopportare. Un'altra sfida è l'identificazione di difetti e fratture.
La roccia di Onkalo è densa e impermeabile. Ciò significa che il modo più semplice per l'acqua contaminata di raggiungere la superficie è attraverso le crepe nella roccia. Questo è uno dei motivi per cui lo smaltimento avviene tra 420 metri e 450 metri sotto la superficie:
- sopra i 100 metri la roccia è più pesantemente fratturata;
- al di sotto di 600 metri le sollecitazioni rocciose possono diventare troppo gravi per le scatole metalliche.
Un secondo motivo per smaltire le scorie nucleari a quella profondità è legato a un'altra minaccia per Onkalo: il futuro clima di Olkiluoto. Ad un certo punto nei prossimi 50.000 a 150.000 anni ci sarà un'altra era glaciale. Posiva ha studiato cosa accadrebbe ai contenitori se la temperatura del substrato roccioso scendesse sotto lo zero, e in particolare se l'argilla di bentonite manterrà le sue caratteristiche distintive.
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| Un tunnel dimostrativo nel repository Olkiluoto si trova a 420 metri di profondità |
"Uno dei motivi per cui andiamo a 420 metri con i depositi è che siamo al di sotto del livello al quale abbiamo avuto il permafrost nelle ere glaciali precedenti", afferma Anne Kontula, una delle idrogeologhe di Posiva. Spiega che quando arriva il ghiaccio, aumenterà la pressione sul substrato roccioso e le scatole metalliche dovranno resistere a circa quattro chilometri di ghiaccio. Quando il ghiaccio si ritira, il rilascio di pressione sul substrato roccioso potrebbe causare terremoti. "Dopo l'ultima glaciazione, abbiamo avuto grandi terremoti nella Scandinavia settentrionale", afferma Mattila. "C'è la possibilità che potremmo avere un terremoto nel sito."
Nel 1991, alcuni scienziati dei Sandia National Laboratories, un contraente della National Nuclear Security Administration del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, hanno condotto un esperimento mentale. Hanno convocato due gruppi multidisciplinari di accademici (tra cui antropologi, scienziati dei materiali e archeologi) e hanno chiesto loro di progettare un segno, o indicatore, che sarebbe durato 10.000 anni e avvertire le generazioni future di uno smaltimento di scorie nucleari di livello medio-basso nel deserto del New Mexico chiamato Progetto Pilota di Isolamento dei Rifiuti.
"Il sistema di marcatura deve essere radicato nei concetti e nella comprensione umani di base", ha concluso il rapporto di un gruppo. Tra i loro suggerimenti c'era la creazione di un paesaggio dissuasivo "non naturale, inquietante e ripugnante", costruito con giganteschi terrestri minacciosi a forma di fulmini frastagliati o forme giganti che "suggeriscono pericolo per il corpo ... forme ferite, come spine e punte”. Chiunque si avventuri ulteriormente nel complesso scoprirà quindi una serie di chioschi di pietre e pietre erette con informazioni sulle scorie nucleari scritte in molte lingue e livelli di complessità diversi e accompagnate da pittogrammi di base. Per aiutare a trasmettere il messaggio, ci sarebbero sculture di volti umani che esprimono orrore e terrore, alcuni basati, forse su The Scream di Edvard Munch.
Nel 1991, alcuni scienziati dei Sandia National Laboratories, un contraente della National Nuclear Security Administration del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, hanno condotto un esperimento mentale. Hanno convocato due gruppi multidisciplinari di accademici (tra cui antropologi, scienziati dei materiali e archeologi) e hanno chiesto loro di progettare un segno, o indicatore, che sarebbe durato 10.000 anni e avvertire le generazioni future di uno smaltimento di scorie nucleari di livello medio-basso nel deserto del New Mexico chiamato Progetto Pilota di Isolamento dei Rifiuti.
"Il sistema di marcatura deve essere radicato nei concetti e nella comprensione umani di base", ha concluso il rapporto di un gruppo. Tra i loro suggerimenti c'era la creazione di un paesaggio dissuasivo "non naturale, inquietante e ripugnante", costruito con giganteschi terrestri minacciosi a forma di fulmini frastagliati o forme giganti che "suggeriscono pericolo per il corpo ... forme ferite, come spine e punte”. Chiunque si avventuri ulteriormente nel complesso scoprirà quindi una serie di chioschi di pietre e pietre erette con informazioni sulle scorie nucleari scritte in molte lingue e livelli di complessità diversi e accompagnate da pittogrammi di base. Per aiutare a trasmettere il messaggio, ci sarebbero sculture di volti umani che esprimono orrore e terrore, alcuni basati, forse su The Scream di Edvard Munch.
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| La sede tecnica di Olkiluoto, situata a 455 metri di profondità |
Ma non tutti erano d'accordo sul fatto che un impianto di smaltimento geologico richiedesse un indicatore. Alcuni accademici hanno raccomandato l'esatto contrario: che il sito non fosse contrassegnato per non attirare visitatori curiosi. Questa è una possibile soluzione per Onkalo, sebbene non siano stati fatti piani. Quello che sappiamo è che, una volta completato Onkalo, i tunnel saranno riempiti con pellet di bentonite e blocchi di argilla di Friedland.
L'ingresso verrà quindi sigillato.
Successivamente, Onkalo non dovrebbe richiedere manutenzione o monitoraggio. Qualsiasi intrusione umana involontaria è protetta dalla profondità della struttura e dalla scelta del luogo. Sarebbe un luogo senza risorse naturali o qualsiasi cosa che possa essere estratta. Non ci sarebbe acqua potabile e niente per incoraggiare le persone a stabilirsi lì. Se tutto va secondo i piani, nessun umano tornerà mai più. "Lo smaltimento geologico è la soluzione giusta perché è un sistema passivo", afferma Jalonen. "Da fuori terra, il sito apparirà come qualsiasi altro pezzo di foresta o natura."
Dopo la mia visita a Onkalo, torno al Centro visitatori di TVO dove incontro Kontula, che sta lavorando alla questione del clima di Olkiluoto. Ci sediamo a bere un caffè e guardiamo le luci delle centrali elettriche che luccicano in lontananza. Sono le 16 e l'oscurità è già calata. Provo a immaginare Olkiluoto quando appare il ghiaccio. Kontula mescola il suo caffè e sorride. "Questo è uno degli aspetti del lavoro che mi piace. Ha un significato più grande. Si tratta di prendersi cura dei rifiuti pericolosi che ci saranno anche se non ci fossimo." In superficie, spiega, tutto sparirà: tutti gli edifici, alberi, erba e rocce. "È come quando voli e guardi in basso e vedi solo le nuvole", dice. "Sarà bianca. Solo bianco."
L'ingresso verrà quindi sigillato.
Successivamente, Onkalo non dovrebbe richiedere manutenzione o monitoraggio. Qualsiasi intrusione umana involontaria è protetta dalla profondità della struttura e dalla scelta del luogo. Sarebbe un luogo senza risorse naturali o qualsiasi cosa che possa essere estratta. Non ci sarebbe acqua potabile e niente per incoraggiare le persone a stabilirsi lì. Se tutto va secondo i piani, nessun umano tornerà mai più. "Lo smaltimento geologico è la soluzione giusta perché è un sistema passivo", afferma Jalonen. "Da fuori terra, il sito apparirà come qualsiasi altro pezzo di foresta o natura."
Dopo la mia visita a Onkalo, torno al Centro visitatori di TVO dove incontro Kontula, che sta lavorando alla questione del clima di Olkiluoto. Ci sediamo a bere un caffè e guardiamo le luci delle centrali elettriche che luccicano in lontananza. Sono le 16 e l'oscurità è già calata. Provo a immaginare Olkiluoto quando appare il ghiaccio. Kontula mescola il suo caffè e sorride. "Questo è uno degli aspetti del lavoro che mi piace. Ha un significato più grande. Si tratta di prendersi cura dei rifiuti pericolosi che ci saranno anche se non ci fossimo." In superficie, spiega, tutto sparirà: tutti gli edifici, alberi, erba e rocce. "È come quando voli e guardi in basso e vedi solo le nuvole", dice. "Sarà bianca. Solo bianco."
Il primo deposito permanente di scorie nucleari
Il tunnel di Onkalo, in Finlandia, resisterà alle insidie del tempo per decine di migliaia di anni. Ci riuscirà grazie a soluzioni ingegneristiche e dispositivi di sicurezza di una semplicità disarmante.
12 SETTEMBRE 2017 | ELISABETTA INTINI
Nel 1980, il geologo finlandese Timo ha deciso di riunire un'enorme responsabilità, per un 29enne:
progettare uno spazio dove stipare in modo sicuro e definitivo le scorie nucleari prodotte dal suo Paese.
Oggi, quasi 40 anni di distanza, quel deposito è quasi ultimato: ben presto la Finlandia diventerà il primo stato al mondo, un dotarsi di un magazzino per rifiuti radioattivi pensato per resistere a centinaia di migliaia di anni (e fino a un milione: tanti ne occorrono anche le barre di combustibile nucleare esausto non siano più pericolose).
Per includere la portata della sfida, raccontata in un articolo sull'Atlantico, si pensa che attualmente, nel mondo, siano presenti circa 250 mila componenti di scorie nucleari alloggiati in depositi temporanei, che includono ad accusare i segni del tempo; e che costruzioni che riteniamo antiche, come le piramidi egizie, hanno appena 4500 anni.
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| Il deposito sorge in un’area coperta da una fitta vegetazione. |
NEL BOSCO. L’ingresso del deposito nucleare di Onkalo (un termine finlandese che significa caverna, luogo nascosto, si trova mimetizzato nella densa vegetazione della foresta di Olkiluoto, un’isola scarsamente abitata al largo della costa occidentale della Finlandia. Poco lontano, circondati dagli alberi, sorgono tre reattori.
PIÙ LIVELLI DI PROTEZIONE. Dietro a quella che potrebbe sembrare l’entrata di un grande garage si apre un tunnel che scende fino a oltre 450 metri di profondità. La struttura si apre poi in altre 137 gallerie sotterranee. Quando il deposito sarà funzionante, le scorie saranno sistemate in bidoni di ghisa di 25 tonnellate di capienza, rivestiti di uno strato di rame puro. Ciascuno sarà alloggiato in un vano scavato su misura, rivestito con bentonite (un tipo di argilla che si gonfia a contatto con l’acqua, usata anche nelle lettiere dei gatti).
IMPEREABILE. Il piano di sicurezza di Onkalo è piuttosto semplice. La roccia locale in cui è stato scavato il tunnel, lo gneiss, è geologicamente stabile, e dovrebbe tenere l’acqua alla larga. La bentonite può assorbire ogni traccia di umidità residua, e le acque sotterranee presenti in profondità, sotto il deposito, sono povere di ossigeno e poco corrosive. Il rame è una delle sostanze più stabili della Terra e se anche l’acqua arrivasse ai bidoni, impiegherebbe milioni di anni a corroderne il rivestimento. Nel frattempo, le scorie al suo interno si sarebbero degradate a materiali non più pericolosi per l’ambiente e per l’uomo.
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| Gli ingegneri della Posiva, l’azienda incaricata di costruire il deposito, testano in spazi come questo la capacità di infiltrazione dell’acqua sotterranea nelle rocce che sigilleranno le scorie. |
VIETATO ENTRARE. Anche la questione di come comunicare la pericolosità del luogo e del suo contenuto ai terrestri di domani è stata affrontata senza troppi orpelli. Se tra 100 mila anni l’umanità non si sarà ancora estinta, i nostri successori difficilmente sapranno comprendere la nostra lingua e altri codici di comunicazione non linguistici: si pensi a quanta fatica facciamo a capire il significato del sito di Stonehenge, eretto 5000 anni fa. Solo 10 mila anni fa, eravamo cacciatori-raccoglitori.
MIMETIZZARSI. In passato sono state proposte soluzioni fantasiose come una serie di pietre acuminate a guardia dell’entrata, o generazioni di gatti ogm che diventino fluorescenti a contatto con le esalazioni radioattive. Gli ingegneri di Onkalo hanno in mente qualcosa di più semplice: lasciare che il deposito passi inosservato, e finisca dimenticato per sempre.
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| Uno degli ingressi dello Svalbard Global Seed Vault, la banca mondiale dei semi. Anche questa cassaforte praticamente inviolabile ha di recente subito danni da infiltrazione di acqua e neve. |
LASCIATO ALL’OBLIO. Senza la necessità di sorveglianza o il bisogno di elettricità a mantenerlo, la soluzione più sicura è che se ne ignori l’esistenza. Attorno al 2100, quando avrà raggiunto la sua massima capacità, gli ingressi dei tunnel saranno sigillati con blocchi di roccia assorbente. La foresta ne coprirà l’entrata, e il deposito è stato scavato in luoghi poco appetibili per eventuali scavi minerari.
I PROSSIMI PASSI. Äikäs è andato in pensione nel 2014. Oggi i suoi successori lavorano per riuscire a concludere le prove generali di conservazione delle scorie – con barre posticce, ma contenitori e tunnel originali – entro il 2022. Nel 2024 dovrebbero essere accolti i primi rifiuti pericolosi, con un processo che potrebbe durare un centinaio di anni, fino ad esaurimento spazio.
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| Chernobyl |
Fonti
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