APPLICAZIONI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI - AlmaDLcampus.unibo.it/82036/30/Introduzione alle applicazioni.pdf · RADIAZIONI IONIZZANTI Nella maggioranza dei casi la ... Terra, mantengono

APPLICAZIONI DELLE APPLICAZIONI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTIRADIAZIONI IONIZZANTI

Nella maggioranza dei casi la Nella maggioranza dei casi la popolazione è ostile soprattutto perché

è i f t i f t i è poco informata o informata in maniera distorta

Le radiazioni ionizzanti non vanno demonizzate Le radiazioni ionizzanti non vanno demonizzate perché DOBBIAMO convivere con esseperché DOBBIAMO convivere con esse

F d l d d àFondo naturale di radioattività

F i li diFonti naturali diradiazioni ionizzanti

Radiazione cosmicaTerrenoMateriali da costruzioneAcqua, aria, cibo

Il fondo naturale di radioattività, a cui siamo continuamente esposti, che non possiamo p , p

evitare e in cui ci siamo evoluti, si deve al fatto che gli atomi partecipano alla g p p

costituzione di tutto ciò che ci circonda, compreso il nostro corpo, nella loro p p ,

composizione isotopica naturale che, nella maggioranza dei casi, contiene isotopi gg , p

radioattivi. Pertanto le rocce che formano le montagne, il terreno che calpestiamo, l’aria g , p ,

che respiriamo, il cibo di cui ci nutriamo sono radioattivi, noi stessi siamo delle piccole p

sorgenti di radioattività.

L’elemento che maggiormente contribuisce a creare il fondo naturale di radioattività sia creare il fondo naturale di radioattività, sia direttamente che indirettamente, è l’uranio

L’azione diretta dell’uranioL azione diretta dell uranio

Le rocce, soprattutto quelle di origine vulcanica, contenendo una g ,

buona percentuale di questo elemento che ha un tempo di elemento che ha un tempo di

decadimento lunghissimo tanto da ss nsid t d ll essere considerato coevo della

Terra, mantengono ancora oggi una radioattività non trascurabile

Il radon un radioisotopo gassoso L’azione indiretta

Il radon, un radioisotopo gassoso prodotto dal decadimento

dell’uranio, si scioglie nell’acqua dell’uranio

che percola nel sottosuolo, o nelle sacche di gas intrappolate nel terreno e dopo un tempo più o terreno e, dopo un tempo più o meno lungo, diffonde nell’aria. Il

radon, quindi, si trova nell’aria che i i h respiriamo, ma anche, a

concentrazione più elevata, all’interno degli edifici, dove si all interno degli edifici, dove si

accumula, sia perché viene costantemente prodotto dai

m t i li d t i n tili ti materiali da costruzione utilizzati, sia perché si libera, soprattutto in cucina e in bagno, quando apriamo g , q pil rubinetto dell’acqua o usiamo il

gas per cucinare

Il radon è un problema reale solo per alcune Il radon è un problema reale solo per alcune parti del mondo; ad esempio, ad Hancock nel Maine (U.S.A.) e ad Helsinki in Finlandia Maine (U.S.A.) e ad Helsinki in Finlandia l’acqua potabile ha un livello di radioattività dovuta al radon anche diecimila volte

Èsuperiore al fondo naturale. È sintomatico che negli Stati Uniti nel contratto di affitto o di acquisto di una casa debba essere riportato il acquisto di una casa debba essere riportato il livello di radon registrato in specifiche ore del giorno. giorno. Per quanto riguarda l’Italia, nonostante tre anni fa i mezzi di informazione abbiano fatto del terrorismo, il problema radon all’interno degli edifici non sussiste; c’è solo l’eccezione della zona attorno a Napoli della zona attorno a Napoli.

Oltre a questo fondo di radioattività h d esterna siamo anche soggetti ad un

irradiamento interno causato dal cibo che consumiamo poiché, come già

detto tutti gli alimenti contengono detto, tutti gli alimenti contengono isotopi radioattivi. Il più importante è, senza dubbio un isotopo del potassio senza dubbio, un isotopo del potassio,

K-40, che, fra l’altro, va ad l laccumularsi nei nostri muscoli

Altre cause di convivenza con questo Altre cause di convivenza con questo qqtipo di radiazionitipo di radiazioni

Tipo di alimentazioneper esempio i popoli nordici che si cibano di renne e caribù che loro volta per esempio i popoli nordici che si cibano di renne e caribù, che loro volta mangiano licheni in cui si accumulano Pb-210 e Po-210, sono esposti ad una

radioattività interna quindici volte superiore alla media mondiale

Stile di vita

TelevisioneTelevisione

Viaggi in aereoViaggi in aereo

Questo, però, non sembra ppreoccupare più di tanto la

popolazione mentre è pronta ad popolazione, mentre è pronta ad insorgere tutte le volte che viene prospettato un utilizzo per scopi pratici delle radiazioni ad alta pratici delle radiazioni ad alta

energia

Usi senza dubbio da condannare

Armi nucleari

Energia dall’atomoE g m

Reazione di fissione dell’uranio

Albert Einstein, 1905Albert Einstein, 1905

E = mc2E = mcE = energia, m = massa, c = velocità della luce

L fi i di 1 k di t i d La fissione di 1 kg di materia produce una quantità di energia pari a quella ottenuta q g p q

bruciando 3 milioni di tonnellate di carbonecarbone

L’enorme quantità di L enorme quantità di energia che si sviluppa

d ll fi i dalla fissione dell’uranio è stata

sfruttata per costruire la bomba costruire la bomba

atomica durante la II Guerra Mondiale

Bomba all’idrogeno Proiettili a uranio Bomba all idrogeno Pro ett l a uran o impoverito

Usi che destano molte perplessitàUsi che destano molte perplessità

C t li l iCentrali nucleari

ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA

Tutti gli aspetti della nostra vita materiale dipendono

dall’energiadall energia

I combustibili fossili

I combustibili fossili regalo “una I combustibili fossili, regalo una tantum” della natura, si stanno esaurendo molto rapidamente

Mio padre cavalcava un cammello, d io guido un auto,

mio figlio pilota un aereo a reazione, g p ,suo figlio cavalcherà un cammello

P b dProverbio saudita

Possibili soluzioni per risolvere Possibili soluzioni per risolvere o attenuare la crisi energetica g

che già stiamo vivendo?

Risparmio energeticoRisparmio energeticoAumento dell’efficienzaum nto ff c nza

Fonti energetiche alternativeg

Fonti energetiche alternativeFonti energetiche alternativerinnovabili

Energia idroelettricaEnergia idroelettrica

Energia geotermica

Energia dalle maree: in fase di Energia dalle maree: in fase di studio

Fonti energetiche alternativeFonti energetiche alternativerinnovabili

Energia solareEnergia solare

Quali altre energie Quali altre energie alternative?alternative?

En i d ll’ t mEnergia dall atomoenergia non rinnovabileenergia non rinnovabile

Il controllo della reazione di fissione dell’uranio (evitare la fase esplosiva) è

alla base del funzionamento delle alla base del funzionamento delle centrali nucleari

Nelle centrali nucleari il calore che accompagna la fissione viene trasformato in elettricitàtrasformato in elettricità

La reazione di fissione dell’uranio genera molti atomi instabili radioattivi

I diversi tipi di atomi instabili prodotti ( 100) d l i i l i(ca. 100) danno luogo a reazioni nucleari

emettendo radiazioni ionizzanti (elettromagnetiche e corpuscolari) ad

altissima energia altissima energia

Le reazioni nucleari che avvengono hanno tempi molto diversi

Alcune continuano per tempi l hi i i lt l it d ll t l lunghissimi, oltre la vita della centrale

nucleareu

Gli t i i t bili h i lti Gli atomi instabili che sono coinvolti nelle reazioni molto lente costituiscono m

le scorie radioattive delle centrali nuclearinucleari

Alcune considerazioni ovvie

Il nucleare richiede una tecnologia Il nucleare richiede una tecnologia molto sofisticata e costosa

Il combustibile usato è una risorsa limitata e non rinnovabile

l l l l àDal nucleare si ottiene solo elettricità

C id i i i l i ll Considerazioni ovvie relative alla situazione italianasituazione italiana

Non abbiamo la tecnologia necessaria N bbi iNon abbiamo uranio

Alta densità della popolazioneAlta densità della popolazioneParticolare conformazione e sismicità Particolare conformazione e sismicità

del territorio

Alt c nsid i ni su cui è Altre considerazioni su cui è importante riflettereimportante riflettere

I più grandi incidenti non sono p gstati determinati da problemi ai sistemi di sicurezza del reattoresistemi di sicurezza del reattore

Non siamo in grado di gestire Non siamo in grado di gestire i grandi incidenti

I grandi incidenti hanno pesanti I grandi incidenti hanno pesanti ricadute a livello globale

Il veleno si era sparso nell’aria e nessuno poteva dirsi immunepoteva dirsi immune

Susanna Tamaro

Incidente di Chernobyl (1986)Ha riguardato 8 4 milioni di persone 780 000 ettari di Ha riguardato 8,4 milioni di persone, 780.000 ettari di terreno agricolo e 700.000 ettari di foreste

350.000 persone evacuate

56 vittime immediate9000 persone con problemi di salute

Tre milioni di bambini hanno Tre milioni di bambini hanno avuto bisogno di trattamenti medici

Gravi problemi di salute mentale e di alcolismo per vasti

medici

Gravi problemi di salute mentale e di alcolismo per vasti strati della popolazione

Nature, 2006, 440, 982

Incidente di Fukushima (2011)

Le reali conseguenze non conseguenze non sono ancora note

Le scorie rappresentano un Le scorie rappresentano un pesante problema non ancora

risolto

Si tratta di scorieSi tratta di scoriead alta radioattività

per 10.000 – 100.000 anni

Deposito di Yucca Mountain, USA

Iniziato nel 1982

Deposito <sicuro> Deposito <sicuro> per 100.000 anni (!)

Costo provvisorio:60 miliardi di $60 miliardi di $

2009: li USA di hi h Apertura prevista 2012

2009: gli USA dichiarano che il progetto è fallito

Il deposito “p rm n nt ” di permanente” di Yucca Mountain

t à 23 marzo 2009

non potrà essere usato

Le scorie verranno conservate nei contenitori sui contenitori sui

piazzali vicino alle centralicentrali

Creating waste Creating waste before finding

solutions is very solutions is very definition of insanity

Scorie radioattive Scorie radioattive che dureranno per sempre enerano il sempre generano il

problema etico d ll bilità della responsabilità intergenerazionale

Le scorie rappresentano un Le scorie rappresentano un pesante problema non ancora

risolto

Legato alle scorie anche il Legato alle scorie anche il problema dello smantellamento p

delle centrali nucleari

Pubblicità pro-nucleare dell’ ENEL

“Quello che prima era un “sito”, ora è un giardino”

Centrale Yankee Rowe (USA)

Praticato lo smantellamento Praticato lo smantellamento “immediato” (10 anni)

Costo per la costruzione, 1960: $39 milioni

Stima costo smantellamento, 1990: $368 milioni

Costo effettivo “finale”, 2000: $508 milioni

Il sito della centrale dopo lo smantellamento

43 giganteschi contenitori contenenti il combustile “spento” e parti del reattoreil combustile spento e parti del reattore

(Greater Than Class-C waste)

Energia Nucleareg

- necessità di ingenti investimenti di capitale

- rischi legati alle scorie radioattive

necessità di ingenti investimenti di capitale

- rischi legati alla proliferazione di armi atomiche

rischi legati alle scorie radioattive

rischi legati alla proliferazione di armi atomiche

- rischi legati ad atti di terrorismog

- relativa scarsità di combustibile nucleare (uranio)( )

L’energia nucleare non è la giusta risposta L energia nucleare non è la giusta risposta al problema energetico

Al di fuori di questi due usi, se Al di fuori di questi due usi, se tili t t ità tili t t ità utilizzate con maturità e utilizzate con maturità e

intelligenza, le radiazioni ionizzanti intelligenza, le radiazioni ionizzanti ntell genza, le rad az on on zzant ntell genza, le rad az on on zzant trovano applicazioni utili e benefiche trovano applicazioni utili e benefiche

nei più svariati sett rinei più svariati sett rinei più svariati settorinei più svariati settori