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Lo smantellamento degli arsenali nucleari, l' uranio altamente arricchito (HEU), il plutonio e il mox

Durante la guerra fredda la strategia nucleare era basata su una scommessa: la "razionalità" dell’avversario in un eventuale grave crisi tra l’Unione Sovietica e l’America. In altre parole gli arsenali nucleari erano talmente sproporzionati (nel 1986 il numero di testate nucleari degli appartenenti al "Club atomico" era 69580) che il loro utilizzo avrebbe significato la distruzione globale assicurata, ragione per cui si assumeva che nessuna delle parti avrebbe mai risposto con le armi nucleari.

Per garantire la stabilità geopolitica, le maggiori potenze nucleari avevano avviato la discussione che ha preceduto la definizione dei Trattati di Non Proliferazione (NPT) e di Proibizione dei Test Nucleari (CTBT). Il NPT è stato esteso indefinitamente nel 1995 ed è stato sottoscritto dalla quasi totalità delle Nazioni e il CTBT è stato firmato nel 1996 da oltre 130 Paesi (ma non da India e Pakistan). Il CTBT non è ancora operativo per l’assenza di ratifica da parte anche di America e Russia.

Finita la guerra fredda e spostandosi il confronto a regioni geopolitiche instabili e con arsenali (ufficiali e non) molto più ridotti, viene meno il meccanismo di "deterrenza atomica" della Guerra Fredda. Pertanto la "bomba" torna a poter essere usata come strumento di pressione o di ricatto o di "esternalizzazione" degli interessi nazionali nel caso di Paesi, come l’India, che si sono trovati isolati politicamente ed economicamente.
 

A tutt'oggi il programma avviato da Francesi, Americani e Russi ha portato a questa situazione:

Per le due principali potenze nucleari, lo smantellamento è conseguenza dell'accordo bilaterale di disarmo sulle testate nucleari strategiche denominato START I ed entrato in vigore nel 1994.  [1]

1. La grande eredità della corsa agli armamenti: la grande quantità di materiale fissile e il problema della sua destinazione
    
2. L' intervento del G8 nel mettere in sicurezza armi nucleari, armi chimiche e altre armi utilizzabili a fini terroristici

A. La grande eredità della corsa agli armamenti

La prima eredità della corsa agli armamenti è la grande quantità di materiale fissile prodotta cioè di uranio altamente arricchito (HEU) e di plutonio. A sua volta il materiale fissile è classificato come weapon-grade se le composizioni isotopiche superano una certa soglia (93% di U-235 per l'Uranio altamente arricchito e 93% di Pu-239 per il plutonio).

Secondo una stima recente del Natural Resources Defense Council (NRDC) di Washington D.C., per costruire una rudimentale bomba a fissione possono bastare da 1 a 6 kg; di plutonio e da 3 a 16 kg di U-235 contenuto in HEU a seconda delle capacità tecniche dei costruttori e della potenza esplosiva dell'ordigno prodotto.

Ma se le quantità di materiale fissile necessarie per costruire una bomba a fissione sono modeste, le quantità di Pu e di HEU prodotte da parte dei Paesi dotati di armi nucleari sono assai vaste.

Un recente rapporto dello U.S. Department of Energy dichiara che lo stesso DOE ha acquisito, dal 1944 al 1994, 111.4 tonnellate di plutonio per scopi militari di cui 99.5 tonnellate ancora presenti in inventario. Una stima di A. S. Diakov stabilisce in circa 126 tonnellate la quantità di plutonio prodotta da URSS/Russia fino al 1995.

Per quanto riguarda l'Uranio arricchito lo stesso US DOE ha dichiarato di avere prodotto complessivamente 994 tonnellate di HEU di cui l'ammontare destinato alle armi nucleari è stato stimato in 730 tonnellate, mentre le corrispondenti quantità per l'URSS/Russia potrebbero risultare superiori del 15-30% a quelle degli USA.

A seguito dello smantellamento delle armi nucleari; una parte consistente di questo materiale fissile è stato o verrà dichiarato "in eccesso": si tratta di almeno 100 tonnellate di plutonio e 700 tonnellate di uranio altamente arricchito (HEU).

Oltre al materiale fissile connesso alle attività militare, esistono grandi quantitativi di Plutonio nel combustibile e nelle scorie dei reattori nucleari, infatti si tratta della maggiore parte del plutonio esistente. Esiste poi del plutonio di origine civile già sottoposto al processo di separazione. Una stima della National Academy of Science americana del 1994 stabilisce in 1100 tonnellate l'ammontare totale del Plutonio esistente nel mondo nel 1992 e prevede che tale ammontare nel 2000 salirà a 1600-1700 tonnellate.

I problemi che riguardano l'enorme quantitativo di materiale fissile prodotto sono innanzitutto problemi di sicurezza. L'ostacolo principale che si frappone alla costruzione di armi nucleari rudimentali non è l'accesso alle necessarie informazioni tecnologiche, quanto la disponibilità di materiale fissile. Il problema è dunque evitare che paesi interessati all'acquisizione di armi nucleari o organizzazioni illegali acquisiscano HEU e plutonio.

Il plutonio contenuto nelle scorie dei reattori è però di difficile accessibilità per dei potenziali proliferatori nucleari perché non è separato dal resto delle scorie radioattive. Così pure è logico aspettarsi che le testate nucleari intatte (cioè non smantellate) siano difficilmente accessibili, perché protette dalle strutture militari.

Le testate smantellate, il plutonio già separato, costituiscono dunque il possibile anello più debole della catena del sistema di controllo del materiale fissile. Questo problema è stato posto all'attenzione della pubblica opinione soprattutto in connessione con la dissoluzione dell'ex-URSS e con le conseguenti difficoltà politiche economiche ed organizzative che si sono manifestate nei Paesi dell'ex-URSS.

Le testate che devono essere smantellate hanno un lungo iter davanti a sé prima che il materiale fissile trovi la sua "sistemazione finale". Le testate devono essere prima di tutto disinnescate (cioè si devono togliere i circuiti di innesco che si trovano nella parte esterna delle testate). Poi devono essere trasportate nei depositi a cui sono destinate. Quindi si devono aprire le testate, separando il materiale fissile collocato in un contenitore metallico detto pit dal resto della testata (esplosivo chimico, sistema secondario nelle bombe termonucleari, ecc.). A questo punto il pit, che contiene il plutonio o l'uranio arricchito, può essere ulteriormente smantellato solo al momento della destinazione finale del materiale fissile.

Dal punto di vista della sicurezza il processo di smantellamento di una testata presenta dunque i seguenti problemi:

• sicurezza del trasporto delle testate disattivate ai depositi;
• controllo e registrazione accurata di tutte le testate e i pezzi delle stesse che vengono smantellate;
• custodia in condizioni di sicurezza dei pit in attesa della destinazione finale del materiale fissile;
• definizione della destinazione finale del materiale fissile e sua attuazione in condizione di sicurezza;
   

Occorre sottolineare che l'alto numero delle testate da smantellare imporrà una protrazione della fase di custodia del materiale fissile sotto forma di pits , e conseguentemente che i relativi problemi di sicurezza permarranno indipendentemente dalla scelta della destinazione finale del materiale fissile stesso.
Per quanto riguarda l'uranio arricchito, la destinazione logica è quella di diluirlo con uranio naturale o impoverito, in modo da costituire uranio a bassi livelli di arricchimento utilizzabile in reattori nucleari. Per il plutonio una analoga scelta non è disponibile perché il mescolamento di diversi isotopi del plutonio non elimina il rischio connesso alla proliferazione nucleare. Viceversa il mescolare plutonio con altri elementi (uranio) è una procedura che richiede maggiore attenzione perché il processo inverso (separazione) può essere semplicemente attuato tenendo conto delle diverse proprietà chimiche degli elementi.

Per quanto riguarda la destinazione del plutonio, tra le numerose scelte prospettate due sono oggi quelle maggiormente considerate:

• considerare il plutonio alla stregua di scorie e custodirlo indefinitamente dopo averlo trattato in modo da renderne difficile l'accesso (ad esempio vetrificandolo insieme con materiale altamente radioattivo);
• utilizzare il plutonio per la preparazione di combustibile MOX (ossidi misti di U e Pu) per reattori nucleari civili.
   

La scelta tra le precedenti due opzioni sarà determinata da fattori diversi e non soltanto da questioni di sicurezza. La praticabilità della seconda soluzione sarà determinata ad esempio dall'esistenza di adeguati impianti di preparazione del MOX, dalle caratteristiche degli impianti nucleari che possono utilizzare tale combustibile, dalla convenienza economica dell'intera operazione (costo del MOX contrapposto al costo del combustibile ad uranio a basso livello di arricchimento), dalle attitudini politiche dei paesi potenzialmente interessati ad utilizzare il plutonio come combustibile nucleare. Ad esempio può svolgere un ruolo l'ostilità della pubblica opinione in alcuni paesi occidentali verso la scelta nucleare come, in direzione opposta, può pesare la convinzioni del governo russo che il "plutonio è una ricchezza nazionale".
A proposito dei tempi di smantellamento delle testate nucleari, ci possiamo facilmente rendere conto che la velocità di smantellamento delle testate non è eccessivamente alta. Basta confrontare i seguenti dati riferiti agli USA:

• Media annua delle testate nucleari americane prodotte negli anni 1959 e 1960: oltre 7000;
• Testate nucleari americane smantellate nel 1969: oltre 3000;
• Anni in cui sono state smantellate più di 2000 testate nucleari americane per anno: 1959, 1964, 1966, 1968, 1969, 1975, 1976 ;
• Media annua delle testate nucleari americane smantellate nel dopo guerra-fredda (dal 1991 al 1995): 1550 .
   

Per quanto riguarda la Russia, questa ha smantellato dal 1986 armi nucleari ad un ritmo iniziale compreso tra 2000 e 3000 all'anno. Il ritmo è stato successivamente rallentato per attestarsi su poco meno di 2000 testate per anno.   [2]

Il MOX (mixed oxide) o plutonio combustibile, viene prodotto da industrie di rielaborazione in Francia, a La Hauge dalla COGEMA, e in Gran Bretagna a Sellafield dalla BNFL: questi stabilimenti prendono il combustibile bruciato dai reattori delle centrali che producono energia nucleare, ed attraverso un processo altamente inquinante, isolano il plutonio dagli altri elementi radioattivi. Il plutonio è più tardi combinato con l’uranio per formare appunto il MOX o plutonio combustibile riutilizzabile.   [3]

La situazione dei rifiuti radioattivi in Francia e Gran Bretagna e nei principali Stati europei

L'impianto di Sellafield (BNFL) in Gran Breatagna per il trattamento di rifiuti nucleari

per maggiori informazioni su una nuova tecnologia messa a punto dal premio Nobel Carlo Rubbia che prevede una variante del sistema ADS (Accelerator Driven System) e che consentirà di “bruciare” le scorie radioattive, abbreviando l'emivita delle scorie









fonti:

http://lxmi.mi.infn.it/~landnet/NDSDNMrf.html   [1]
http://www.uspid.dico.unimi.it/doc/rischiBo.html  [2]
http://members.xoom.it/verna21/plutonio.htm   [3]
http://www.diplomatie.gouv.fr/label_france/50/it/07.html   [4]
 

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