Ancora oggi, all’interno del vecchio “sarcofago” della quarta unità di potenza di Chernobyl, si trova il combustibile nucleare modificato che si è prodotto nel corso della fase attiva dell’incidente, nell’interazione con materiali strutturali, per l’effetto dinamico e termico dell’esplosione, nonché l’ossidazione del biossido di uranio a contatto con ossigeno nell’aria.
Tre tipi di modifiche possono essere distinte in categorie: frammenti del nocciolo del reattore (RCF), particelle di combustibile (polvere di combustibile) e materiali contenenti combustibile simile alla lava (LFCM).
Il cosiddetto “piede di elefante” è stato generata da una massa di corium formatasi nella stanza 217 dell’unità 4 del NPP di Chernobyl in seguito all’esplosione avvenuta la notte del 26 Aprile 1986. Nel dettaglio, ogni tipo di reattore nucleare in caso di fusione del nocciolo genera un tipo di lava che viene chiamato “corium”.
Il calore che viene rilasciato durante la fusione del nocciolo può avere due origini: la prima dalla reazione a catena del combustibile oppure la seconda (e più frequente) dal decadimento dei prodotti di fissione racchiusi nelle barre del combustibile. In genere la temperatura diminuisce in modo veloce perché la maggior parte del calore è generato dal decadimento di elementi ad emivita breve. Ma alcune volte questa fonte di calore può continuare ad essere alimentata dalla reazione che avviene tra i metalli fusi, ossigeno e vapori.
Nel caso specifico di Chernobyl, la fusione diede vita alla massa più grande di corium mai realizzata nell’era nucleare.
La formazione avvenne in tre fasi:
1) la prima ebbe inizio durante l’esplosione e durò solo pochi secondi: quando la temperatura oltrepassò i 2600 gradi centigradi e la massa in fusione si è generata con il 30% circa del combustibile presente nel nocciolo.
2) la seconda fase continuò per circa una settimana, dove la massa fusa interagì con il calcestruzzo, la serpentinite (materiale utilizzato per isolare il vessel) e la sabbia che era stata gettata con gli elicotteri al fine di sigillare il reattore per evitare ulteriore rilascio di vapori radioattivi. Durante questa transazione la massa in fusione si arricchì di silice e silicati.
3) nella terza fase la massa fusa iniziò il processo di laminazione e durante questo processo perforò lo scudo biologico inferiore andando a depositarsi negli ambienti sottostanti.
Come detto in precedenza la temperatura massima raggiunta durante la fusione oltrepassò per alcuni secondi i 2600°, per poi scendere a circa 2300° e rimanere stabile attorno ai 1700° per 4/5 giorni.
A seguito della perforazione dello scudo biologico la massa si depositò nella stanza 305/2: da qui si fece largo attraverso le valvole di rilascio vapore e successivamente fuoriuscì nel corridoio di distribuzione vapore e raggiunse anche la stanza 304/3.
In tutto si generarono tre flussi di lava che andarono pian piano a solidificare. Il primo flusso raggiunse i corridoi di distribuzione vapore al livello +6 ed era composta da lava marrone e acciaio fuso. Il corium marrone scivolando attraverso i corridoi raggiunse il livello +3 dove si trovavano le vasche di soppressione vapore. Un altro flusso fuso composto da lava nera si arresto nei corridoi del vapore, mentre una terza colata di lava nera penetrò nelle stanze sottostanti al nocciolo arrivando alla stanza 217 dove la lava di corium diede origine ad una colata simile alla zampa di un elefante da cui prese appunto il soprannome di “Piede di Elefante”.
Quando il “piede di elefante” di Chernobyl fu scoperto rilasciava un flusso di radiazioni di circa 8000 Roentgen/h: un esposizione di circa 5 minuti senza alcuna protezione nel 50% dei casi risultava essere fatale. Con il passare degli anni il livello di radioattività si è ridotto notevolmente, tanto è che nel 1996 il direttore del progetto per la realizzazione del nuovo scudo di contenimento, Artur Kornayev, si reco nella stanza 217 e scattò alcune foto alla massa vetrificata.
Al momento della sua formazione, la massa aveva una consistenza molto elevata tanto da non poter essere trivellata, ma dal 1998 in poi il corium ha iniziato ad avere processi di polverizzazione e frantumazione.
Allo stato attuale la temperatura delle masse laviche è simile a quella ambientale e varia con il variare di quella dell’ambiente circostante. Non è del tutto chiaro a quale processo andranno incontro: la più plausibile è che attraverso il processo di auto irraggiamento il degrado delle 1200 tonnellate di lava avverrà in modo lento e graduale.
In queste colate di lava sono stati scoperti nuovi minerali di uranio: eliantinite, studtite, carbonato di uranite e un nuovo elemento sconosciuto avente la seguente formula: Na3U(CO3)2·2H2O.
E c’è una storia che mi piace sempre raccontare sul suo conto: questa massa di corium è conosciuta anche con il soprannome “Medusa”, riferimento al personaggio della mitologia greca il quale aveva il potere di pietrificare chiunque avesse incrociato il suo sguardo. Dagli addetti ai lavori che operavano a Chernobyl negli anni successivi all’incidente, gli fu affibbiato questo nome perché la storia era più o meno la stessa: se entravi in contatto visivo con quella massa di corium avresti avuto pochi giorni di vita.
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