Lo smaltimento dei rifiuti radioattivi nelle fonderie

 

Ho modo di parlare, su tumblr , del discorso delle scorie radioattive, cosi' vorrei raccontare una cosa che pochi conoscono. E cioe' il fatto che le scorie radioattive sono, attualmente , tutto intorno a voi. Specialmente se guidate un'automobile.

Dunque, siamo in una fonderia. Una fonderia di quelle che stanno all'inizio del ciclo produttivo degli acciai, non di quelle che stanno alla fine.

Insomma, arriva del ferro , arriva del rame, magari sono anche materiali di riciclo, chissa'. Comunque, la prima cosa che si fa e' misurarne la radioattivita'. Perche' si misura la radioattivita' del ferro, se il ferro in se' non e' un materiale radioattivo?(1)

Lo si misura perche' il problema e' che il ferro NON e' radioattivo. Allora, diciamo una cosa: nell'ambiente abbiamo una radioattivita' naturale, che e' dovuta ad una certa quantita' naturale di isotopi radioattivi presenti ovunque. Le cause sono diverse, ma il dato di fatto e' che tutto , intorno a noi, e' radioattivo in piccola misura. Noi compresi.

Se io dal suolo estraggo un materiale quasi puro, e non radioattivo, otterro' un materiale NON radioattivo, ovvero MENO radioattivo della media di qualsiasi cosa, me compreso.

Cosa hanno pensato allora quei geniacci che fanno il business? Hanno pensato, ovviamente, di riportare il ferro a livelli naturali di radioattivita'. Come si fa a riportare il ferro a livelli naturali di radioattivita'? Ma e' semplicissimo: si inseriscono nel ferro delle scorie radioattive da smaltire.

Principalmente, Cesio . Ma anche Cobalto. Il Cesio, pero', e' il preferito. Si', proprio quello che si e' liberato da Chernobyl e ci ha impedito di mangiare insalate.

Si tratta di quei bidoni pieni di palline marroncine grandi un millimetro, che si notano in diverse fonderie.

Cosa si fa con questo materiale? Beh, in fase di fusione lo si immette, nella fase giusta, nel ferro. In questo modo, si ottiene che le scorie rimangano chiuse dentro il ferro,  "annegate", come si dice.

A quel punto, se tutto il processo e' andato a buon fine, otteniamo che misurando il tasso di radioattivita' del ferro troveremo il tasso di radioattivita' normale presente in natura: indice del fatto che quel ferro debba contenere scorie, perche' se fosse ferro estratto e basta dovrebbe essere MENO radioattivo rispetto al tasso di radioattivita' naturale.

Perche' si e' scelto il ferro? In realta' non e' vero che si sia scelto il ferro: lo stesso procedimento viene applicato quasi su tutti i materiali a lento consumo E a radioattivita' bassa.

Voglio dire: il silicio, che nella forma vetrosa e' meno radioattivo della media (l'unico isotopo radioattivo del silicio ha vita breve per cui e' piuttosto raro ) , e' un altro materiale "battezzato" per essere inquinato in questo modo. 

L'idea generale di questo processo e' quella che se un materiale mostra una radioattivita' cosiddetta "naturale", cioe' se addirittura molti strumenti la "tagliano" , nessuno potra' dirvi che si tratti di inquinamento radioattivo: quel ferro e' radioattivo quanto la carota che mangi, ed e' radioattivo quanto la tua stessa milza: che cosa vuoi ancora?

Dunque, non appena si fonde una grossa quantita' di un materiale puro e poco radioattivo, ottenendo un blocco di materiale meno radioattivo della media naturale, arriva qualcuno e dice "ehi, ti pago se anneghi nel tuo materiale queste scorie".

Di conseguenza, e' quasi impossibile sfuggire: negli acciai della vostra automobile, nei vetri, nei cavi elettrici di rame, nel vetro delle vostre bottiglie, in qualsiasi materiale ad alto grado di purezza con una radioattivita' minore della media sono state annegate delle scorie radioattive. Spesso, come nel caso del Cesio, si tratta di scorie di centrale o piu' semplicemente di scorie usate dai processi coi quali si fotografano i tubi per evitare le crepe: anziche' pagare lo smaltimento, le acciaierie  non fanno altro che gettare il cesio (una pallinadi 3 mm) nella colata. Una pallina di 3 mm contamina una citta' come Bologna per 10 anni.

Direte voi: ma se alla fine il tasso di radioattivita' naturale e' sempre quello, perche' mai dovremmo preoccuparci?

I motivi sono diversi: il primo e' che il Cesio e' un materiale che fonde a 28 °C ,  ed evapora a 600 gradi. Il che significa che nel ri-fondere materiali ferrosi (per esempio, nel riciclarli) rimettiamo in giro (nell'atmosfera) un bel po' di questo materiale.

Un altro motivo e' che la radioattivita' naturale proviene da fattori diversi rispetto alle sorgenti che abbiamo infilato nel ferro, nel rame, nel vetro, eccetera: quando il ferro si arriugginisce formando gli ossidi, quando degrada, quando il rame produce verderame, eccetera, tutte le scorie ivi contenute vengono rilasciate.

Si parla, in questi casi, di "rilascio lento", perche' il fenomeno della ruggine e del decadimento metallico e' lento. Nel caso del vetro, poi, necessita di tempi geologici.

Ma nel caso dei metalli questo tempo e' lento, ma non troppo:  se volete averne un'idea, guardate qui. Il sito vi mostrera' gli effetti e le dimensioni del fenomeno corrosivo sulle strutture metalliche pubbliche, ovvero quelle che maggiormente usano acciai poveri soggetti ad annegamento di scorie.

In definitiva succede questo:

• Il Cesio 137 viene annegato nei metalli, in quantita' tali da portarli al livello naturale di radioattivita'.
• I metalli vengono usati, e inizia il processo di corrosione /ciclo di vita.
• Per via della corrosione o del riciclaggio, i metalli vengono rifusi, superando vastamente i 670 °C necessari per far evaporare il Cesio.
• Il cesio si libera nell'atmosfera circostante alle fonderie.

Ovviamente le centrali non sono le uniche responsabili di questo, nel senso che le scorie eliminate non sono solo quelle prodotte dalle centrali: moltissimi esami medici che richiedono l'uso di materiali radioattivi hanno come sottoprodotto scorie radioattive, che spesso vengono  "smaltite" in questo modo, ovvero "spalmate" nei materiali a lenta consunzione , il che produce un'altrettanto lenta liberazione nell'ecosistema.

Sorgera' allora una domanda: perche' non ci accorgiamo di questo aumento? La verita' e che di questo aumento ci accorgiamo eccome; il dramma e' che trattandosi di un aumento lento , legato al ciclo di vita dei metalli ferrosi di fatto se ne occupano soltanto coloro che per lavoro tarano strumenti di misura della radioattivita'.

Per esempio, questo istituto qui si occupa di studiare gli effetti sull'uomo delle aree ad "alta radioattivita' naturale".

La seconda domanda che vi farete e': perche' nessuno se ne accorge?

La risposta e' che , quando si fanno misure attorno alle centrali, ECCOME se ce ne accorgiamo: leggete qui. Quello che e' successo e' che dev'essere entrata in forno una partita di metalli ove era gia' stato annegato del cesio, e non appena entrati negli altiforni il cesio si e' sprigionato nell'atmosfera: quei signori dicono di non aver trovato la fonte di cesio "perche' schermata", ma la semplice verita' e' che era semplicemente "molto diluita", e quindi non e' successo nulla fino a quando non si sono superati i 670 gradi, momento nel quale il Cesio e' divenuto volatile e ha lasciato la fonderia.

Adesso avrete un'altra domanda: ma in Italia e' mai successo?

SI' che e' successo: ecco qui dove e' successo. La colpa viene, adesso, attribuita ad acciai provenienti dall'azienda spagnola, nel senso che mentre in Spagna cercavano un bidone di Cesio, in Italia e' chiaro che la contaminazione possa avvenire anche nel caso vengano fusi dei rottami metallici che abbiano subito questo trattamento di annegamento.

Altra domanda: cosa dicono le industrie metallurgiche? Dicono che la contaminazione da cesio rende piu' veloce la degradazione degli acciai inossidabili. Questo e' verificabile accademicamente, se non fosse per una cosa: che gli acciai inossidabili sono una piccola quantita', e i rottami metallici di riciclo vanno a formare acciai poveri, di minore valore.

Altre domande: ma anche in Italia facciamo questa cosa?

La risposta e' che no, in Italia non si fa questa cosa. Tuttavia, in Italia non ci sono miniere di ferro. Il che significa che il ferro viene comprato da fuori e poi rifuso. In teoria, all'ingresso di ogni fonderia ci dovrebbe essere un controllo contro la radioattivita' dei metalli in ingresso: ma verificando solo la radioattivita' del ferro si riesce a fermare questo reato solo se alla sorgente sono stati poco furbi: se hanno disciolto solo la quantita' necessaria di Cesio 137 che serve a riportare i materiali metallici al livello naturale, il metallo rientra nei limiti di legge. Sarebbe necessario un complesso esame chimico per rilevare questa contaminazione.

Cosa fa una fonderia per evitare di spargere in aria il materiale?

La fonderia , nel caso di acciai inox, di solito elimina gia' il cesio e altri materiali dalle leghe, per la semplice ragione che aumentano la velocita' di ossidazione degli acciai risultanti.

Nel caso di acciai poveri, o di acciai di riciclo, puo' fare ben poco perche' si tratta di miscele estremamente eterogenee: l'unico modo e' il mescolamento programmato di scorie di riciclo, che avviene secondo metodi di Cycle  Bin e Double Bin. Questo diminuisce i rischi di mescolare materiali in ingresso che siano contaminati.

Ma il problema e' ben lungi dall'essere risolto: il costo di smaltimento delle scorie arriva ai 1000$ per chilogrammo, il che significa che lo smaltimento di scorie mediche a bassa radioattivita' puo' fruttare davvero molto: e' sufficiente evitare quei processi che richiedano una rifusione.

Cioe', producendo direttamente la traversina ferroviaria in un paese di manica larga, e annegando li' le scorie, difficilmente la traversina gia' profilata verra' poi ri-fusa, e quindi nessuno si occupera' di prendere le gia' poche precauzioni che servono perche' si eviti la contaminazione.Lo stesso vale per lamiere, viti metalliche, prelavorati metallici in genere.

Si tratta di piccole quantita'? No, non si tratta di piccole quantita': a patto che non vengano fusi, i materiali vengono tranquillamente venduti. E' successo a 30 tonnellate di materiale metallico cinese, che sono state beccate DOPO la lavorazione, e solo in parte.

Cosa succedera' a quelle parti metalliche? A differenza del Cesio, che dimezza in 10 anni, il Cobalto rimane in attivita' piu' a lungo: i tempi di rilascio per corrosione,e l'eventuale riciclaggio di quei metalli non faranno altro che rimettere in giro il materiale radioattivo, che finira' in qualche modo nell'ecosistema.

Una qualche fonderia del mondo, insomma, prima o poi si trovera' un chilo o due di quel materiale in mezzo ad una carcassa di automobile, e lo ficchera' in un altoforno per riciclare il metallo.

Nel caso del Cobalto, e' facile capire cosa stia succedendo? La risposta e' NO. Per due motivi: il primo e' che gli acciai rapidi contengono gia' cobalto, anche se si tratta di isotopi non radioattivi. Quindi, se il cesio nell'acciaio inox non ci deve stare e i chimici se ne accorgono, nel caso del cobalto il tasso di cobalto potrebbe essere piu' che giustificiato.

Dal punto di vista dei fisici, il problema e' far scattare il maledetto rilevatore, ma la cosa puo' essere evitata  semplicemente sciogliendo nel ferro abbastanza residui da NON superare il livello di radioattivita' prescritto dalla legge, partendo dai livelli molto inferiori del ferro quasi puro.

Ma nemmeno le eventuali emissioni sono facili da rilevare, perche' il processo di rilevamento e' estremamente complesso: annegare cobalto 60 negli acciai e' una pratica "poco usata " ma ancora deregolamentata.

Chi vigila su queste cose?

Il problema del "Radioactive Scrap Metal" e' un problema che viene affrontato prima di tutto dai grandi gruppi di fonderie occidentali, dal momento che se viene scoperta una contaminazione forte il risultato e' lo smantellamento dell'altoforno o del sito industriale.

I metodi usati consistono principalmente nel mix di sorgenti di fusione, atti a minimizzare il  pericolo di fuga al momento della fusione.

Come enti governativi, l' unione europea ha il proprio osservatorio qui: UNECE

Si', ma in definitiva QUANTO di questo ferro c'e' in giro?

Stando all' USDOE , "There are more than 1,577,000 metric tons of irradiated scrap metal available."  L' NRC americano, insieme alla comunita' europea, si sforza di fare il punto della situazione qui e non e' per nulla confortante.

Tutto, ripeto tutto il metallo di cui stiamo parlando prima o poi finira' in ruggine o dentro una fonderia per la fusione.

In soldoni: la tua automobile e' radioattiva, la tua casa e' radioattiva, il treno e' radioattivo e le rotaie sono radioattive.






(1) Il 60Fe e' un nucleotide esaurito.http://it.wikipedia.org/wiki/Ferro#Isotopi.