Ritorno a Fukushima

In occasione del terzo anniversario del cataclisma che ha devastato il Giappone, nippon.com ha pubblicato un rapporto dettagliato sulla condizione dei profughi con opportuna distinzione tra le vittime dello tsunami e gli sfollati a seguito della contaminazione radioattiva.

Torniamo, dunque, a parlare di Fukushima provando a seguire virtualmente le sorti di quelle persone che poco alla volta stanno ripopolando le zone evacuate, senza dimenticare chi vorrebbe tornare a casa ma non può, e chi potrebbe ma non vuole o non se la sente, perché non sono abbastanza le rassicurazioni, l’assistenza e/o gli incentivi.

Proveremo anche ad immaginarci nelle scarpe antinfortunistiche di chi a Fukushima continua a lavorare assiduamente, con gli occhi di tutto il mondo puntati addosso, affinché siano mantenuti in condizioni di sicurezza gli impianti nucleari incidentati.

Sulla strada verso casa

Al 13 febbraio 2014, i profughi dello tsunami erano 267419, qualche migliaia in meno rispetto ai primi mesi del 2013, più di 200000 in meno rispetto a tre anni fa. Gran parte della diminuzione nell’ultimo anno è dovuta al fatto che molte persone hanno deciso di trasferirsi altrove definitivamente.

ImageFoto significativa, del 2013, tratta da un articolo del Die Welt “forse” eccessivamente allarmistico, visti gli ultimi sviluppi. [http://www.welt.de/vermischtes/article121490906/Fukushima-Gebiet-wohl-fuer-immer-unbewohnbar.html]

Nel frattempo proseguono con forti ritardi gli sforzi per rialloggiare queste vittime. La costruzione di complessi abitativi permanenti nei luoghi dove la maggior parte dei rifugiati viveva in precedenza è ferma ad un 2%; mentre solo il 5 % dei progetti di delocalizzazione previsti sono stati completati ed il 64 % sono in fase di avanzamento a livelli diversi. Il recupero delle attività commerciali va anche peggio. Per ovvi motivi, rispetto alle altre quattro prefetture più danneggiate dallo tsunami, i ritardi nella prefettura di Fukushima sono acuiti: in particolare rimangono ancora diverse aree interdette oltre alla zona comprendente la centrale Daiichi e le immediate vicinanze. Tuttavia, qualche buona notizia arriva dal settore agricolo, che nella prefettura di Iwate è addirittura al 101 % dei livelli pre-disastro, in quella di Miyagi al 99 %, ed in quella di Fukushima al 85% [1].

A partire dal mese corrente l’Agenzia per la Ricostruzione ha abolito i vincoli di residenza in una delle zone completamente evacuate nel distretto di Tamura. Si tratta di 350 persone che possono far ritorno in modo permanente alle loro abitazioni, presso quello che un tempo era il villaggio di Miyakoji. La cittadina è sita nell’area di esclusione che a seguito dell’incidente è stata stabilita per un raggio di 20 km attorno alla centrale nucleare di Fukushima Daiichi. Come già accennato, rimangono molte altre zone interdette, ma entro breve altri 31000 sfollati potrebbero ricevere il via libera. Le condizioni sine qua non per il ripopolamento sono il completamento dei progetti di bonifica e la riduzione dell’esposizione alle radiazioni a livelli inferiori a 20 mSv/anno (i.e. limite di esposizione in vigore per i lavoratori in ambito “nucleare”, stabilito in base ad accurata valutazione dei rischi, con criteri cautelativi) [2]. In realtà, sia la zona di Miyakoji che gran parte della prefettura è caratterizzata da livelli che non superano il 15% di suddetto valore di riferimento [3].

Ad ogni modo, la chiave di volta perché il progetto di ripopolamento delle zone evacuate abbia successo è la cura delle ansie che frenano molti dei diretti interessati. L’esitazione di questi residenti si basa principalmente sui timori legati agli effetti dei bassi livelli di esposizione alle radiazioni, che per quanto possano essere biologicamente innocui, continuano ad inquietare chi non ha una chiara percezione dei rischi reali, ovvero una consapevolezza legata alla comprensione del fenomeno, soprattutto in rapporto alle condizioni naturali in loco prima dell’incidente o altrove, dove non è mai stata necessaria un’evacuazione. Infatti, con “biologicamente innocua” si intende, volendo essere pignoli, un’esposizione alle radiazioni i cui eventuali effetti non sono distinguibili da quelli di altri agenti chimici e/o fisici che di norma incidono in un qualche modo non rilevabile sulla salute degli esseri umani, della fauna e della flora in generale. Occorre senz’altro una paziente opera di comunicazione, un’adeguata assistenza prolungata nel tempo e forse qualche opportuno incentivo. Non pochi remano contro gli sforzi di medici ed esperti di radioprotezione, ma ci sono anche molti presupposti perché vincano le raccomandazioni di chi segue criteri ragionevoli.

A proposito del lavoro dei medici non possiamo non menzionare lo screening in corso inerente l’incidenza dei tumori alla tiroide sui bambini in Giappone. Un’indagine senza precedenti sta dando risultati contrastanti. Da un lato, al 14 novembre 2013, sui 226.000 bambini esaminati nella sola prefettura di Fukushima i casi di tiroide affetta da tumore erano 26, mentre altre 32 anomalie erano identificabili come possibili casi di cancro alla tiroide (tutti i 26 bambini con diagnosi definitiva sono stati sottoposti con successo ad intervento chirurgico per la rimozione del materiale cancerogeno). Dall’altro gli esperti coinvolti negli esami diagnostici hanno sottolineato che il tumore papillare della tiroide si sviluppa ad un ritmo molto lento e che non è passato abbastanza tempo per collegare i tumori recentemente scoperti all’incidente di Fukushima (sempre che la dose efficace fosse tale per cui…). Inoltre, un programma di screening di tale portata, come si è detto, non era mai avvenuto prima in Giappone, quindi è molto difficile fare paragoni e parlare di variazioni dell’incidenza [4]. Infine, non si deve dimenticare che alcune forme tumorali che coinvolgono la tiroide possono rimanere occulte, anche perché non danno sintomi tali da portare chi ne è affetto a richiedere esami, ed emergono solo in caso di “indagini a tappeto”. Conferme in tal senso vengono anche dalle valutazioni degli esperti internazionali [2].

La muraglia giapponese

Veniamo ora ai lavori in centrale.

Secondo quanto riportato dal Japan Atomic Industry Forum [5] è in corso un test per l’implementazione di un sistema di contenimento straordinario basato sulla costruzione di “mura di ghiaccio”, o meglio sull’installazione di una schermatura sotterranea tutt’attorno agli edifici dei reattori, costituita da parti in acciaio e/o cemento contenenti terreno congelato, mantenuto in tale stato attraverso un sistema di tubi percorsi da liquido refrigerante, ossia che permetta la rimozione del calore. La “muraglia sotterranea” si svilupperebbe in lunghezza per 1.5 km occupando un’area di 70000 m3 e diverrebbe la più grande opera civile nipponica di sempre. L’idea non è nuova, nel senso che era stata resa pubblica dalla TEPCO da tempo, ed in modo più o meno serio se ne era discusso in giro nell’ultimo anno; ci è sembrato giusto parlarne solo ora che sembra concretizzarsi sul serio.

ImageA questo progetto va associato il sistema studiato per deviare e raccogliere (by-pass) le acque piovane/sorgive (freatiche) che si infiltrano nel terreno a monte degli edifici accidentati e che passando per i sotterranei si contaminano trasportando materiale radioattivo [6]. Le pompe del sistema sono operative da una quindicina di giorni. L’acqua estratta viene comunque stoccata temporaneamente ed esaminata prima di essere rilasciata in mare [7].

Lavori e disegni in corso

Lo scorso 18 marzo le apparecchiature del gruppo B dell’ALPS (Advanced Liquid Process System ─ sistema che permette la rimozione dei radionuclidi) [8] hanno avuto un intoppo dovuto ad un aumento della densità degli emettitori beta. In cinque giorni il problema è stato aggirato e i lavori di purificazione sono ripresi utilizzando i gruppi A e C. Oltre alla riparazione in corso per riportare le operazioni a pieno ritmo, è in fase di studio un ampliamento del sistema [6].

Buone notizie giungono dal decommissioning. Ovvero, il trasferimento dei fuel bundle (fasci di barre/elementi di combustibile) dalla piscina di stoccaggio del reattore 4 al nuovo sito attrezzato è al 46% (dati aggiornati al 21/04/2014) con 704 assiemi rilocati, di cui 682 di “combustibile esausto” e 22 di combustibile “fresco” (i.e. mai usato) [11].

Nelle figure qui sotto sono immortalati due momenti dell’operazione, concernenti il prelievo con stoccaggio temporaneo in un cask tramite l’utilizzo di carroponte.

ImageImageFoto della TEPCO. Si noti il colore “blu elettrico” dell’acqua dovuto all’Effetto Čerenkov! [http://photo.tepco.co.jp/en/date/2013/201311-e/131122-01e.html]

Di ben altro tipo è la notizia del 28 marzo 2014. Un uomo, infatti, è morto rimanendo schiacciato in una buca nel terreno dove stava eseguendo alcuni lavori di consolidamento delle fondazioni in un’area di stoccaggio. Parte del terreno circostante ed interi pezzi di calcestruzzo di sono rovesciati sull’operaio seppellendolo letteralmente vivo. I soccorsi sono intervenuti prontamente, ma una volta estratto era già non cosciente e a nulla è contata la corsa in ospedale. A causa delle investigazioni in atto il nome della vittima è tenuto sotto riserbo [9]. A proposito dell’inchiesta, visionando le foto del luogo dell’incidente rese pubbliche, sembrerebbe si tratti di un tipico caso di mancata messa in sicurezza dell’area di lavoro con adeguati rinforzi e/o strutture di contenimento delle pareti della buca.

Non è il primo caso di morte sul lavoro alla centrale di Fukushima Daiichi dal marzo 2011. A seguito dello tsunami risultarono scomparsi due operatori, i cui cadaveri furono ritrovati poco dopo che le onde si erano ritirate e la cui morte è da attribuirsi alla violenza di queste al momento dell’impatto sulle strutture dell’impianto. A queste morti bianche se ne aggiungono tre causate da infarto ed una da leucemia [9, 10].

I lavoratori sono tenuti sotto costante monitoraggio delle dosi da radiazioni ed una volta raggiunti i limiti stringenti sono allontanati dal luogo di lavoro ed impossibilitati a farvi ritorno prima che sia trascorso il tempo necessario affinché siano resi estremamente improbabili effetti negativi sulla loro salute. Tuttavia, tra la manovalanza di Fukushima Daiichi continuano ad insorgere problemi di salute, oltre che a causa di incidenti purtroppo non estranei alla “vita di cantiere”, soprattutto per le condizioni di lavoro assai poco agevoli. Gli operatori sono messi sotto pressione in molti modi: i turni sono davvero impegnativi, i dispositivi di protezione individuale sono ingombranti e “soffocanti”, ecc … non è difficile immaginare lo stress che “serpeggia” da quelle parti.

Ne sa qualcosa Kazuto Tatsuta (nome d’arte), che prima di dedicarsi alla sua vera passione, disegnare manga, ha lavorato per alcuni mesi del 2012 nella centrale, ossia ad 1F (Ichi-Efu), come la chiamano i locali [12]. Dalle tavole di questo artista emerge un quadro della situazione molto meno scontato di quanto si possa pensare. Il lavoro è duro, ma 1F non è “l’inferno in terra”. Fatiche e difficoltà sono condivise con una certa dose di “cameratismo”, molto giapponese; c’è spazio per l’ironia, la noia della routine, piccole avventure; nessuna intenzione di trasfigurare i lavoratori in eroi super-umani, né di minimizzare o occultare rischi reali. Insomma un’opera che si presta bene alle critiche feroci di chi da tempo si è convinto che a Fukushima è stato “rotto uno dei sigilli dell’Apocalisse”, vel similia.

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Note:

[1] Fonte: http://www.nippon.com/en/features/h00049/

[2] I rischi per la salute a dosi inferiori a 100 mSv/anno sono praticamente indistinguibili da quelli legati alle normali abitudini di vita di una persona mediamente benestante. A ribadire questo dato frutto di numerose e scrupolose analisi di lungo corso è anche il Comitato Scientifico delle Nazioni Unite sugli Effetti delle radiazioni Atomiche (UNSCEAR). Tra le dichiarazioni che hanno accompagnato l’emissione dell’ultimo rapporto troviamo questa: “Nessuna modifica rilevabile nei tassi di cancro futuri e nelle malattie ereditarie è attesa a causa dell’esposizione a radiazioni a seguito dell’incidente nucleare di Fukushima. Il verificarsi di un gran numero di tumori tiroidei indotti da radiazioni, come è stato osservato dopo Chernobyl, è da escludersi, perché le dosi sono notevolmente più basse”. Qui di seguito alcuni punti salienti del rapporto che riportiamo per intero ed in lingua originale:

38. No radiation-related deaths or acute diseases have been observed among the workers and general public exposed to radiation from the accident.

39. The doses to the general public, both those incurred during the first year and estimated for their lifetimes, are generally low or very low. No discernible increased incidence of radiation-related health effects are expected among exposed members of the public or their descendants. The most important health effect is on mental and social well-being, related to the enormous impact of the earthquake, tsunami and nuclear accident, and the fear and stigma related to the perceived risk of exposure to ionizing

radiation. Effects such as depression and post-traumatic stress symptoms have already been reported. Estimation of the occurrence and severity of such health effects are outside the Committee’s remit.

41. For the 12 workers whose exposure data were scrutinized by the Committee and who were estimated to have received absorbed doses to the thyroid from iodine-131 intake alone in the range of 2 to 12 Gy, an increased risk of developing thyroid cancer and other thyroid disorders can be inferred. More than 160 additional workers received effective doses currently estimated to be over 100 mSv, predominantly from external exposures. Among this group, an increased risk of cancer would be expected in the future. However, any increased incidence of cancer in this group is expected to be indiscernible because of the difficulty of confirming such a small incidence against the normal statistical fluctuations in cancer incidence.

Workers exposed to doses above 100 mSv will be specially examined, including through annual examinations of the thyroid, stomach, large intestine and lungs for potential late radiation-related health effects.

42. In June 2011, a health survey of the local population (the Fukushima Health Management Survey) was initiated. The survey, which began in October 2011 and is planned to continue for 30 years, covers all 2.05 million people living in Fukushima Prefecture at the time of the earthquake and reactor accident. It includes a thyroid ultrasound survey of 360,000 children aged up to 18 years at the time of the accident, using modern high-efficiency ultrasonography, which increases the ability to detect small abnormalities. Increased rates of detection of nodules, cysts and cancers have been observed during the first round of screening; however, these are to be expected in view of the high detection efficiency. Data from similar screening protocols in areas not affected by the accident imply that the apparent increased rates of detection among children in Fukushima Prefecture are unrelated to radiation exposure.

[ http://www.unscear.org/docs/reports/2013/13-85418_Report_2013_Annex_A.pdf ]

[3] Fonti:

http://the-japan-news.com/news/article/0001202646

http://thechart.blogs.cnn.com/2014/02/24/low-radiation-risks-outside-fukushima-zone-study-finds/

[4] Fonti:

http://ajw.asahi.com/article/0311disaster/fukushima/AJ201402080047

http://www.japantimes.co.jp/news/2013/11/13/national/thyroid-cancers-up-in-fukushima/#.U09-MPl_swB

http://geiselmed.dartmouth.edu/news/2010/05/davies.pdf

http://japandailypress.com/cancer-cases-rise-in-fukushima-but-experts-unsure-on-the-cause-2341371/

http://www.nuclear-news.net/2013/03/08/radioactive-japan-thyroid-control-screening-reveals-much-higher-percentages-of-cysts-and-nodules-in-children-far-away-from-fukushima/

http://news.nationalgeographic.com/news/2014/03/140313-fukushima-nuclear-accident-cancer-cluster-thyroid-chernobyl/

Per un ulteriore approfondimento, si legga quanto scrive l’infaticabile Leslie Corrice su: http://www.hiroshimasyndrome.com/fukushima-child-thyroid-issue.html

[5] http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1396864614P.pdf

[6] La TEPCO ha pubblicato un video illustrativo, qui:

http://www.tepco.co.jp/en/news/library/archive-e.html?video_uuid=vh03stud&catid=61785

[7] Fonte: http://www.world-nuclear-news.org/RS-Extraction-of-Fukushima-groundwater-starts-0904144.html

[8] Ne avevamo parlato qui: https://nucleareeragione.org/2013/10/15/men-work/

[9] Fonte: http://www.dailymail.co.uk/wires/ap/article-2591395/Japan-Fukushima-nuclear-worker-dies-mudslide.html

[10] Anche quest’ultimo caso non è in alcun modo riconducibile all’esposizione alle radiazioni dovute all’incidente nella centrale nucleare.

[11]Fonte:http://www.tepco.co.jp/en/decommision/index-e.html

[12]Qui un’intervista: http://enjp.blouinartinfo.com/news/story/1018027/interview-fukushima-nuclear-power-plant-manga-artist-kazuto

È possibile leggere gratuitamente, tradotto in inglese, il primo capitolo della serie: https://www.facebook.com/ichiefu/posts/1415129962074416

Lo segnaliamo anche se sappiamo che alcuni dei nostri affezionati lettori sono perfettamente in grado di leggerlo in lingua originale.

Risposte veloci a domande pertinenti – parte seconda

Proseguiamo qui la nostra serie di domande e risposte sulle radiazioni, iniziata nel precedente articolo reperibile a questo link: https://nucleareeragione.org/2014/04/02/risposte-veloci-a-domande-pertinenti-prima-parte/

Cos’è, dunque, la dose?

Si tratta, a ben vedere, di un concetto abbastanza intuitivo. Cambia il punto di osservazione. Mentre con una misura della radioattività si descrive il processo che riguarda la sorgente, con la dose si descrive quello che riguarda la materia circostante. In generale, il termine dose si riferisce sia all’ammontare dell’energia assorbita dal materiale eventualmente esposto alla radiazione sia ai potenziali effetti biologici sui tessuti organici esposti. È chiaro che ne consegue un’accurata distinzione: si parla di dose assorbita e di dose equivalente.

Ovvero, come si definiscono dose assorbita e dose equivalente?

La dose assorbita è la quantità di energia depositata in una sostanza dalla radiazione ionizzante (primaria) per unità di massa della sostanza esposta. Tale dose è espressa numericamente in rad [unità di misura tradizionale – 1 rad equivale all’assorbimento di 100 erg per grammo di materiale] o, meglio, in gray [unità del sistema internazionale (SI) – si pronuncia “grèi” – 1 Gy equivale all’assorbimento di 1 joule per chilogrammo di materiale].

La dose equivalente è il prodotto dato dalla moltiplicazione della dose assorbita per un ‘fattore qualitativo’, che tenga conto dei potenziali effetti biologici. A parità di dose assorbita, infatti, i diversi tipi di radiazione possono comportare effetti diversi (una delle principali distinzioni è tra irraggiamento esterno ed interno). In alcuni casi è necessario considerare anche altri fattori che meglio esprimano l’eventuale gravità dell’impatto, ossia il danno. Si parla, allora, anche di dose efficace, che rappresenta la somma ponderata delle dosi equivalenti ai vari organi e tessuti aventi diversa radiosensibilità. La dose equivalente è misurata in rem [unità di misura tradizionale] o, meglio, in sievert (Sv) [unità del sistema internazionale (SI) – si pronuncia “sìvert”]. Essendo che la facoltà di un organismo di riparare nel tempo un danno biologico è legata alla velocità del suo accumulo, diviene necessario misurare tale velocità, da cui il tasso di dose equivalente (i.e. rateo di dose dalla traduzione pedestre di dose rate) [3]. In generale le dosi possono essere acute (ricevute in un breve lasso di tempo) o croniche (ricevute per un lungo periodo).

La radioattività, invece, come si misura?

L’unità di misura del SI è il becquerel: 1 Bq = 1 disintegrazione (trasformazione) al secondo. Per tradizione esiste anche il curie [si pronuncia “curì”], unità di misura legata ai primi studi sul Radio (Ra): 1 Ci = 1 quantità di materiale radioattivo nel quale avvengono 37 miliardi di disintegrazioni al secondo (i.e. 1 g di Ra). Gli strumenti di rilevazione sono di svariati tipi [4]. Preme sottolineare il fatto che una misura della radioattività non fornisce informazioni esaustive riguardo alla pericolosità di un dato materiale. Occorrono quantificazioni accurate delle dosi.

Esiste anche una radiazione secondaria?

Esatto. La radiazione secondaria è costituita da ioni, fotoni, elettroni secondari generati dall’interazione tra la radiazione primaria e la materia circostante. Gli effetti sono indiretti e la relativa dose equivalente va calcolata a parte. In caso di interazione di neutroni con elementi fissili o fertili, nelle opportune condizioni, si può avere fissione con relativi sottoprodotti e catene di decadimento radioattivo.

Quali sono gli effetti su organismi e tessuti organici?

Dipende da molti fattori e si distingue di norma tra effetti somatici, genetici, teratogeni, stocastici (i.e. probabilistici) e non-stocastici (i.e. deterministici). Questo vale sia per la radiazione primaria che per quella secondaria.

In cosa consiste la differenza tra effetti stocastici e non stocastici?

Gli effetti stocastici sono legati ad una probabilità di accadimento. La generazione avviene su base random indipendentemente dall’ammontare della dose: è casuale. Va evidenziato il fatto che, anche se tipicamente non viene associata una soglia al di sotto della quale non si hanno effetti probabilistici, questi divengono visibili, ossia registrabili, solo al di sopra di certi livelli di dose [5]. Si ha, infatti, una proporzionalità diretta con l’ammontare della dose, ma esistono anche meccanismi biologici e spontanei di recupero. L’insorgenza di un tumore è un effetto stocastico. Viceversa, gli effetti deterministici (non stocastici) dipendono direttamente dalla dose ricevuta, con una soglia al di sotto della quale non si ha alcun effetto. Le ustioni da radiazioni sono un effetto non stocastico.

Ed in cosa si differenziano effetti genetici e teratogeni?

Entrambi si manifestano nella prole delle persone o degli animali che hanno ricevuto l’agente. Tuttavia, mentre si hanno effetti genetici solo nel caso in cui l’agente viene assorbito prima del concepimento, quelli teratogeni prevedono un assorbimento durante la gestazione. Gli effetti teratogeni sono particolarmente visibili comportando evidenti malformazioni [6], ma come per quelli genetici la difficoltà principale consiste nell’identificazione dell’agente. Lo stato dell’arte degli studi sulle persone sopravvissute alle bombe atomiche o ad elevate contaminazioni radioattive e sulla loro discendenza dimostra che l’incidenza di tali effetti è indistinguibile dai valori attesi nei casi in cui la variazione del fondo di radioattività naturale dell’habitat è rimasta nella norma [7].

Che dire degli effetti somatici?

 Si dicono somatici [dal greco “soma” (corpo)] i danni che si manifestano a carico dell’individuo irradiato. Evidenze conclusive riguardo gli effetti sulla salute di dosi da radiazioni inferiori a 1 millisievert (mSv) non sono disponibili; tuttavia, per dosi comprese tra 50 e 250 mSv si hanno modificazioni delle caratteristiche del sangue registrabili attraverso accurati esami di laboratorio. Nessun altro effetto clinico è riscontrabile per dosi al di sotto dei 0.5 Sv (500 mSv). A dosi molto elevate gli effetti somatici possono essere molto seri. Un eccesso di esposizione di tutto il corpo o di gran parte di esso comporta la cosiddetta sindrome da radiazioni, un complesso di sintomi che partono dal manifestarsi di nausea, senso di spossatezza, vomito e diarrea e possono essere seguiti da perdita di capelli, emorragie ed infiammazioni (gola e bocca in particolare). Nei casi severi, laddove l’esposizione a singola dose (i.e. non frazionata) supera i 10 Gy, è possibile la morte in due o quattro settimane [5].

Note ed ulteriori letture

[3] Per esempio, se si ha un tasso di dose equivalente pari a 1 mSv/h ed un tempo di esposizione pari a 6 min, si ottiene una dose equivalente pari a (1 mSv/h) x (1/10 h) = 0.1 mSv = 100 µSv.

[4] Scintillatori, contatori geiger, ecc. Alcuni rilevatori restituiscono semplicemente il numero di conteggi di particelle registrati, in questi casi l’unità di misura della radioattività sono i conteggi per secondo (cps). Considerata l’energia media depositata dalle particelle costituenti le radiazioni ionizzanti, tipicamente si stimano 10-10 Sv ogni conteggio. Tenuto conto del tempo di rilevamento si calcola, quindi, il tasso di dose equivalente. Tuttavia, questo genere di conversione non può essere ritenuto esaustivo per la stima della dose equivalente: occorre uno studio dettagliato, caso per caso, in primis distinguendo tra irraggiamento esterno ed interno.

[5] Una descrizione più approfondita richiederebbe una risposta assai più articolata. Tuttavia, prima di una richiesta in tal senso si consiglia la consultazione di una Tavola delle Dosi, che potrebbe risultare di maggiore aiuto. Qui di seguito l’indirizzo per una delle migliori, da cui trarre un’idea quantitativa dei possibili livelli di dosi da radiazioni, da fonte naturale e/o artificiale: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2d/Radiation_%28xkcd%29.png

[6] Dal greco: “teratò-ghènesis” (generazione di mostri). È d’uopo mettere in chiaro il fatto che gli agenti teratogeni, come quelli mutageni in generale, non sono esclusivamente sostanze radioattive o radiazioni ionizzanti, per la maggior parte i casi appurati riguardano sostanze chimiche non-radioattive spesso presenti nelle abitudini del consumatore medio o in particolari farmaci.

[7] “Radiation exposure has never been demonstrated to cause hereditary effects in human populations. The absence of observable effects in children of survivors of the atomic bombings in Japan, one of the largest study populations, indicates that moderate acute radiation exposures of even a relatively large human population must have little impact.” [http://www.unscear.org/docs/reports/2001/reportga.pdf]

Although demonstrated in animal studies, an increase in the incidence of hereditary effects in human populations cannot at present be attributed to radiation exposure; one reason for this is the large fluctuation in the spontaneous incidence of these effects.

In general, increases in the incidence of health effects in populations cannot be attributed reliably to chronic exposure to radiation at levels that are typical of the global average background levels of radiation. This is because of the uncertainties associated with the assessment of risks at low doses, the current absence of radiation-specific biomarkers for health effects and the insufficient statistical power of epidemiological studies. Therefore, the Scientific Committee does not recommend multiplying very low doses by large numbers of individuals to estimate numbers of radiation-induced health effects within a population exposed to incremental doses at levels equivalent to or lower than natural background levels.

[Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation – Fifty-ninth session (21-25 May 2012) – General Assembly Official Records Sixty-seventh session Supplement No. 46]

TRIESTE NEXT 2014: ENERGETIC

La Terza Edizione di TRIESTE NEXT – SALONE EUROPE DELL’INNOVAZIONE E DELLA RICERCA SCIENTIFICA, evento promosso dal Comune di Trieste, dall’Università degli Studi di Trieste e da Post Editori, avrà come tema l’ENERGIA.
Salvate le date nell’agenda: 26-28 settembre 2014.

Conferenza Nazionale sull'Energia

La Terza Edizione di TRIESTE NEXT – SALONE EUROPE DELL’INNOVAZIONE E DELLA RICERCA SCIENTIFICA, evento promosso dal Comune di Trieste, dall’Università degli Studi di Trieste e da Post Editori, avrà come tema l’ENERGIA.

TriesteNext logo
Dal 26 al 28 settembre 2014, il capoluogo giuliano sarà sede di un nutrito programma di attività convegnistica e seminariale, attitività divulgative, mostre, spettacoli e rappresentazioni artistiche: ogni proposta sarà legata al tema dell’energia, anche nell’ottica delle sue implicazioni etiche. Da qui il titolo della kermesse: EnergETIC.

Si parlerà di fonti di energia rinnovabile e non rinnovabile, vettori di energia, risparmio energetico, bioenergia e salute dell’uomo. Particolare risalto verrà dato al ruolo della policy sullo sviluppo delle tecnologie energetiche, all’impatto sociale e territoriale, all’interrelazione tra energia e le altre sfide mondiali per il progresso dell’umanità (acqua, cibo, ambiente).
Si tratta senza dubbio di una sensazionale occasione per avvicinare il grande pubblico…

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Risposte veloci a domande pertinenti – prima parte

Stimolati dalla curiosità dei nostri lettori e dalle tante domande che spesso ci vengono poste sull’argomento, pubblichiamo oggi il primo di una serie di articoli di approfondimento sul tema della radioattività.
Lo schema e’ del tipo “domanda e risposta”, con la possibilità per i lettori di inserire nella pagina di commenti ulteriori richieste di approfondimento o chiarimenti sui concetti esposti.

Che cosa sono le radiazioni?

Le radiazioni sono pacchetti di energia in transito sotto forma di particelle ad alta velocità e/o onde elettromagnetiche. Nella vita di tutti i giorni incontriamo le onde elettro-magnetiche in continuazione: esse costituiscono, per esempio, la luce visibile, le onde radio, le micro-onde ed i raggi ultra-violetti e permettono il funzionamento dei televisori, la comunicazione telefonica e la trasmissione dei dati su internet. Ogni tipo di onda elettro-magnetica è caratterizzata da un particolare posizionamento nello spettro energetico. Tutti gli esempi di onde summenzionati non causano la ionizzazione degli atomi coi quali interagiscono, dato che non trasportano energia sufficiente a rimuovere gli elettroni ad essi associati. Viceversa, le radiazioni possono essere sia non-ionizzanti che ionizzanti.

Dunque, quali sono le radiazioni ionizzanti?

Le radiazioni ionizzanti sono tutte quelle caratterizzate da una quantità di energia sufficiente a ‘scalzare’ gli elettroni ‘ben saldati’ agli orbitali degli atomi che esse incontrano nel loro tragitto. La rottura del legame con liberazione degli elettroni trasforma l’atomo dalla condizione di carica nulla a quella di carica positiva o negativa, ovvero di catione o anione. Esempi di radiazione ionizzante sono i raggi gamma e i neutroni.

Cosa sono i raggi gamma?

I raggi gamma sono onde elettromagnetiche, ovvero fotoni, esattamente come le particelle di cui è costituita la luce visibile, che proviene dal sole. In questo caso, mentre la natura particellare è la stessa, cambiano l’energia associata e l’origine: i raggi gamma, rispetto ai fotoni ‘solari’, posseggono maggior energia ed hanno origine, ossia sono emessi dal nucleo degli atomi. Per la precisione, la maggiore energia è dovuta alla minore lunghezza d’onda (i.e. alla maggiore frequenza lunghezza d’onda e frequenza sono grandezze inversamente proporzionali), da cui il diverso posizionamento nello spettro elettromagnetico.

Qui occorre chiarezza. Questi raggi sono onde o particelle?

Entrambe le cose. Nella fisica a livello microscopico vige il dualismo onda-particella, una delle basi della Meccanica Quantistica [1].

Allora i neutroni?

I neutroni sono particelle dotate di massa ed insieme ai protoni costituiscono i nuclei degli atomi. A tenerli legati è l’interazione forte, ovvero un meccanismo di scambio alimentato da particelle sub-nucleari, che agisce come una “colla”, in grado di vincere la repulsione elettrica tra i protoni. I neutroni hanno carica elettrica nulla, i protoni carica positiva; il loro numero caratterizza rispettivamente il numero atomico e la massa atomica, nonché il posizionamento degli elementi nella tavola periodica; il loro rapporto caratterizza l’energia di legame da cui si individuano atomi più o meno stabili. I neutroni prendono la forma di radiazione una volta emessi, ovvero rimossi dai nuclei a seguito di interazioni o processi che comportano la disintegrazione dell’atomo [2], la fissione o la fusione (nucleare).

A voler essere precisi nella fusione nucleare non c’è disintegrazione degli atomi. O no?

La fusione nucleare è un processo attraverso il quale i nuclei di due o più atomi vengono talmente ‘ravvicinati’ che l’interazione forte vince la repulsione elettromagnetica. Si verifica, allora, un’unione tale per cui il nucleo del prodotto ha massa inferiore alla somma dei nuclei reagenti; la differenza di massa, per la nota legge di Einstein, costituisce il guadagno energetico, dal punto di vista dell’ambiente circostante. Tale guadagno può essere costituito dalla liberazione di uno o due neutroni o protoni a reazione, più o meno energetici. Tutto dipende dagli isotopi reagenti. Nel bilancio complessivo il guadagno può anche essere inferiore alla spesa sostenuta per l’innesco della reazione, in tal caso si parla di fusione endoenergetica. In tutti i casi di fusione i nuclei reagenti perdono la loro integrità iniziale.

Isotopi?

Il significato è insito nella parola stessa: dal greco “ìsos-tòpos” (uguale-posto). Essendo che il posto occupato da un elemento nella tavola periodica è determinato dal suo numero atomico, significa che esistono atomi con il medesimo numero di protoni ma diverso numero di neutroni. Molti isotopi sono radioattivi altri no, alcuni isotopi sono artificiali altri no.

Ma, in sostanza, cos’è la radioattività?

La radioattività consiste in una trasformazione di un atomo instabile, che tipicamente dà luogo all’emissione di radiazioni. Si distingue tra processi che comportano un semplice cambio di stato energetico, quelli di decadimento e quelli di disintegrazione. Il fenomeno deve il suo nome alle caratteristiche dell’elemento denominato Radio, uno degli elementi sui quali per la prima volta fu studiato. Questo non significa che il Radio ‘compia’ tutte le attività previste nella casistica dei processi radioattivi: gli isotopi instabili del Radio decadono tipicamente con emissioni di particelle alfa o beta e non sono neppure tra i più radio-attivi.

Particelle alfa?

Le particelle alfa sono agglomerati composti da due neutroni e due protoni. Sono emesse a seguito del decadimento di nuclei instabili e sono in tutto identiche ai nuclei degli atomi di Elio (numero atomico: Z = 2). Mancando gli elettroni, le particelle alfa hanno carica elettrica positiva (e = +2).

E le particelle beta?

Le particelle beta sono elettroni emessi ad alta velocità, dai nuclei di atomi instabili, in un ampio spettro di energie, ovvero con frequenza d’onda che varia a seconda del radionuclide (isotopo) emettitore e del processo. Possono anche essere dotate di carica positiva (e = +1), in questo caso sono positroni e vengono chiamate ‘beta+’.

Si possono avere emissioni ‘in combinata’?

Sì. Spesso le radiazioni gamma accompagnano quelle beta o alfa, ad esempio. Nelle fissioni si ha, invece, sempre anche emissione di radiazione gamma, oltre che dei due o tre neutroni attesi.

Alla fine, quali sono le più pericolose?

Dipende. Occorre tener conto delle loro diverse caratteristiche in termini di massa ed energia, ovvero dimensioni, velocità, lunghezza d’onda e carica elettrica, e delle interazioni con la materia circostante. In linea di massima si distingue in base al loro potere penetrante, ossia alla capacità di penetrazione della materia. Si guarda, pertanto, cosa sia in grado di fermare ciascun tipo di radiazione: le particelle alfa dotate di maggior energia vengono generalmente fermate dagli strati di cellule morte che ricoprono la nostra epidermide; mentre elevate dosi di emissioni beta possono causare forti irritazioni della pelle (eritemi), se non vere e proprie ustioni. Le stesse particelle beta non riescono, tuttavia, a superare sottili strati di metallo (e.g. fogli di alluminio) o plastica. Vanno molto oltre i raggi gamma, oppure i neutroni ad alta energia. Questi ultimi vengono tipicamente rallentati o fermati da materiali ad elevata densità, contenenti elementi in grado di sottrarre loro energia tramite urti o di catturarli/assorbirli nei loro nuclei. Nel caso in cui la sorgente radioattiva sia ingerita o inspirata, trovandosi all’interno del corpo, vengono a mancare le barriere di cui sopra; per cui, ad esempio, la pericolosità delle particelle alfa può superare quella di alcune particelle beta. In ogni caso è d’obbligo fare affidamento alla metodologia di misura della radioattività, delle dosi e dei rischi, adottata dai tecnici specializzati in Fisica Sanitaria, Medicina Nucleare e Radioprotezione, a seconda dei casi.

Qualcosa, comunque, fermerà anche i raggi gamma. O no?

Certamente. Vale lo stesso discorso dei neutroni, salvo il fatto che, avendo la radiazione gamma una natura corpuscolare di tipo fotonico, qui non si può parlare di urti. In sostanza, i raggi gamma sono come i raggi X, utilizzati nelle radiografie, e anche se dotati di maggiore frequenza d’onda possono essere schermati, per esempio, con strati di piombo di opportuno spessore. Esiste, infine, in natura un particolare composto, che nelle giuste quantità è perfettamente in grado di fermare i raggi gamma e fa allo scopo anche per tutti gli altri tipi di radiazioni: l’acqua.

Note ed ulteriori letture

[1]  Per esigenze di brevità la risposta è obiettivamente incompleta e potrebbe dare adito a critiche. Si raccomanda, dunque, di tener conto che la complessità dell’argomento richiede una distinzione tra Meccanica Quantistica, in grado di fornire una parziale predittività alle basse energie, e Teoria Quantistica dei Campi, che è coerente con la Relatività Ristretta e che permette una descrizione di fenomeni macroscopici al di fuori della portata sia della Meccanica Classica che di quella Quantistica (e.g. superconduttività, superfluidità, ferromagnetismo).

[2]  Gli isotopi emettitori di neutroni sono tutti artificiali: non vi sono emettitori naturali di neutroni. O meglio, non direttamente: bisogna tenere conto delle reazioni nucleari del tipo (α, n) e (γ, n). Gli alfa o gamma prodotti da un emettitore possono interagire coi nuclei che incontrano e dare luogo a reazioni con produzione di neutroni. Le sorgenti di neutroni comunemente utilizzate si basano appunto su questo principio. L’altra sorgente neutronica classica è la fissione. La fissione spontanea è rarissima negli elementi naturali, viceversa alcuni elementi prodotti artificialmente sono forti emettitori di neutroni per fissione spontanea. [http://dienca.ing.unibo.it/Mostacci/download/Cap_II.pdf]