Lo smaltimento di rifiuti radioattivi, l'efficacia delle formazioni argillose come barriere contenitive e studio degli analoghi naturali.

1. Articolo pubblicato nel n° 1/2009 di Geologia dell’Ambiente
IL NUCLEARE E IL VINCOLO DELLE SCORIE
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Aldo Brondi , Giancarlo Ventura
Introduzione
L’andamento del mercato degli idrocarburi induce attualmente vari paesi alla revisione dei piani energetici
basati fondamentalmente su tali fonti energetiche. Per il nucleare sembra si aprano nuove prospettive.
Ipotesi odierne di riavvio del nucleare formulate nel nostro paese sono legittimate, almeno sul piano formale,
perché non contraddicono gli esiti del referendum del 1987 che determinò l’adozione di una moratoria alla
produzione elettronucleare e non di rinuncia definitiva all’uso di questa fonte d’energia.
Un’interpretazione liquidatoria degli esiti del referendum pervase per contro anche le istituzioni pubbliche, la
cui inerzia eluse la cogente conclusione consequenziale della chiusura del ciclo produttivo, cioè lo
smantellamento degli impianti e la sistemazione definitiva dei rifiuti. Solo in tempi successivi la questione
venne ripresa da parte di istituzioni non direttamente deputate al settore.
Nella seconda metà degli anni novanta un primo problema fu sollevato dalla Regione Emilia Romagna in
relazione alla centrale di Caorso. Nello stesso periodo la Protezione Civile problema intervenne sul tema
della sicurezza degli impianti di custodia dei rifiuti nucleari, fatto che pose in evidenza la necessità stringente
di dare esito almeno alla sistemazione definitiva dei rifiuti di seconda categoria (Tabella 1) anche se è ben
più gravoso il problema dell’esistenza della terza categoria di rifiuti. L’esigenza di una sistemazione
appropriata e definitiva di quest’ultima fu affrontata nei primi anni del nuovo secolo dal Ministero
dell’Ambiente che, col ricorso all’impegno operativo della SOGIN, addivenne all’indicazione di un sito con
caratteristiche geologiche genericamente favorevoli; successive complesse e prolungate azioni di
caratterizzazione della situazione locale avrebbero validato o meno la prospettiva di una possibile futura
costituzione di un deposito profondo. La candidatura del sito selezionato cadde per la pervicace opposizione
delle popolazioni e delle istituzioni politiche locali. Nell’accezione comune i rifiuti radioattivi sono stati, anche
in quell’occasione, etichettati con l’inquietante e da tempo invalso termine di “scorie” ed i depositi di
“pattumiera nucleare”, epiteto peraltro assegnato a future strutture ad alta tecnologia.
La consistenza del problema italiano
Il problema italiano della gestione dei rifiuti nucleari risiede nella concomitanza dell’esistenza dei rifiuti stessi
e del progressivo venir meno dei saperi a suo tempo maturati per dare soluzione definitiva all’esigenza della
loro messa in sicurezza definitiva.
Nella tabella sotto riportata sono indicate le tipologie e le prescrizioni per la gestione dei rifiuti radioattivi
secondo la norma italiana di riferimento, ancora oggi costituita dalla Guida Tecnica n.26, predisposta
dall’ENEA-Disp nel 1985 come strumento necessario per lo sviluppo del programma nucleare allora in
sviluppo.
Categoria Caratteristiche dei rifiuti Trattamento Soluzioni di smaltimento
Rifiuti radioattivi che richiedono tempi dell’ordine di mesi, Temporanea conservazione in
sino ad un tempo massimo di alcuni anni, per decadere a Eventuale apposito deposito per un
concentrazioni di radioattività molto bassi indicati per conservazione in periodo di tempo sufficiente al
a
I cat. legge, e quelli contenenti radionuclidi a lungo periodo di contenitori che decadimento radioattivo sino a
dimezzamento purché in concentrazioni inferiori a tali garantiscono l’integrità valori inferiori a quelli indicati
valori. Questi rifiuti hanno origine essenzialmente dagli nel tempo di deposito. per lo smaltimento dei rifiuti
impieghi medici e di ricerca scientifica. convenzionali.
Rifiuti che richiedono tempi variabili da qualche decina Nei fondali oceanici (pratica
fino ad alcune centinaia di anni per raggiungere Eventuale solidificazione non più ammessa; n.d.a) o su
a concentrazioni di radioattività dell’ordine di alcune dei rifiuti liquidi e terraferma, in superficie o a
II cat. centinaia di Bq/g (una decina di nCi/g) nonché quei rifiuti inglobamento dei rifiuti piccole profondità, anche in
contenenti radionuclidi a vita molto lunga purché in in matrici solide. miniere abbandonate, cavità
concentrazioni di tale ordine. rocciose naturali, ecc.
Rifiuti che non appartengono alle categorie precedenti. A specifici processi di Smaltimento in depositi
questa categoria appartengono in particolare i rifiuti trattamento e geologici profondi.
a radioattivi che richiedono tempi dell’ordine di migliaia di condizionamento quali (La GT 26 non indica una
III cat. anni ed oltre per decadere a concentrazioni di vetrificazione o altri precisa soluzione di
radioattività dell’ordine di alcune centinaia di Bq/g (una processi smaltimento; n.d.a.)
decina di nCi/g). sufficientemente provati.
Tabella 1 - Classificazione, caratteristiche e soluzioni di sistemazione dei rifiuti radioattivi secondo la normativa italiana (Guida Tecnica
n. 26 dell’ENEA-Disp;1985).
1
Già responsabile del progetto ENEA “Smaltimento Geologico dei Rifiuti Radioattivi”.
2
SOGIN S.p.A.
1

2. Le dimensioni quantitative e di carico radiologico dei rifiuti radioattivi italiani derivanti dalle pregresse attività
nucleari sono di seguito riportate insieme a quelle dei rifiuti che continuano ad essere annualmente prodotti
per le applicazioni non energetiche:
• Quantità dei rifiuti:
3
- circa 55.000 m di rifiuti radioattivi a bassa e media attività e a corta vita (II categoria);
3
- 8.500 m di rifiuti radioattivi ad alta attività e/o a lunga vita (III categoria);
- 300 t di combustibile nucleare esaurito (III categoria) o prodotti del suo riprocessamento;
- 500 t/anno rifiuti radioattivi ospedalieri, industriali e di ricerca.
• Carico radiologico:
a
- 2 Categoria: 28000 Ci (1,04E+06 Bq) in rifiuti condizionati;
a
- 3 Categoria: 195000 Ci (7,22E+06 Bq)in rifiuti condizionati (media attività), circa 50 MCi
(1,85E+09 Bq) Combustibile irraggiato e142 MCi (5,25E+09 Bq) di Rifiuti vetrificati.
Come evidenziato dalla figura 1 i diversi tempi di
DEPOSITO decadimento radioattivo impongono soluzioni
SUPERFICIALE differenziate d’isolamento. Rifiuti di bassa attività e
PROFONDITA’ DA 200 A 1000 M
(bassa attivita’)
vita breve possono essere isolati in strutture
ingegneristiche superficiali che restano tuttavia in
contiguità con la biosfera e con gli ambiti territoriali
di presenza antropica. Depositi sub-superficiali
possono assicurare l’isolamento per mezzo delle
barriere naturali, limitando ruolo ed onere delle
barriere artificiali. I rifiuti ad alta attività e vita lunga
richiedono inevitabilmente l’isolamento totale dalla
biosfera per lunghi tempi di decadimento (ordine di
100’000 anni). L’isolamento dalla biosfera è
garantito dalla ubicazione in profondità dei depositi
all’interno di formazioni geologiche impermeabili e
in contesti di favorevoli processi geodinamici.
DEPOSITO
GEOLOGICO
(alta attività)
Figura 1 – Tipologia di depositi per l’isolamento dei rifiuti radioattivi di diversa categoria.
Effetti dilatori delle conflittualità tecnico-scientifica e sociale
Le iniziative pubbliche sopra citate non sono state sufficienti per mantenere il livello delle competenze
tecnico-scientifiche nel settore nucleare adeguato per affrontare con rapidità ed efficacia le operazioni di
smantellamento degli impianti nucleari esistenti; in più ormai sempre più rari custodi dell’esperienza della
progettazione e della gestione degli impianti nucleari non possono garantire un processo di avvio rapido di
un nuovo programma di produzione energetica elettronucleare imperniato sulle capacità produttive ed
organizzative del nostro Paese.
Per quanto riguarda i problemi legati alla realizzazione di
depositi definitivi per i rifiuti radioattivi, è bene evidenziare
che tali strutture sono in genere collocate in centri tecnologici
che costituiscono per il territorio che li ospita un fattore di
attrazione tecno-turistica a vasto raggio oltre che di ricerca,
innovazione tecnologica e divulgazione scientifica. Valga per
tutti l’esempio del deposito di La Aube, in Francia (Figura 2),
realizzato peraltro nell’area di produzione dello champagne,
dove è risultato evidente il fattore di promozione territoriale, e
non di depressione. Si tratta in questo caso di un deposito
superficiale di rifiuti di seconda categoria. Un deposito
geologico di rifiuti della terza categoria rivestirà un ben
maggiore interesse per la intrinseca maggiore complessità
conoscitiva e tecnologica.
Figura 2 - Vista dall’alto del deposito superficiale di L’Aube (Francia)
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3. Una delle argomentazioni strumentalmente invocate contro l’utilizzo dell’energia nucleare riguarda la finora
mancata realizzazione, interpretata come inesistenza di soluzioni, di depositi definitivi dei rifiuti di terza
categoria. Si tenga però presente che i paesi che hanno maggiormente utilizzato il nucleare quali Stati Uniti,
Francia, Finlandia, Canada e Germania stanno avviando la realizzazione di depositi geologici per rifiuti ad
alta attività e vita lunga e lo fanno senza ritardi eccessivi. Rifiuti di questo tipo, tipicamente i combustibili
esauriti, devono infatti essere necessariamente custoditi, una volta estratti dai reattori, per un tempo che ne
permetta, a fini di manipolabilità, un sufficiente livello di decadimento termico e radioattivo. Si considerano in
genere a questo fine sei decenni, giusto quelli che sono passati dall’entrata in funzione dei primissimi
reattori.
L’opposizione delle popolazioni ad ipotesi di ubicazione di depositi nel loro territorio è del tutto ingiustificata
sul piano tecnico, ma del tutto comprensibile sul piano emotivo data la grave mancanza di vera informazione
sull’argomento. Molto di più pesa però la deliberata disinformazione, inconsapevole o strumentale, ad opera
di disinvolti divulgatori, sedicenti scienziati o cinici politici, in cerca di visibilità o di affermazione, magari
elettorale. La conseguenza è che il problema, la cui soluzione potrebbe essere agevole in un clima di sano
senso di responsabilità collettiva che travalichi appartenenze e schieramenti, è inevitabilmente destinato a
permanere e a generare contenziosi.
Appellarsi a futuribili tecniche di trasmutazione degli elementi radioattivi in altri stabili per risolvere il
problema generale dei rifiuti è atteggiamento dilatorio, se non addirittura diversivo in quanto il processo potrà
essere tutt’al più applicabile, in un futuro non prossimo, ai soli materiali nucleari più critici quali testate
nucleari e combustibili. Pertanto, anche nel caso di una rapida applicazione a scala industriale, la
trasmutazione non potrà mai affrancare dalla necessità di realizzare impianti di deposito definitivo dei rifiuti
radioattivi né di seconda né di terza categoria.
Alcuni raccomandano l’applicazione cogente del concetto di reversibilità dei depositi. La speranza dichiarata,
ammesso che non si tratti di un alibi dilatorio, il rinvio di soluzioni già oggi possibili è quella di poter
sottoporre i rifiuti a futuribili processi di trattamento per ridurne la pericolosità a mezzo di tecnologie ancora
non esistenti. Si tratta di una linea assecondata o fortemente contrastata. La Francia prevede la reversibilità
per un arco temporale di 300 anni. L’aggravio tecnologico ed economico è enorme; si delinea in più un
improprio carico gestionale per le generazioni future e non viene assolutamente chiarito in attesa di che
cosa o di quale migliore soluzione, rispetto allo smaltimento geologico così come attualmente concepito, sia
stata intrapresa questa via. Tale scelta è probabilmente frutto di compromesso per poter superare ogni
atteggiamento ed opinione d’ostacolo alla realizzazione del deposito. La Germania ha, al contrario, scelto la
via opposta anche perché le tecnologie più avanzate accampate da chi propende per la reversibilità hanno
appena raggiunto lo stadio di qualche successo sperimentale e la prospettiva di una maturazione in ambito
tecnologico applicativo è quanto mai incerta se non addirittura opinabile
La soluzione possibile dell’isolamento geologico
Consenso internazionale sullo smaltimento geologico
La sistemazione definitiva dei rifiuti è studiata da almeno quaranta anni in campo internazionale. La IAEA
(International Atomic Energy Agency) dell’ONU con sede a Vienna, ha stabilito i principi tecnici ed etici cui
deve conformarsi una gestione dei rifiuti radioattivi che sia accettabile. Uno dei principi etici fondamentali
stabilisce che nessun carico gestionale e sanitario gravi sulle generazioni future che non abbiano fruito della
disponibilità dell’energia nucleare. Lo smaltimento geologico permetterebbe fin da ora di rendere operativo
questo principio.
La Comunità Europea, oggi Unione Europea, conduce da oltre trenta anni ricerche circa l’affidabilità dello
smaltimento geologico. In tale ambito la Comunità ha redatto, alla fine degli anni settanta, un “Catalogo
Europeo” delle formazioni geologiche idonee allo smaltimento geologico, sale, granito e argilla, presenti nei
territori degli allora Stati Membri. L’Italia, assieme al Belgio, fu impegnata con l’ENEA nello studio delle
potenzialità delle formazioni argillose, Germania ed Olanda furono impegnate per il sale, Francia e Gran
Bretagna per i graniti.
Finalmente, nella seconda metà degli anni ottanta furono raggiunte, e formalmente accettate in Europa,
conclusioni positive circa l’affidabilità delle barriere geologiche nell’assicurare l’isolamento dei rifiuti per i
lunghi tempi necessari al decadimento della radioattività. Conclusioni fatte proprie anche dalle agenzie
internazionali IAEA e NEA (Nuclear Energy Agency) dell’OCSE. Da allora, l’affinamento delle ricerche non
ha fatto altro che confermare quelle conclusioni ed oggi alcuni stati, prime Francia e Germania, si
apprestano a realizzazioni di grande rilevanza tecnica e finanziaria. La costruzione di un deposito profondo è
attualmente avviata in Finlandia.
Vincoli e potenzialità per lo smaltimento geologico
In concreto, al di là dei clamori delle contestazioni, lo smaltimento geologico dei rifiuti di terza categoria si
prospetta come soluzione affidabile e matura per la sistemazione definitiva, su vasta scala, dei rifiuti
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4. radioattivi. Si tratta della sistemazione dei rifiuti in parti profonde di formazioni geologiche, capaci di isolarli a
lungo termine dalla biosfera. Le aree idonee sono quelle nelle quali la situazione geodinamica, ovvero di
evoluzione della crosta terrestre, è favorevole al mantenimento della condizione di isolamento ora citato.
Quanto alle opinioni contrastanti circa l’affidabilità di questa forma di smaltimento dei rifiuti occorre
discriminare fra chi sa perché ha fatto e chi sa per sentito dire e magari ha interesse a non far affermare le
soluzioni più semplici ed efficaci e contrastare, attraverso l’”ipoteca delle scorie”, lo sviluppo del nuovo
nucleare e lo smantellamento del vecchio.
La sicurezza dei depositi dei rifiuti di terza categoria è generalmente concepita come conseguibile con
l’applicazione del “concetto multibarriera”, basato sulla realizzazione di un sistema complementare di
barriere artificiali e naturali. Queste ultime sono rappresentate dalle formazioni geologiche. In pratica, per
questa tipologia di depositi, la funzione delle barriere ingegneristiche è indispensabile solo nella fase di
gestione dei rifiuti fino alla chiusura del deposito, per archi temporali, quindi, alla scala dei decenni. Il loro
scopo è fondamentalmente quello di garantire la sicurezza radiologica degli operatori e dell’ambiente. Le
barriere naturali intervengono, nel lungo termine, per garantire l’isolamento oltre il tempo di degradazione
delle barriere ingegneristiche.
L’opinione corrente affida alle barriere artificiali il ruolo di contenimento per il periodo di maggiore pericolosità
dei rifiuti, cioè quello iniziale, temporalmente esteso ben oltre il momento della sigillatura del deposito. Ma si
tratta anche del momento nel quale più certo è il convincimento della capacità di tenuta delle formazioni
geologiche in termini di “attualità”. Se così non fosse il sito esaminato dovrebbe essere a maggior ragione
scartato per la prospettiva di un inadeguato ruolo di svolgimento di barriera da parte delle formazioni
geologiche locali. A deposito sigillato non resta che fare affidamento sulla barriera geologica, certamente
efficiente per tempi geologici in contrapposizione a quelli storici delle barriere artificiali. Gli esercizi e le
modellazioni sulle capacità d’isolamento delle barriere naturali devono rispondere efficacemente alla
valutazione delle condizioni di massima potenzialità di mobilità dei radionuclidi, cioè in soluzione liquida.
Come risultato dei tanti studi sugli “analoghi” più avanti riportati, le barriere naturali hanno estesamente
dimostrato di possedere la capacità di immobilizzare i radionuclidi dei rifiuti anche se presenti in questa
condizione. Come ultima considerazione l’ubicazione di un deposito di rifiuti radioattivi deve essere
ineludibilmente, nel lungo termine, “a perdita di memoria”.
Dimostrazione delle capacità di barriera delle formazioni argillose
Le argille sono risultate, dal complesso delle ricerche effettuate nel mondo, la formazione barriera principe.
Le rocce argillose sono infatti dotate di una permeabilità estremamente bassa e possiedono una
elevatissima capacità di cattura delle sostanze disciolte nelle acque sotterranee, incluse quelle radioattive.La
loro capacità di cattura del radiocesio è praticamente totale. I loro caratteri chimico-fisici sono capaci di dar
luogo a fasi stabili, non solubili e non veicolabili per via idrica, di uranio, plutonio, elementi transuranici e
svariati altri radioelementi. In pratica le formazioni geologiche argillose costituiscono una barriera di
contrasto, molto efficace, sia del flusso idrico che della mobilità chimica delle sostanze, costituendo, con
questa capacità, i due pilastri fondamentali per la sicurezza dei depositi di rifiuti radioattivi a vita lunga.
Le argille potrebbero al limite essere utilizzate come unico contenitore, geologico, diretto dei rifiuti rendendo
ridondante qualsiasi altra “barriera” realizzata nel condizionamento e immagazzinamento dei manufatti
radioattivi. Allo stesso modo, la formazione argillosa, può realizzare una barriera protettiva isolante di altri
corpi geologici eventualmente utilizzati per il contenimento dei rifiuti, ad esempio sale e granito.
L’Italia dispone di grandissimi volumi in profondità e in superficie di formazioni argillose e di un buon numero
di ottime situazioni di formazioni saline protette da argille. Di recente era stato selezionato, come già
accennato, un sito “promettente” per la realizzazione di un deposito definitivo, nel quale un’associazione
sale-argilla, a profondità adeguata ed in una condizione geodinamica favorevole, giustificava indagini di
approfondimento per definirne una candidatura come sito nazionale. La mancanza di consenso socio-politico
locale e l’opposizione aprioristica e strumentale hanno determinato un “caso” il cui accadimento ha impedito
la prosecuzione di un itinerario tecnico-scientifico corretto e in linea con le prassi internazionalmente
consolidate per la scelta dei siti da verificare.
La dimostrazione della sicurezza di lungo periodo dei depositi ha comportato anche una grande quantità di
studi basati su sperimentazione diretta in ambienti geologici di superficie o nei laboratori in profondità. Si è
tentata l’estrapolazione dei dati sperimentali verso il futuro, anche per centinaia di migliaia o addirittura
milioni d’anni, mediante modelli fisico-matematici. I modelli non possono costituire però una solida base
d’appoggio per dimostrare le conseguenze dell’evoluzione sulle condizioni di sicurezza del deposito. I
modelli riguardano infatti i dati analitici di volumi rocciosi e di tempi sperimentali comunque fuori scala
rispetto a quelli in gioco nel caso dello smaltimento geologico. La modellistica, come ampiamente dimostrato
nelle applicazioni nel settore, introduce molti elementi soggettivi che, nelle scale temporali d’applicazione,
portano a rendere inattendibili i risultati.
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5. Gli Analoghi Naturali nella dimostrazione della capacità di barriera delle argille
Ma come si può dimostrare che le formazioni geologiche di un sito siano adeguate per garantire nei secoli e
nei millenni l’isolamento della radioattività ? L’enorme quantità di studi condotti nel mondo ha portato a
riconoscere gli “analoghi naturali” come fattore dimostrativo della capacità di isolamento geologico a lungo
termine. Gli analoghi naturali sono quelle testimonianze riconoscibili oggi nell’ambiente naturale e che sono
conseguenti allo sviluppo, in tempi passati anche lunghissimi, di processi fisici, chimici e geochimici simili a
quelli comportati da una possibile evoluzione futura di un sistema geologico ospitante un deposito di rifiuti
radioattivi.
Gli analoghi naturali possono rientrare essenzialmente in due categorie. Quelli che riproducono il
comportamento nell’ambiente di determinati radionuclidi, specialmente di quelli non esistenti in natura. Quelli
che riproducono i processi di possibile destabilizzazione della capacità d’isolamento che possono avvenire a
carico della formazione geologica ospite.
Il vantaggio del metodo analogico consiste nel fatto che è possibile validare il concetto di smaltimento
geologico utilizzando i risultati della “sperimentazione” già svolta dalla natura. Il comportamento di un
deposito soggetto nei tempi lunghi a sollecitazioni potenzialmente destabilizzanti è già arguibile con
l’osservazione in natura degli effetti di processi che abbiano interessato per tempi lunghissimi volumi rocciosi
surclassanti quelli in gioco nel caso dei depositi di rifiuti. Lo sforzo che deve essere fatto è solo quello,
decisamente agevole, della lettura di tali processi naturali e dei loro esiti, degli analoghi, cioè.
La limitatezza dello spazio consentito da una sede quale la presente, permette solo la citazione di qualcuno
degli analoghi naturali più significativi riportati nella immensa letteratura prodotta.
La mobilità dei radionuclidi nei sistemi geologici è ben riprodotta nel caso del plutonio e degli altri prodotti
della fissione nucleare generati dal reattore naturale di Oklo nel Gabon, divenuto critico due miliardi di anni
fa. Si tratta del caso particolarissimo in cui processi naturali hanno concentrato negli interstizi delle rocce,
quantità di uranio 235 sufficienti per innescare la reazione nucleare. Il plutonio allora prodotto è stato
precocemente imprigionato in alcuni minerali tipici delle argille, le cloriti, di formazione contemporanea a
quella della reazione. Ma quel che è più significativo è che l’uranio in soluzione nelle acque che
impregnavano le rocce, e prodotto nella reazione, è subito precipitato come sale già in prossimità del
reattore per la condizione riducente vigente nelle rocce ospiti. Si tratta di una barriera geochimica che è
addirittura alla base della formazione dei giacimenti di uranio e costituente un carattere chimico-fisico
generalizzato, per la costante presenza di sostanze organiche, delle formazioni argillose. Relativamente al
comportamento geochimico, il plutonio ha nell’uranio un perfetto analogo naturale. Il plutonio eventualmente
sfuggito alle barriere artificiali di contenimento in un deposito di rifiuti radioattivi precipiterebbe al primo
contatto con la formazione argillosa ospite senza neppur minimamente interessare, e tanto meno
attraversare, le centinaia di metri della stessa roccia interposte tra il deposito e l’ambiente superficiale. Lo
stesso avviene, per un processo diverso, per un altro dei radionuclidi rilevanti delle scorie radioattive, il radio
cesio 137, che viene immediatamente catturato per assorbimento all’interno del reticolo cristallino dei
minerali argillosi. A simili processi di annullamento della mobilità vanno soggetti i più importanti radionuclidi
dei rifiuti ed i diversi fattori fisici di precipitazione o di cattura sono decisamente vicarianti. Ad esempio
l’uranio mobilizzato per ossidazione nelle argille superficiali è risultato contestualmente catturato dai minerali
argillosi per la capacità di assorbimento propria degli stessi.
Gli Analoghi Naturali studiati in Italia
Il contributo italiano allo studio degli analoghi sulle argille effettuati in Europa è stato importantissimo e, a
distanza di un ventennio, ne vengono tuttora ripresi i risultati. L’Italia ha nei fatti svolto un ruolo di battistrada
nello studio degli analoghi naturali. Tutte le osservazioni hanno dimostrato che le capacità di barriera
idrologica e geochimica delle argille rimangono inalterate nella massa della formazione fino a pochi metri
dalla superficie del suolo. L’eliminazione delle masse rocciose superficiali causata dall’erosione determina
una riduzione del carico litostatico con conseguente decompressione delle masse litoidi sottostanti. La
conseguenza è la generazione di sistemi di fratture che, nel caso delle argille, si estendono solo per una
decina di metri in profondità. Osservazioni in sotterraneo hanno dimostrato l’inesistenza di acqua libera nelle
argille già a solo qualche metro di distanza dalla superficie topografica, proprio in corrispondenza della
profondità di estensione verso il basso delle fratture ora citate. L’analogo naturale, che ben testimonia la
capacità d’isolamento delle argille, è dato dall’eccezionale stato di conservazione della foresta fossile di
Dunarobba, sepolta a pochi metri di profondità, che attesta la capacità di protezione di un piccolo spessore
di argille per centinaia di millenni nei riguardi di un materiale, labile come il legno, contro l’estrema
aggressività degli agenti esogeni ossidanti.
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6. Figura 3 - La foresta fossile di Dunarobba. La
foresta si sviluppò al margine del vecchio lago
tiberino durante il Villafranchiano. L’età è di circa
1.500.000 anni. I tronchi residui, costituiti da legno
che appare come fresco, mantengono l’originaria
posizione di vita. La foresta, benché prossima alla
superficie topografica, è stata preservata per il
costante ed assoluto isolamento dalle acque
meteoriche, superficiali e di falda assicurato dalle
argille. Le argille hanno agito sul doppio piano
dell’isolamento idraulico dei tronchi e del
mantenimento delle condizioni anaerobiche. La
figura mette in evidenza la compenetrazione
dell’argilla negli interstizi del tronco qui
rappresentato. La conservazione, in condizioni di
freschezza, di un materiale deperibile come il legno,
indizia l’argilla anche come un possibile materiale di
isolamento diretto di manufatti incomparabilmente
meno aggredibili come il vetro ed anche i cementi
usati per il condizionamento dei rifiuti.
Un analogo naturale che dimostra, a scale
esorbitanti di dimensioni, tempo e temperature,
ciò che può accadere nel caso dello
smaltimento geologico in argille di rifiuti ad alta
attività emittenti calore (fig. 4). Si tratta di un
vulcano abortito, il cui magma, percorse le centinaia-migliaia di metri del sottostante basamento roccioso, si
è intruso in formazioni argillose che, permettendone l’espansione, ne ha esaurito l’energia e lo ha “incistato”.
Fluidi geotermici alla pressione di quaranta-sessanta atmosfere ed alla temperatura di oltre duecento gradi
non hanno potuto, nei millenni, attraversare i corpi argillosi e salgono verso la superficie soltanto aggirandoli.
Figura 4 - Dimostrazione della
capacità d’isolamento delle
argille anche a fronte di
sollecitazioni estreme. Schema
che illustra in sezione un bacino
sedimentario colmato da argille
in cui si è intruso magma con
temperatura di circa 1000 ° Le
C.
argille ospiti vengono modificate
solo per alcuni metri alla periferia
del magma intruso. Le argille
sono impermeabili anche ai fluidi
geotermici che possono
raggiungere la superficie solo
aggirando il deposito argilloso.
La plasticità delle argille ha
sempre garantito
l’autosigillazione di fratture e
faglie anche in zone distensive. Piccoli frammenti di argilla, esposti all’aggressione fisica e chimica
dell’ambiente superficiale, dimostrano di continuare a possedere i caratteri geochimici che determinano la
capacità di fissaggio di uranio e cesio. Le concentrazioni di uranio e torio riscontrate nelle argille sono le
stesse di quelle acquisite nell’originario ambiente di deposizione sul fondo marino. La persistenza delle
concentrazioni indicate, all’interno di tali rocce andate sottoposte nel tempo a numerosi processi di
litificazione, sollevamento, fagliazione ed erosione ne attesta la capacità di mantenimento dei caratteri
fisico-chimici e mineralogici originali, che garantiscono l’immobilizzazione permanente degli elementi
acquisiti.
In definitiva, un deposito di rifiuti contenuto in argilla fruisce della protezione efficace della roccia ospite fino
a che questa non sia ridotta ad un sottile strato di copertura. Tale condizione può verificarsi, per un deposito,
solo in casi di sollevamento regionale con susseguente erosione ed avvicinamento alla superficie
topografica. In questo caso negativo, la sicurezza del deposito dipende dalla velocità del sollevamento
regionale in rapporto alla durata del decadimento dei rifiuti. Infatti niente succede se nel tempo intercorso i
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7. rifiuti sono decaduti. Nel caso di stabilità geodinamica niente altera le condizioni di sicurezza accertate nella
fase di caratterizzazione. In caso di subsidenza, cioè di abbassamento regionale, la condizione di sicurezza
del deposito viene aumentata.
Conclusioni
Quale tema fondamentale, per una prospettiva di accettazione sociale del rilancio di attività nel settore
nucleare, inclusa la costituzione prioritaria dei depositi di rifiuti radioattivi, emerge la necessità di una
appropriata informazione del pubblico.
Esiste un principio internazionalmente ancora solido che ogni paese debba risolvere i propri problemi di
smaltimento dei rifiuti nucleari all’interno dei propri confini.
Al momento non si profilano condizioni di facile superamento delle pregiudiziali avverse al rilancio del
nucleare in Italia motivate da una pretesa inesistenza di forme praticabili di smaltimento.
In conclusione, lo smaltimento geologico rappresenta una via certa per la messa in sicurezza dei rifiuti a
lungo tempo di decadimento. Buonissime possibilità tecniche esistono, per la realizzazione di depositi di
smaltimento geologico, anche nel nostro paese.
L’informazione qualificata emerge come una condizione ineludibile per condurre la dialettica su questo tema
nell’alveo della correttezza. I portatori di disinformazione, per ignoranza, per deliberata strumentalizzazione
o per deformazione ideologica potranno essere identificati e da tutti riconosciuti come tali. Ai politici spetta
l’espressione della volontà e la capacità di trovare modi e mezzi per rendere le iniziative attinenti lo
smaltimento dei rifiuti radioattivi socialmente percorribili.
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