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Scorie a riposo. Dalla Finlandia il primo deposito di scorie nucleari permanente al mondo

Quando pensiamo alla Finlandia la prima immagine che ci viene in mente è quella di una lunga distesa di foreste ed una pace che rende il tutto calmo e coerente. Lo è negli edifici e lo è sempre mentre si viaggia in auto lungo le sue strade immerse nei boschi. Lo è anche guardando a ciò che in altri luoghi balzerebbe agli occhi come un’ingerenza umana nella natura. Stiamo parlando dell’architettura delle centrali nucleari che in Finalndia, per quanto possibile, cerca di rispecchiare il territorio. Nessuna immagine di enormi e grigie costruzioni ma strutture cubiche che cercano anche dal punto di vista cromatico di non essere troppo impattanti visivamente.

Lo sono però, e non poco, dal punto di vista energetico. La Finlandia ha quattro reattori nucleari che forniscono circa il 30% della sua elettricità. Un quinto reattore è già in costruzione e quasi pronto a partire mentre un altro è previsto. Tutto ciò con l’obiettivo di portare il contributo nucleare a circa il 60% e tendere alla decarbonizzazione. Le quattro centrali sono divise in due luoghi diversi, uno a est ed uno a ovest della Finlandia. 

Le centrali nucleari in Finlandia

Loviisa 1

Il primo, situato a poco più di 100 km da Helsinki, è stato costruito nel 1971. La struttura è stata realizzata nell’isola di Hastolmen, collegata alla Finlandia da una piccola striscia di terra. A poche centinaia di metri dalla centrale, si trova un’area boschiva dov’è possibile campeggiare liberamente, temperature permettendo. La capacità attuale del reattore è di fornire 3.709 GWh



Loviisa 2

Sempre nell’isola di Hastolmen poi, nel 1972 è iniziata la costruzione di un secondo reattore. Del tutto similare al primo, il Loviisa 2 ad oggi fornisce alla Finlandia 4.059 GWh. Il nome riprende quello della città più vicina: Loviisa, è un paese di poco più di 15mila abitanti situato nella regione dell'Uusimaa e luogo di passaggio per chi da Helsinki vuole andare verso la Regione dei Laghi ed il confine con la Russia. 





Olkiluoto 1

Il secondo luogo in cui ci sono gli altri due reattori è situato a ovest della Finlandia, a circa 100 km da Turku, ex capitale durante il regno di Svezia e sede della seconda università più grande del Paese. I due reattori situati a Olkiluoto sono anche quelli che forniscono più energia di tutti. Il primo, chiamato appunto Olkiluoto 1 è stato costruito nel 1974 e ad oggi fornisce al Paese 7.310 GWh.



Olkiluoto 2

L’Olkiluoto 1 (OL1) ha quindi generato nel 2020 7,4 TWh di elettricità con un fattore di utilizzo che è stato del 95,1%. La produzione del secondo impianto di Olkiluoto(OL2) invece, è stata di 7,0 TWh e il fattore di utilizzo è stato del 90,4%. Due unità che nella scorsa primavera sono state sottoposte a manutenzione annuale, che ha influito sui risultati della produzione di energia elettrica. 



Inoltre, nel corso del 2021, sono stati effettuati i preparativi per l'avvio dell'unità OL3, che è stata collegata alla rete nazionale nel gennaio scorso. La richiesta di apertura di questo terzo impianto è stata presentata dalla TVO, cioè la Teollisuuden Voima Oyj,  società che gestisce la centrale di Olkiluoto, nel novembre del 2000. Nel maggio 2002 poi, il parlamento finlandese ha approvato la costruzione di questo quinto reattore nucleare, che sarebbe dovuto divenire operativo intorno al 2009.

La costruzione del reattore, che è un EPR, European pressurized reactor, cioè un reattore europeo ad acqua pressurizzata da 1600 MWe, è iniziata a maggio 2005 ma tra problemi e ritardi di fatto la licenza operativa è arrivata dal governo finlandese solo nel marzo 2019. Il via infine è stato dato solamente alle 3.22 della notte tra il 20 ed il 21 dicembre 2021. La produzione di energia elettrica però è stata ancora posticipata. Le ultime notizie provenienti da TVO parlano di un inizio di attività per marzo 2022 ed una produzione regolare per luglio prossimo. Produzione che dovrebbe sostenere circa il 14% della richiesta finlandese.

A Olkiluoto il primo deposito permanente di scorie nucleari 

Quella di Olkiluoto però è una zona fondamentale anche per un altro motivo, seppur strettamente collegato a ciò che abbiamo detto fino ad adesso. Proprio sul’isola infatti, o meglio nel suo sottosuolo, è stato costruito il primo deposito permanente di scorie nucleari al mondo. Di permanente non esiste nulla potrebbe essere la prima considerazione, ed infatti l’aggettivo non è propriamente preso alla lettera. Se non permanente però il deposito è stato costruito con l’idea di durare molto. Non potrebbe essere altrimenti vista l’importanza del tema, ma vediamo di quantificare questo “molto”.

All’incirca le scorie nucleari dovranno rimanere lì sotto indisturbate per almeno 100.000 anni. Centomila anni sono un tempo che, a guardarlo indietro nella storia conosciuta, ci riporterebbe alla prima migrazione di esemplari di Homo Sapiens dall’Africa al Medio oriente e ad un mondo che era entrato da qualche decina di migliaia di anni nella glaciazione di Würm. Insomma 100.000 anni sono un tempo quasi difficile anche solo da ipotizzare ma è la durata che dovrà avere il deposito. Le scorie quindi dovranno rimanere nel sottosuolo nonostante tutto, che significa nonostante guerre, calamità, catastrofi naturali e pure nonostante un’eventuale nuova glaciazione. 

Nuclear waste in Finlandia

Ma facciamo un passo indietro e cerchiamo di capire cosa sono le scorie nucleari di cui stiamo parlando e dove sono adesso. In Finlandia, le scorie nucleari vengono accumulate nelle centrali nucleari di Loviisa e Olkiluoto. Secondo i principi generali della gestione delle scorie nucleari, lo smaltimento finale non può causare danni da radiazioni pericolosi per la salute umana o comunque dannosi per l'ambiente o per le cose. Tecnicamente poi, per rifiuto radioattivo si intende il “materiale, oggetto o struttura che contiene sostanze radioattive, non ha utilità e che, a causa della sua radioattività, deve essere reso innocuo.

I rifiuti radioattivi quindi non possono essere smaltiti ma devono essere isolati in modo affidabile. Non tutte le scorie però sono uguali. Ogni Paese ha la sua classificazione ma, facendo un salto in Italia, vediamo come da noi siano cinque le diverse classificazioni: rifiuti a vita molto breve che come destinazione hanno lo smaltimento convenzionale, rifiuti di attività molto bassa e rifiuti di bassa attività, che sono destinati allo smaltimento nel Deposito Nazionale (in Italia sono circa 78mila metri cubi) ed infine, le ultime due classificazioni sono i rifiuti di media attività e di alta attività, che riguardano i 17 mila metri cubi che invece saranno stoccati temporaneamente nel Deposito nazionale.

In Finlandia, le scorie nucleari sono prodotte principalmente nelle centrali nucleari di Loviisa e Olkiluoto. Delle altre piccole quantità di scorie invece vengono generate anche nel reattore di ricerca situato a Otaniemi. Ci sono poi quei rifiuti generati dal settore industriale, sanitario e nelle strutture di ricerca che utilizzano sorgenti di radiazioni. Gli approcci, come dichiarato dall’organismo finlandese per la sicurezza nucleare (STUK) per quanto riguarda le scorie nucleari sono di tre tipi: delay and decay, dilute and disperse, concentrate and confine.

Nel primo caso si tende a stoccare i rifiuti fino a quando il loro livello di radioattività non sia sceso al di sotto del livello di guardia, che solitamente è quando si ha lo 0,1% dell’attività iniziale. Un esempio concreto di questa modalità può essere quello dell’approccio verso i rifiuti ospedalieri.

C’è poi il metodo di “diluire e disperdere”. Questo principio è spesso legato al trattamento di sostanze radioattive gassose o liquide. Secondo la IAEA, cioè l’Agenzia internazionale per l’energia atomica, “dilute and disperse” significa scaricare materiale radioattivo liquido a bassa attività nell'ambiente in modo tale che i processi ambientali garantiscano che le concentrazioni dei radionuclidi siano ridotte a livelli tali che l'impatto del materiale rilasciato sia accettabile.

Il terzo ed ultimo principio è quello del "concentrare e confinare". Questo è il caso che stiamo approfondendo in quanto significa trasformare il materiale radioattivo di scarto in una forma compatta e permanente, isolandolo totalmente dall'ambiente.

Il deposito di scorie di Onkalo: la storia

La storia del nucleare finlandese abbiamo visto come sia una parte non risibile dell’intero Paese. Una grossa percentuale della propria energia arriva proprio dal nucleare. Per ora in Finlandia, il combustibile nucleare esaurito è inserito in bacini di stoccaggio dell'acqua che sono situati presso i siti delle centrali nucleari, quindi nelle zone e di Loviisa e Olkiuoto. Questi sono per forza di cose degli stoccaggi temporanei. In molte zone però, Italia compresa, si sta ragionando su dove far riposare “definitivamente” le scorie. 

In Finlandia, la prima domanda per la costruzione di un deposito definitivo di scorie nucleari è stata presentata dalla società Posiva il 28 dicembre 2012. STUK, cioè l’organismo finlandese per la sicurezza nucleare, ha valutato la domanda e rilasciato la licenza di costruzione del deposito l'11 febbraio 2015. Qualche mese dopo, il 12 novembre 2015, è stato il governo finlandese a concedere a Posiva la licenza di costruzione. I lavori sono iniziati nel 2016.

Come riportato nel sito dell’organismo finlandese per la sicurezza nucleare “la gestione delle scorie nucleari in Finlandia è disciplinata dalla legge sull'energia nucleare e dal decreto sull'energia nucleare, che definiscono, tra l'altro, gli obblighi di un produttore di energia nucleare, le relative procedure di autorizzazione e i diritti di controllo. Nel 1994, la legge sull'energia nucleare è stata modificata in modo tale da obbligare lo smaltimento dei rifiuti nucleari generati in Finlandia definitivamente all’interno del Paese”. La legge sull'energia nucleare poi, vieta l'importazione di scorie nucleari da Paesi esteri.

 

 

La storia però inizia ben prima del 2012, anno in cui è stata presentata domanda. Il luogo dove stoccare definitivamente queste scorie è stato deciso dopo un lungo percorso partito nel 1983. Inizialmente è stato effettuato uno screening del territorio finlandese per poi giungere ad una rosa di quattro diversi possibili siti: Romuvaara a Kuhmo, Kivetty ad Äänekoski, Olkiluoto a Eurajoki e Hästholmen a Loviisa. 

Nel 1999 Posiva propose al governo finlandese la zona di Eurajoki, dopo un’attenta valutazione geografica, ambientale e dopo delle consultazioni popolari. Nel 2001 fu approvato il progetto e da lì sono partite le quattro fasi del progetto.

La prima è durata dal 2004 al 2009 e si è concentrata sullo scavo del grande tunnel di accesso alla struttura. Di fatto è stata scavata una spirale che scendeva fino a una profondità di 420 metri. La seconda fase è iniziata nel 2009 e terminata nel 2011. Questa ha visto un nuovo studio del substrato roccioso ed il prolungamento dello scavo fino a 520 metri sotto il livello del mare.

Nel 2012, come abbiamo visto precedentemente, Posiva ha presentato la domanda di licenza per costruire il deposito. Licenza che è stata concessa nel novembre 2015. Per due anni la società ha costruito il deposito che ora è finalmente pronto.

La fase 4 infine è quella della tumulazione delle scorie, che dovrebbe iniziare intorno al 2023 e che ora analizzeremo nel dettaglio.

Il deposito di scorie di Onkalo: le caratteristiche

Onkalo in finlandese significa “cavità”, e nome non potrebbe essere più adatto per il primo deposito permanente di scorie nucleari. 100.000 anni di stoccaggio sono un tempo che, come abbiamo visto ad inizio reportage, è quasi difficile da immaginare. Il nostro mondo è in continua evoluzione, anche considerando solo l’aspetto naturale e non quello umano. Forse è proprio quest’ultimo che preoccupa di più. È il più imprevedibile e rischia di essere quello che potrebbe mettere più a rischio il deposito.

Tornando invece agli aspetti naturali vediamo come lo scavo sia stato fatto su roccia granitica. Il punto esatto scelto per tumulare le scorie nucleari è quello in corrispondenza di due diverse faglie che sono distanti circa 800 metri tra loro. Questo perché, come riporta Science in un suo approfondimento, “se si verificasse un terremoto, l’energia sismica si sfogherebbe proprio lungo le linee delle faglie, che assorbirebbero l’energia ed il movimento lasciando intatto il deposito”.

Nonostante questi calcoli però, non sarebbero previsti terremoti almeno fino ad un’ipotetica prossima glaciazione. La Finlandia infatti si trova nel mezzo della placca euroasiatica ed oltre a ciò non presenta vulcani attivi. Quello che preoccupa maggiormente invece, oltre all’intervento antropico, è l’acqua o meglio eventuali infiltrazioni. Questo è anche il motivo per cui si è scelto un luogo di roccia granitica e non porosa. Nonostante questo Posiva ha dovuto mappare comunque alcune crepe nella roccia, che potrebbero essere l’unica via d’accesso all’acqua. Anche se ci fossero delle infiltrazioni però, cosa che la progettazione cerca comunque di evitare, l’acqua si troverebbe davanti sia il rame che la bentonite che compongono lo scrigno in cui stanno le scorie.

Partendo dalla superficie però vediamo come per accedere ai 450 metri nel sottosuolo sia chiaro l’intervento a “spirale” effettuato da Posiva. Una volta scesi la costruzione del deposito si dirama per oltre 40 km sotterranei. In queste gallerie, tra le quali ci si sposta con automobili, verranno poi sotterrate le scorie nucleari. Di fatto quindi Onkalo comprende un tunnel di “discesa” a forma di spirale, quattro pozzi verticali (pozzo per la discesa del personale, il pozzo della capsula e due ulteriori pozzi di ventilazione), dei tunnel delle strutture tecniche e questi 40 chilometri di gallerie.

 

Le capsule che conterranno le scorie, chiamate anche capsule di smaltimento sono costruite con una struttura interna in grafite sferoidale o ghisa sferoidale.Questa ha lo scopo di essere la parte portante del contenitore e supporto per le scorie. 

All’esterno poi c’è una grossa capsula di rame che è stata progettata per fungere da barriera alla corrosione per la parte interna in ghisa. La capsula per le unità dell'impianto Olkiluoto 1 e 2 (OL1, OL2) può contenere fino a 12 “blocchi” di scorie ed è lunga 4,75 metri. I 12 fasci di Loviisa (LO1, LO2) invece sono predisposti per essere inseriti in una capsula lunga 3,6 metri. Infine quella di Olkiluoto 3 (OL3) può contenere quattro gruppi di scorie ed è lunga 5,2 metri.

Il diametro della capsula è sempre di poco più di un metro (1,05). Inoltre una volta che tutti i fasci di scorie sono stati trasferiti nella loro sede, questa viene riempita con gas argon e sigillata con il coperchio interno in acciaio.

Queste capsule poi scenderanno nel sottosuolo attraverso un ascensore che collega l'impianto di incapsulamento con quello di smaltimento. Le capsule stesse saranno trasportate fino ad una profondità di 430 metri sotto il suolo. Da lì poi verranno trasferite con dei veicoli di trasporto ai tunnel di smaltimento. Una volta inserita la capsula nel sottosuolo, la bentonite compressa viene utilizzata come materiale tampone. Di fatto il foro di smaltimento verrà riempito di questo materiale in modo tale da circondare anche il contenitore e proteggere la capsula da piccoli movimenti della roccia.

 

Dopo l'installazione della capsula e del materiale tampone, i tunnel di smaltimento verranno riempiti con una miscela di granuli costituita da pellet di bentonite frantumato di diverse dimensioni. Il vantaggio di questo materiale, come abbiamo visto anche precedentemente, è quello di essere una buona barriera contro le infiltrazioni, oltre ad avere una buona stabilità chimica e meccanica a lungo termine.

Il “tappamento” o riempimento dei tunnel avverrà in più fasi ed ha lo scopo sia di impedire che gallerie e pozzi si trasformino in percorsi di flusso delle acque sotterranee, sia di mantenere una stabilità anche meccanica del sito, evitare quindi eventuali spostamenti dovuti al tempo o a fattori esterni, naturali o antropici che siano.

C’è infine un’altra motivazione per cui di fatto tutto questo materiale sarà tumulato e reso inaccessibile per 100.000 anni, ed è quella di evitare l’intervento umano. Come abbiamo visto questo aspetto è uno di quelli che hanno più preoccupato gli ideatori del deposito. Riempire completamente le gallerie significa di fatto impedire l'accesso ai locali, e quindi rendere l’'area di smaltimento “libera” da un’eventuale sorveglianza costante. Il tunnel di smaltimento deve rimanere a tenuta stagna in tutte le condizioni. Alla fine del tunnel di smaltimento riempito con argilla bentonitica, verrà realizzato anche un massiccio tassello in cemento armato lungo circa sei metri e con un diametro di 4-6 metri. 

 

Costruire un deposito permanente di scorie nucleari significa guardare al futuro, prevedere come cambierà il mondo fra 100.000 anni, tra guerre, clima che cambia, eventi naturali ed evoluzioni tecnologiche. L’unica certezza è che sicuramente sarà un pianeta diverso. Trovare un deposito permanente di scorie nucleari però è un’urgenza del nostro tempo. Scegliere il luogo non è affatto semplice, è necessario uno studio approfondito e dettagliato, una scelta ponderata e delle inevitabili consultazioni civiche.

La Finlandia c’è riuscita ma è necessario considerare anche il territorio di cui stiamo parlando. Abbiamo visto che nel Paese ci sono alcune zone in cui non si prevedono terremoti, zone a bassa densità di popolazione ed un terreno “adatto” ad essere scavato senza che penetri dell’acqua. Questa premessa per far capire come cercare di realizzare un deposito permanente di scorie nucleari in Paesi morfologicamente più complessi è una sfida tanto necessaria quanto difficile. L’Italia ci sta provando ed una prima mappa di possibili luoghi desinati al deposito è pronta dal 2015. Il Bo Live, in una nuova serie, seguirà passo dopo passo il processo decisionale e la realizzazione in Italia del deposito permanente di scorie nucleari: dagli aspetti morfologici alle consultazioni pubbliche, dalle ricerche indipendenti alla comunicazione della Sogin, cioè la Società Gestione Impianti Nucleari, l’azienda pubblica destinata a portare a termine questo percorso.

LEGGI LE ALTRE PUNTATE DEL REPORTAGE "SCORIE A RIPOSO"

  1. Scorie a riposo. Dalla Finlandia il primo deposito di scorie nucleari permanente al mondo
  2. Scorie a riposo. Le centrali nucleari in Italia
  3. Scorie a riposo. Le tempistiche per realizzare il deposito nazionale di scorie nucleari

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