Conferenze e convegni 2017: nuovo materiale online

Fin dalla sua nascita, avvenuta nell’aprile 2011, il Comitato Nucleare e Ragione è da sempre stato impegnato in attività di divulgazione scientifica non solo attraverso le pagine di questo blog ma anche promuovendo e organizzando conferenze pubbliche e convegni, spesso in collaborazione con enti pubblici ed istituzioni.
Sono da oggi disponibili e liberamente scaricabili, nell’area download, i contributi del Comitato agli eventi promossi in questi primi nove mesi del 2017, ovvero:

1) manifestazione “Mi illumino di Meno – La scienza del risparmio energetico“, organizzata da INAF-Osservatorio astronomico e Associazione Science Industries (24/02/2017). Qui le slides della presentazione.

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2) Workshop  Il Bosco coltivato ad Arte – III edizione – Le Sfide della Decarbonizzazione, organizzato da Labelab e Ekoclub International nell’ambito della manifestazione Ravenna 2017 – Fare i Conti con l’Ambiente (19/05/2017)
Qui, qui e qui i contributi dei vari relatori.



3) Conferenza introduttiva alla visita alla centrale di Krško, organizzata in collaborazione con il Consiglio Regionale del Friuli Venezia Giulia (20/09/2017)
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Qui e qui le due presentazioni.

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Resolute versus Greenpeace

Il caso sta rimbalzando sui media nazionali.

Sono in ballo cifre da capogiro (che aumentano di rimbalzo in rimbalzo). Ma l’argomento è interessante sotto molti punti di vista. E lo approfondiremo nei prossimi giorni.

Per ora ci limitiamo ad un’osservazione sulla dichiarazione della direttrice di Greenpeace International, riportata in conclusione all’articolo di Repubblica “Greenpeace minacciata di chiusura: una multinazionale chiede 200 milioni di euro”:

«Noi abbiamo 55 milioni di persone che ci danno online il loro supporto. Non credo che sia una buona politica sfidare il peso dell’opinione pubblica»

Se non è intimidatoria, è senz’altro pericolosamente demagogica.

Greenpeace, forte del consenso “online” di più di 50 milioni di persone, pare minacciare chi osi sfidare l’opinione pubblica. Incidentalmente, nel sito di Greenpeace si parla invece di 3 milioni di sostenitori. Viene da chiederci se per arrivare alla cifra di 55 milioni si stiano per caso conteggiando anche i follower sui vari social network o i like ad articoli e post, o chiunque abbia donato anche soltanto un euro nel corso della propria vita ad una qualsiasi delle campagne promosse da Greenpeace nella sua quarantennale storia. Molte persone potrebbero inconsapevolmente essere conteggiate in questo ideale esercito capitanato dai paladini dell’ambientalismo militante!

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Infografica di resolutevgreenpeace.com, sito internet dove l’azienda Resolute Forest Products ed i suoi legali rappresentanti forniscono continui aggiornamenti sulla “battaglia” in corso http://www.resolutevgreenpeace.com/blog/2017/3/10/greenpeace-admits-its-attacks-on-resolute-were-non-verifiable-statements-of-subjective-opinion

Numeri a parte, l’aspetto più grave della questione è, a nostro parere, l’esplicito invito di Greenpeace nei confronti di governi e aziende private, a comportamenti demagogici, legati essenzialmente all’acquisizione del consenso. Consenso, come ben sappiamo, basato spesso su false informazioni, alimentate da una de-cultura scientifica dilagante.

Protezione ambientale, vaccini, OGM, energia nucleare… per quanto tempo ancora, su questo e altri temi vedremo anteporre il consenso popolare (manipolato facendo leva su paure irrazionali, sentimentalismi ed illusioni) alla realtà dei fatti e della ragione?

Realtà dei fatti che potrebbe anche comprendere un consenso molto diverso da – se non proprio opposto a – quello dipinto e strombazzato nei media…

Greenpeace Finally Realizes Its Attacks on Canadian Communities Have Consequences:

Qual è la priorità?

La notte tra venerdì 3 e sabato 4 giugno l’Unità 2 di Watts Bar ha iniziato a produrre elettricità a Knoxville, TN (USA). L’unità termoelettrica nucleare è sincronizzata con la rete e questa prima generazione fa parte dei test di funzionamento ed ottimizzazione che termineranno con la messa in servizio per usi commerciali probabilmente entro la fine di questa estate. La centrale nucleare Watts Bar è esercita dalla Tennessee Valley Authority.
Ironia della sorte, il giorno prima la Exelon Corporation ha annunciato la chiusura anticipata di Quad Cities e Clinton, due centrali nucleari site nello Stato dell’Illinois. Secondo Exelon, le due unità di Quad Cities (due BWR per una capacità totale di circa 1,9 GWe) e la singola unità di Clinton (un BWR da circa 1,1 GWe) nel corso degli ultimi sette anni hanno comportato una perdita complessiva di 800 milioni di dollari, pur essendo tra i loro impianti più performanti.
Dunque Clinton chiuderà il 1° giugno 2017 e Quad Cities il 1° giugno 2018, perché sono in perdita.
La priorità della Exelon è evitare/ridurre le perdite, o meglio massimizzare i guadagni.
Tuttavia vale la pena ricordare che, con un fattore di capacità medio superiore al 90%, negli ultimi anni Quad Cities e Clinton hanno dimostrato di poter fornire in media circa 24 TWh/anno di elettricità, sufficienti a coprire i consumi di 1,7 milioni di “statunitensi medi”. Inoltre forniscono migliaia di posti di lavoro per le loro comunità. Ed il loro pensionamento anticipato potrebbe aumentare le emissioni di anidride carbonica di oltre 20 milioni di tonnellate all’anno (emissioni equivalenti a quelle di circa 4 milioni di auto – consumi medi su strada). Un recente studio dello Stato dell’Illinois ha concluso che la chiusura di queste centrali aumenterebbe i costi energetici grossomodo di 439-645 milioni di dollari all’anno.

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Fig.1 Centrale nucleare di Clinton, Illinois, USA

Secondo Agneta Rising, direttore generale della World Nuclear Association, il problema è che in Illinois, come in altri Paesi, sia in USA che nel resto del Mondo, il mercato dell’energia elettrica e le politiche ambientali non riescono a valorizzare la produzione elettrica estremamente affidabile e a basso tenore di carbonio offerta dalle centrali nucleari.
Tra il 2010 ed il 2014 gli Stati Uniti hanno perso circa 4,2 GWe di capacità elettronucleare a causa di problemi di competitività nel mercato elettrico, o meglio, a seconda dei casi, a causa dei forti sussidi/incentivi alle altre fonti (ivi compreso il gas di scisto) o dei costi eccessivi di operatività dovuti a regolamentazioni concernenti la manutenzione.
Emblematici i casi di San Onofre (Pendleton, CA) e Vermont Yankee (Vernon, VT).
Nel primo, i ritardi nella risposta degli enti regolatori hanno reso impossibile riparare in tempo alcuni danni ai generatori di vapore di una delle unità, rendendo di fatto anti-economico mantenere operativa la centrale [1].
Nel secondo, le priorità della società esercente Entergy, oltre ad aver lasciato a spasso almeno 600 lavoratori qualificati e ben retribuiti, hanno gettato il mercato elettrico del New England nelle “grinfie” del gas naturale, mettendo a serio rischio l’affidabilità sul lungo periodo dell’intero sistema elettrico di quell’area e facendo sorgere l’impellente e costosa esigenza di adeguare la rete di distribuzione del gas [2].
Ma gli affari sono affari, si sa, e non saremo certo noi a mettere qui in discussione gli interessi di Entergy.
D’altra parte questi fatti ci stimolano ad approfondire un paio di questioni davvero interessanti, che pur riguardando nello specifico la situazione in USA a nostro parere permettono di avere una visione più critica e costruttiva della situazione generale, almeno nei Paesi c.d. Sviluppati.

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Fig.2 Origine (in percentuale) dei ricavi per le varie tipologie di centrali elettriche in New England. Legenda: “energy”, da vendita dell’elettricità prodotta; “capacity”, da sussidi/incentivi proporzionali alla capacità installata; “ancillary services”, servizi ausiliari; “PTC/REC”, da incentivi/sussidi erogati sotto forma di crediti (production tax credit/renewable electricity credit). Fonte: studio di Entergy citato da Nunclear Engineering International.

Innanzitutto, è importante sottolineare che in USA non esiste un unico mercato elettrico.
Essenzialmente i mercati elettrici statunitensi si dividono in due macro-gruppi: regulated e de-regulated. Nel primo è lo Stato (o una particolare Authority) a fare da calmiere dei prezzi (verrebbe da dire “paciere”), nel secondo, lo Stato fa da “droghiere” [modalità sarcasmo attiva]. Infatti anche se ci si aspetterebbe che in un mercato “de-regolamentato”, ovvero liberalizzato, sia il libero scambio a stabilire il giusto prezzo, in realtà è sempre lo Stato a dirigere le danze, erogando sussidi e stabilendo incentivi mirati, principalmente a supporto delle FER, sia direttamente per esempio con speciali crediti, sia indirettamente sostenendo gli impianti che permettono il back-up delle FER (e.g. centrali a gas) e neutralizzano i problemi di aleatorietà tipici soprattutto di fotovoltaico ed eolico.

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Fig.4 Mercati elettrici liberalizzati in Nord America (aree colorate), dove gli operatori gestiscono la rete elettrica tramite vendite all’asta. Gli operatori si dividono tra Regional Transmission Organisations (RTOs) ed Independent System Operators (ISOs). Southwest Power Pool appartiene alla categoria RTO, Electric Reliability Council of Texas alla ISO. Nelle aree in bianco il mercato elettrico è regulated, ossia non liberalizzato. Fonte: US Federal Energy Regulatory Commission (FERC).

Disattivando la modalità sarcasmo e tornando seri, è utile osservare che se la priorità è la produzione di energia elettrica low carbon, potrebbe essere assolutamente legittimo accettare tale scelta a qualsiasi prezzo, o meglio ad un prezzo più alto di quello pagato usando le fonti fossili tradizionali.
Rimane tuttavia difficile se non impossibile comprendere perché l’opzione “ad un prezzo più alto” non debba contemplare l’utilizzo della fonte nucleare, con tutti i suoi annessi e connessi, vale a dire i costi di costruzione/operatività/manutenzione/smantellamento.
Viceversa se la priorità è il basso costo dell’energia, allora è evidente che i cittadini statunitensi debbano scordarsi quella “low carbon senza il nucleare”. Infatti i dati sul prezzo retail dell’energia elettrica in USA parlano chiaro: i mercati più liberalizzati mettono in crisi il nucleare sbilanciando sussidi ed incentivi a favore delle FER, e “gratificano” i consumatori con costi più alti; mentre i mercati “più controllati” non sfavoriscono il nucleare ed offrono ai consumatori energia a costi più bassi.

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Fig. 5 In alto: valori medi dei prezzi al dettaglio dell’elettricità nel tempo, per area geografica e per settore di utilizzo (gennaio 2010-marzo 2016); In basso: focus sul New England. Fonte: U.S. Energy Information administration (EIA) http://www.eia.gov/electricity/data.cfm

Vediamo i dati della EIA concernenti i prezzi al dettaglio dell’elettricità, suddivisi per area geografica e per settore di utilizzo. Qui sotto i valori a marzo 2016:

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Fig. 6 Fonte: elaborazione CNeR su dati EIA http://www.eia.gov/electricity/data.cfm

Ecco dunque una conferma di quanto affermato.
L’area del New England è 100% in regime di mercato elettrico liberalizzato (ISO-NE), quella del South Atlantic è completamente “regulated”. Chiunque può notare con facilità dove è più alto il costo dell’elettricità per gli utenti finali.
Altri paragoni possono essere fatti confrontando la tabella qui sopra con la mappa della FERC. Oppure dando uno sguardo attento al grafico qui sotto.

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Fig. 7 Grafico dei prezzi al dettaglio nel tempo. Si noti che gli “Stati Ristrutturati” (i.e. dove il mercato elettrico è gestito da RTO) hanno i prezzi più alti per l’energia elettrica al dettaglio (linea rossa nella parte superiore del grafico). Fonte: uno studio della UC Berkeley, citato nel rapporto “Electric Restructuring in New England – A Look Back” redatto dalla Reishus Consulting LLC per conto della NESCOE (New England States Committee on Electricity, comitato che rappresenta gli interessi collettivi in materia di utilizzo dell’energia elettrica da parte dei sei Governi componenti il New England).

Tornando alla domanda iniziale. Potrebbe esserci una terza ipotesi, a pensar male… La priorità potrebbe essere quella di impedire con ogni mezzo lecito l’estromissione delle fonti fossili dalla produzione elettrica. Dato che la cacciata più probabile sarebbe senz’altro quella “a pedate nucleari”, il metodo più consono per evitarla sarebbe quello di perseguire un obiettivo low carbon di facciata: sovvenzionare le FER, specialmente quelle più aleatorie, che necessitano di un “aiutino” da parte delle fonti fossili; drogare il mercato; mettere all’angolo la produzione elettronucleare ed ottenere eventualmente qualche chiusura anticipata che aggravi i problemi di gestione delle scorie nucleari. A pensar male…

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Fig.8 Copertura dei consumi energetici (tutti i tipi e tutte le fonti) in USA nel 2014. Si noti che, nonostante i forti incentivi, le FER arrivano a soddisfare appena il 10% della domanda, e soprattutto che di questa fornitura rinnovabile il 76% viene da biomasse (50%) e idroelettrico (26%).

A questo punto non vorremmo aver dato l’impressione che mentre la flotta delle centrali americane statunitensi naviga in cattive acque quella delle FER vada a gonfie vele.
In realtà l’industria nucleare made in USA nel complesso gode di buona salute, anche se da diversi anni si sta ridimensionando, ed in molti sensi potrebbe essere diretta definitivamente verso un futuro pieno di “piccole speranze” [ogni allusione agli Small Modular Reactor è puramente voluta]. Dall’altra parte il mondo delle FER è assai variegato, in USA come altrove, e se alcune filiere rinnovabili vanno alla grande, tipo quella delle biomasse solide, capita anche che i super dopati impianti a fonte solare si schiantino sotto il peso di problemi sia strutturali che economici.
L’esempio più eclatante è forse quello di Ivanpah, centrale solare costruita dalla BrightSource Energy [3] in pieno deserto al confine tra California e Nevada per un costo di 2,2 miliardi di dollari. Da quando nel gennaio 2014 è entrata in funzione, foraggiata con ben 1,6 miliardi di dollari in federal loan guarantees [4] ha ampiamente dimostrato di non essere in grado di produrre l’elettricità prevista in fase di progettazione e contemporaneamente di essere perfettamente in grado di utilizzare il gas naturale in back up [5].
Ma non è finita qui perché le cattive performance di Ivanpah hanno portato alla cancellazione di diversi progetti sia del suo costruttore sia di altri, tenuto conto anche del fatto che il fotovoltaico ha ormai raggiunto prezzi praticamente pari alla metà di quelli del solare a concentrazione (CSP) a parità di dimensione degli impianti.
Tra le aziende in sofferenza per motivi analoghi e connessi spicca la spagnola Abengoa, che, nonostante abbia ricevuto ad oggi 2,7 miliardi di dollari in incentivi dall’U.S. Dept. of Energy (DoE), per alcuni impianti in USA, sta cercando disperatamente di ristrutturare il proprio debito e potrebbe regalare alla Spagna il più grande fallimento imprenditoriale della sua storia recente [6].
Brutta storia, se la priorità era il profitto…
Come se non bastasse, qualche settimana fa è scoppiato un incendio in una delle torri solari di Ivanpah, a causa di un errato allineamento degli specchi che vi concentrano la luce solare.
Sembra che nessuno si sia fatto male, anche perché questo tipo di centrali non richiedono grande impiego di personale operativo, al massimo qualche decina di operai qualificati [7].

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Fig.9 a) 19 maggio 2016, la torre di uno dei campi eliostatici della centrale solare di Ivanpah (Nipton, CA) va a fuoco. b) Danni causati dall’incendio all’interno della torre solare. L’incendio che ha messo KO l’impianto è stato innescato da un disallineamento degli specchi concentratori. Foto per gentile concessione del San Bernardino County, Calif. Fire Department.

Potremmo fermarci qui, ma considerato quanto sopra esposto, non possiamo trattenerci dal vedere nell’immagine dell’incendio di Ivanpah una chiara metafora di come anche nel campo dei “salvapianeta” progetti grandiosi e fortemente sponsorizzati possano andare facilmente in fumo.

E mentre gli incentivi vanno in fumo i contribuenti ringraziano.

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Fig. 10 Tramonto a Vermont Yankee

Proviamo a fare il punto.
Nella nostra breve “gita” in USA abbiamo visto che qui, come altrove, in campo energetico coesistono alcune priorità in forte competizione. Semplificando: i costruttori e gli esercenti degli impianti di produzione dell’energia vogliono guadagnare di più, mentre i consumatori vogliono spendere di meno, e tutti quanti, cittadini ed autorità varie, sembrano volere meno emissioni antropiche climalteranti. Contemporaneamente coesistono nello stesso terreno di gioco alcune soluzioni i cui effetti per ora appaiono in modo inquietante più che altro del tipo “loose-loose”: centrali nucleari low carbon in perfette condizioni di utilizzo o richiedenti una manutenzione non particolarmente onerosa sono costrette alla chiusura anticipata [8]; nuovi impianti a combustibili fossili sono in programma per sostituirle e per supportare una produzione low cost; impianti a fonte rinnovabile supersovvenzionati coi soldi dei contribuenti navigano in cattive acque finanziarie e tracannano combustibili fossili per mantenere una produzione corrispondente alla domanda 24/7; e dulcis in fundo nei mercati elettrici liberalizzati l’elettricità costa di più.

Sorge spontanea una domanda: gli Stati Uniti cosa ci sono andati a fare alla COP21 di Parigi?

Note:

[1] Secondo uno studio della Haas School of Business (Università di Berkley) a partire dal 2014, primo anno successivo alla chiusura di San Onofre, i costi concernenti la generazione di elettricità in California sono aumentati di 350 mln di USD all’anno mentre le emissioni di CO2 di 9 milioni di tonnellate all’anno.

[2] Fonte: NEI http://www.nei.org/Knowledge-Center/Closing-Vermont-Yankee

[3] EPC Contractor: Bechtel Engineering; Owner(s) (%): NRG Energy, BrightSource Energy, Google; Generation Offtaker(s): Pacific Gas & Electric, Southern California Edison.
La centrale è del tipo CSP (Concentrating Solar Power), si estende su 1420 ettari, ed è composta da 3 unità (campi eliostatici con torre solare) per un totale di 392 MW di potenza lorda installata. Al momento dell’inaugurazione era prevista produrre circa 1079 GWh/anno, da cui una densità di potenza areale pari a 8,7 W/m2 (o 7,6 W/m2 se si fanno i conti al netto dei consumi interni). Fonte: NREL http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/project_detail.cfm/projectID=62


[4] Fonte: http://energy.gov/lpo/ivanpah

[5] Si potrebbe dire “al punto da farne indigestione”: 778.207 Mcf nel 2014 e 564.814 Mcf nel 2015 a fronte di -55% produzione netta nel 2014 e -40% nel 2015. Facciamo due conti: 1 Mcf sono 1000 cubic feet di gas naturale; 1 cf di gas naturale per usi industriali/commerciali/residenziali è pari a 1032 Btu; 1 Btu è pari a circa 0,29 Wh. Dunque, in due anni di produzione ad Ivanpah sono stati bruciati grossomodo 402 GWh da fonte fossile per sostenere la produzione di circa 1071 GWh di elettricità da fonte rinnovabile, con un bilancio di emissioni pari a circa 73mila tonnellate di CO2. Fonte dei dati: U.S. Energy Information Administration (EIA); U.S. Environmental Protection Agency (EPA) https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/emission-factors_2014.pdf

[6] Fonte: https://www.technologyreview.com/s/601083/ivanpahs-problems-could-signal-the-end-of-concentrated-solar-in-the-us/

[7] Sì avete capito bene. Dopo tutto quello che è costata ad Ivanpah lavorano appena 61 persone [4]. Ci permettiamo di annotare che a parità di potenza installata una nuova centrale nucleare può costare anche il 30% in più di una centrale solare, per quanto riguarda la costruzione, ma la sua produzione netta attesa è almeno il triplo, e con ogni probabilità impiegherà in tenuta stabile un numero di operativi 5 volte superiore.

[8] Il mese scorso Entergy ha rincarato la dose annunciando che manderà in pensione prima del previsto altre due centrali nucleari, FitzPatrick (Oswego, NY) e Pilgrim (Plymouth, MA). A queste vanno aggiunte Diablo Canyon (sulla cui sorte in California si sta molto dibattendo, su più fronti, il più interessante dei quali è quello del movimento eco-modernista pro-nuke), ed almeno un’altra decina di centrali in pochi anni, secondo le stime della WNA. Dando uno sguardo a quello che sta succedendo in altre parti del “mondo nucleare”, ai nostri occhi si delinea uno scenario che fino a pochi lustri fa quasi nessuno avrebbe ritenuto possibile: da qui al 2030 gli Stati Uniti potrebbero vedersi costretti a rinunciare alla leadership mondiale nel settore nucleare per usi civili… a favore di Cina e/o Russia. Ma di questo ne parleremo con più dettagli prossimamente.

 

Mi illumino meglio

Ad un anno di distanza, alla vigilia dell’edizione 2016 dell’iniziativa “Mi illumino di meno”, riproponiamo questo nostro articolo sull’argomento.

Nucleare e Ragione

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Si celebra oggi l’undicesima Giornata del Risparmio Energetico, evento culminante della campagna radiofonica “Mi illumino di meno” promossa dalla trasmissione Caterpillar di RAI Radio2.
L’iniziativa, che mira a sensibilizzare l’opinione pubblica attraverso lo sviluppo di buone pratiche quotidiane di risparmio energetico, certamente lodevole, suscita in noi anche alcuni spunti di riflessione che non sono scontati e che vogliamo condividere con i nostri lettori.

La prima osservazione riguarda la natura stessa dell’iniziativa e l’incredibile seguito mediatico che ne è derivato, consacrandone il successo già a partire dall’edizione del 2005. E’ significativo notare come la più importante campagna di sensibilizzazione culturale italiana su un tema così importante come quello dell’uso razionale dell’energia, nasca non per iniziativa delle istituzioni, ma in seno ad una trasmissione di un’emittente radiofonica. Non che questo rappresenti di per sé un motivo di critica, ci mancherebbe, ma è quantomeno doveroso rendere evidente questo inusuale ribaltamento di…

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Verde sì, ma non per tutti

[viaggio tra scorie tossiche, radioattive e non, di cui raramente si parla]

Baotou è una città della Mongolia interna, regione autonoma della Cina. Il nome significa “città del cervo”, ed è probabilmente sconosciuto ai più.
Le popolazioni nomadi mongole si insediarono nell’area perché costituiva un’apprezzabile area agricola del bacino del Fiume Giallo. Più tardi, nell’Ottocento, nacque la città vera e propria, che nel secolo scorso si affermò come polo industriale, pur di modeste dimensioni, contando negli anni ’50 meno di 100 mila abitanti.
Oggi Baotou di abitanti ne conta più di 2 milioni e mezzo. Perché, vi chiederete?
Per capirlo non servirà recarsi a Baotou, ma intraprenderemo un viaggio stando comodamente seduti nelle nostre case, magari sfogliando questo articolo con il tocco grazioso delle dita sul touch screen del nostro IPad. La fortuna – o forse sarebbe meglio dire la sfortuna – della Città del Cervo risiede infatti nelle nostre case e nelle nostre città occidentali.
Gran parte degli oggetti elettronici che quotidianamente usiamo hanno tra i loro componenti fondamentali degli elementi chimici noti come terre rare, che comprendono i 15 lantanidi, più altri due elementi della tavola periodica.


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Le terre rare trovano applicazione nei componenti hardware dei computer, dei dispositivi audio auricolari, degli smartphone e tablet, delle lampadine a fluorescenza, quelle a basso consumo che tutti abbiamo nelle nostre case, e nei pannelli fotovoltaici. Tra di esse, in particolare, il cerio (Ce) è utilizzato per rendere lisci e trasparenti i touch screen dei nostri dispositivi informatici. Il neodimio (Nd) è anch’esso usato nella colorazione del vetro e nella produzione di laser, ma trova la sua principale applicazione in componenti che necessitano forti campi magnetici e strutture leggere, come le turbine eoliche ed i motori delle auto elettriche. Dall’Hi-Tech alle energie rinnovabili e “pulite”, le terre rare giocano dunque un ruolo fondamentale.
A dispetto del loro nome, le terre rare non sono neppure poi così rare: nella crosta terrestre c’è tanto cerio quanto rame. Certo, i depositi minerari dove si trovano le terre rare non sono egualmente distribuiti sul pianeta. Circa il 36% si trova in Groenlandia, il 32% nella miniera di Baiyun’ebo in Cina, il 18% in Australia e “briciole” negli Stati Uniti e in Malawi. Baiyun’ebo (o Bayan Obo) si trova proprio nella prefettura di Baotou, la Città del Cervo.

36Andamento della produzione mondiale di terre rare (www.geology.com)

L’estrazione delle terre rare, che si trovano in natura in conglomerati con altri elementi, è tutt’altro che banale. Il cerio è ad esempio prodotto frantumando le rocce e dissolvendole in acido solforico e nitrico, un processo industriale che genera un’enorme quantità di rifiuti tossici [1] e radioattivi[2].

Generated by Percussion Rhythmyx/ImageMagick, copyright Science and Technology Facilities CouncilUn lavoratore in una miniera di terre rare in Cina (Reuters)

La Cina insomma è assurta al ruolo di leader mondiale di un processo di produzione industriale di elevatissimo impatto ambientale, un processo che è ragionevole supporre nessuna opinione pubblica dell’Occidente green e Hi-Tech avrebbe accettato entro i propri confini nazionali.

38Il lago tossico di Baotou (© Liam Young/Unknown Fields)

Tutto questo ha fatto di Baotou una metropoli di due milioni e mezzo di abitanti, che vivono sulle sponde del “lago della morte”, in quella che un tempo era una verde area agricola e che oggi è un’enorme distesa di liquami maleodoranti di zolfo. “Sembra l’inferno sulla terra”, ha dichiarato Liam Young, membro di Unknown Field Division, che ha realizzato un’inchiesta e questo video del lago tossico di Baotou.

Nei campioni di argilla raccolti dalla sponda del lago sono stati riscontrati valori di radioattività ben superiori alla norma [2] (i.e. al valor medio atteso del fondo di radioattività tipico di quei territori – per chi non lo sapesse, le terre rare si portano appresso dalla crosta terrestre gli elementi radioattivi di cui questa è zeppa).
Con l’argilla raccolta Unknown Field Division intende costruire dei vasi in stile Ming, di grandezza proporzionale alla quantità di rifiuti tossici prodotta dalla manifattura dei nostri apparecchi tecnologici, al fine di esibirli in una mostra di sensibilizzazione in Occidente.
Un progetto che forse ci aiuterà ad interrogarci sulle nostre scelte, ma non rifarà di Baotou la “città dei cervi”. A meno che non si impieghino presto e massicciamente tecnologie e risorse per risanare lo scempio in corso.

Note:

[1] Le terre rare sono tipicamente un prodotto secondario dell’attività mineraria, che nel caso di Baotou è indirizzata all’estrazione di ferro. Lo scarto totale del processo di estrazione può arrivare al 90% del volume. Gli scarti prodotti a Bayan Obo ammontano a 10 milioni di tonnellate all’anno, e il loro deposito occupa un’area di 11 chilometri quadrati. Tale deposito ammontava nel 2011 a 150 milioni di tonnellate, 100 volte maggiore rispetto al deposito di scarti della fabbrica di alluminio di Ajka (Ungheria), che nel 2010 collassò, rilasciando oltre 600 mila metri cubi di fango tossico nell’ambiente circostante.

[2] L’attività estrattiva e di raffinazione a Bayan Obo causa il rilascio in superficie ed in atmosfera anche di radionuclidi, in particolare il torio (Th) e i suoi prodotti di decadimento. Diversi studi hanno evidenziato l’accumulo di sostanze radioattive nel suolo e nella vegetazione soprattutto nell’area circostante il deposito. Si veda ad esempio questa pubblicazione della IAEA. Tuttavia, il calcolo della dose assorbita e la sua entità rispetto al fondo naturale è complesso, ed esula dagli scopi di questa breve “escursione”.

Per saperne di più:

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1326_web.pdf (pp. 197-221)

Oko-Institut e.V. (2011). Environmental aspects of rare earth mining and processing. In Study on Rare Earths and Their Recycling.

US Environmental Protection Agency (2012). Rare Earth Elements: A Review of Production, Processing, Recycling, and Associated Environmental Issues, EPA 600/R-12/572 http://www.epa.gov/ord

Risposte veloci a domande pertinenti – parte terza

Pubblichiamo la terza e ultima serie di “domande e risposte” sul tema della radioattività.
Le precedenti puntate sono reperibili ai seguenti link: https://nucleareeragione.org/2014/04/02/risposte-veloci-a-domande-pertinenti-prima-parte/ e https://nucleareeragione.org/2014/04/14/risposte-veloci-a-domande-pertinenti-parte-seconda/
Per chiarimenti o richieste di approfondimenti, non esitate a contattarci via mail (nucleareeragione@gmail.com) o commentando direttamente gli articoli.

Si è parlato di fondo di radioattività naturale, che cos’è?

Il fondo di radioattività naturale è la quantità di radiazioni ionizzanti dovuta a cause naturali, osservabile e rilevabile ovunque sulla Terra. Esso è di origine sia terrestre (dovuto a isotopi radioattivi naturali contenuti nella crosta terrestre), sia extraterrestre (dovuto ai raggi cosmici, che costantemente “bombardano” il nostro pianeta, interagendo con l’atmosfera e producendo “sciami” di particelle secondarie che giungono parzialmente fino al suolo) [8]. La media mondiale della dose equivalente di radioattività assorbita da un essere umano e dovuta al fondo naturale è di 2.4 mSv per anno. Tuttavia il livello di tale fondo varia da luogo a luogo in modo significativo [9]. Va precisato che alle fonti prettamente naturali si sono via via aggiunte fonti artificiali, legate all’attività industriale o dovute ai test atomici.

Cos’è una nube radioattiva?

Con il termine nube radioattiva viene comunemente denominata la diffusione in atmosfera di radionuclidi a seguito di esplosioni, perdite o fuoriuscite protratte nel tempo. Tale terminologia può dare adito a confusione. In primo luogo non è immediata la distinzione dal fall-out nucleare. In secondo luogo nell’immaginario comune tale nube viene immediatamente associata al fumo denso di detriti tipico delle demolizioni di grossi edifici o delle eruzioni vulcaniche. In realtà, mentre le polveri diffuse da queste grosse esplosioni formano nubi dense e ben visibili, che possono davvero contenere anche grossi quantitativi di radionuclidi, soprattutto le ceneri vulcaniche [10], le nubi radioattive sollevate da eventuali esplosioni (che possono essere solo chimiche!) in centrali nucleari non sono affatto visibili nel loro propagarsi in atmosfera e vengono rintracciate esclusivamente mediante rilevazioni con strumenti appropriati [11].

In cosa si differenzia il fall-out nucleare?

La cosiddetta ricaduta radioattiva che consegue le esplosioni di ordigni nucleari e termonucleari è un evento che si divide in una fase primaria ed una secondaria ed è caratterizzato dall’elevato numero di neutroni coinvolti con fissioni e/o generazione di catene di decadimento radioattivo. In questo caso la nube è visibile al momento dell’esplosione (nella tipica forma a fungo, che contraddistingue, però, anche le grosse esplosioni chimiche) e la visibilità è dovuta alla densità di polveri e detriti trascinati nei moti convettivi a causa dell’energia sprigionata dalla detonazione. A seguito dei bombardamenti di Hiroshima e Nagasaki e dei vari test atomici la contaminazione radioattiva dell’atmosfera si è protratta nel tempo, ma non è rimasta visibile ad occhio nudo alcuna nube radioattiva.

La radioattività artificiale è più pericolosa di quella naturale?

Dipende. È impossibile rispondere escludendo un accurato esame di tutte le caratteristiche dei fattori in gioco. Il dato di fatto da cui deve partire ogni considerazione è che la radioattività di origine antropica, pur riguardando radiazioni ionizzanti indotte artificialmente, per quanto riguarda decadimenti ed emissioni rientra nella stessa casistica di quella naturale: non esiste una radiotossicità specifica dei radionuclidi artificiali, né tantomeno una maggiore pericolosità intrinseca [12].

È vero che la radioattività aumenta nel tempo?

Dipende dal sistema in esame (chiuso o aperto), dal fatto che la sorgente sia interna o esterna, dal tipo di radiazioni emesse dalla sorgente (in grado o no di generare nuovi radionuclidi o di attivarne altri) e dal tempo di osservazione (istante di partenza e durata). In generale, comunque, come dice il nome stesso, i processi di decadimento atomico comportano nel tempo la scomparsa del fenomeno stesso: a seguito delle disintegrazioni vengono a meno gli isotopi-sorgente, si riduce il loro numero in ogni mole di una data sostanza e tutte le catene di decadimento tendono ad un isotopo stabile (i.e. non-radioattivo). L’arco di tempo in cui avviene tale riduzione dipende dall’emivita caratteristica di ogni tipo di radio-isotopo. L’emivita (i.e. tempo di decadimento) è definita come il tempo occorrente perché la metà degli atomi di un campione puro dell’isotopo decadano in un altro elemento.

Note ed ulteriori letture

[8] Volendo essere più precisi si distingue tra origine tellurica, aerea (essenzialmente Radon) e cosmica.

[9] In Italia, ad esempio, la dose equivalente media valutata per la popolazione è di 3.3 mSv/anno, ma varia notevolmente da regione a regione. Per ulteriori dettagli si consulti: http://annuario.isprambiente.it/sites/default/files/pdf/2005-2006/versione_integrale/Radiazioni%20ionizzanti.pdf

Occorre ricordare che i radioisotopi contenuti nella crosta terrestre si trovano per gioco di forza negli alimenti e in quasi tutti gli oggetti d’uso quotidiano ed inoltre che un non trascurabile contributo alla dose annuale assorbita dalla popolazione è attribuibile agli esami diagnostici cui normalmente ci si sottopone nel corso della vita (radiografie, TAC, PET, mammografie, scintigrafie, ecc.). Infine, nel computo totale non vanno dimenticate le dosi dovute al trattamento radioterapico per la cura dei tumori.

[10] Durante l’ultima eruzione del vulcano islandese Eyjafjöll (aprile 2010) nelle prime 72 ore furono immesse nell’atmosfera 200 milioni di tonnellate di ceneri. Tenuto conto della concentrazione media di Uranio e Torio nella crosta terreste e nel magma, fu stimata una dispersione nella nube pari a 400 t (U) e 1300 t (Th), da cui 20 TBq e 16 TBq rispettivamente. Naturalmente la maggior parte del materiale fuoriuscito si depositò nei pressi del vulcano islandese o in mare. Tuttavia, essendo stato calcolato che circa il 20% del particolato aveva un diametro di 10 micron, la probabilità di trasporto con deposizione a distanze maggiori era non trascurabile e l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) svolse alcuni studi in Francia. Per saperne di più: http://www.irsn.fr/FR/connaissances/Environnement/expertises-radioactivite-naturelle/Pages/Impact-nuage-cendres-eruption-volcan-islandais-Eyjafjoll.aspx

Qualcuno si impegnò anche a fare una stima della radiotossicità ‘teorica’  [ http://energie.lexpansion.com/climat/le-nuage-du-volcan-eyjafjoll-plus-radioactif-que-thernobyl_a-35-4448.html ]. Considerata la tipologia di radiazioni emesse dai radionuclidi della famiglia (serie) dell’Uranio e del Torio ne risultò una potenziale radiotossicità delle ceneri vulcaniche (legata soprattutto ad ingestione ed inalazione) tre volte superiore a quella dell’aria carica di Cesio-137 della famosa ‘nube radioattiva’ proveniente da una tristemente nota località ucraina. Occorre precisare che radioattività e radiotossicità non sono sinonimi?

[11] Il 27 aprile 1986 i lavoratori della centrale nucleare svedese di Forsmark furono trovati inspiegabilmente positivi al controllo della contaminazione radioattiva durante l’usuale procedura di ingresso al turno di lavoro del mattino. Controlli successivi eseguiti sui filtri dei sistemi di ventilazione degli edifici della centrale rivelarono la presenza di prodotti di fissione. I risultati furono presto resi pubblici, confrontati e valutati. In questo modo la comunità internazionale venne a sapere che era avvenuto un importante rilascio di materiale radioattivo e crebbe il sospetto che ciò fosse dovuto ad un incidente grave presso un impianto nucleare. In seguito tale impianto fu identificato nel reattore numero 4 di Chernobyl.

[12] Spesso la radioattività naturale viene trascurata, l’attenzione, non solo della popolazione, ma anche di tecnici ed esperti vari, si incentra sulla radioattività ‘provocata dall’uomo’. Non sono pochi coloro i quali ancora ignorano che il corpo umano è per sua natura radioattivo, ad esempio. Riconoscere l’esistenza e la consistenza del fondo di radioattività naturale non significa accantonare la radioattività indotta. Le modifiche subite da tale fondo negli ultimi decenni, a seguito delle attività industriali (tecnologia nucleare e convenzionale) o dai test atomici, possono fornire un utile termine di paragone per la valutazione di contaminazioni a seguito di incidenti. Un altro termine di riferimento è la radioattività di origine artificiale assorbita dagli esseri umani in ambito medico, tramite tecniche di radiodiagnostica o radioterapia. In ogni caso, è vero che le radiazioni artificiali sono potenzialmente dannose, con vari livelli di pericolosità; ma forse vale la pena ricordare che, salvo incidenti, le radiazioni artificiali della filiera nucleare non vengono in alcun modo assorbite dall’uomo o dall’ambiente se non in quantità trascurabili, decisamente inferiori al fondo naturale.

[13] Se in tot grammi di un dato elemento radioattivo ad un dato istante t1 si hanno N radionuclidi, all’istante t2 se ne hanno N/2, dove t2 = t1 + Δt_emivita. Si noti che tutti gli atomi di una data mole radioattiva hanno la stessa probabilità di disintegrarsi in un dato tempo. Inoltre, gli isotopi ‘più radioattivi’ hanno tempi di decadimento più brevi: si trasformano (direttamente o per successivi stadi intermedi della catena di decadimento) in elementi stabili e non-radiotossici più velocemente – da cui un picco di radioattività anche alto, ma sicuramente stretto.

Per consultare le fonti ed approfondire:

Pillole di Fisica – HyperPhysics – Dept. of Physics & Astronomy – Georgia State University, USA:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/radact.html

Definizione dei concetti di base inerenti le radiazioni – Health Physics Society, USA:

http://hps.org/publicinformation/radterms/

Cos’è la radioattività? – Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Italia:

http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/index.htm?mainRecord=http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/lngs_it/public/educational/physics/radioactivity

Cos’è la fissione? – Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile

(ENEA), Italia:

http://www.enea.it/it/enea_informa/le-parole-dellenergia/fissione-nucleare

Ulteriori approfondimenti su fisica e tecnologia nucleare – ENEA, Italia:

http://www.enea.it/it/enea_informa/le-parole-dellenergia/fissione-nucleare/approfondimenti

FAQ – radiazioni – tecnologia ed effetti sull’uomo e l’ambiente – Commitee on Medical Aspects of Radiation in

the Environment (COMARE), UK:

http://www.comare.org.uk/comare_faq.htm

Libro bianco – meccanismi biologici legati all’effetto delle radiazioni su organismi e tessuti organici – United

Nations Scientific Commitee of the Effects of Atomic Radiations (UNSCEAR):

http://www.unscear.org/docs/reports/Biological_mechanisms_WP_12-57831.pdf

Risultati aggiornati dell’ampio studio in corso sugli effetti della contaminazione radioattiva conseguente

all’incidente di Chernobyl – United Nations Scientific Commitee of the Effects of Atomic Radiations

(UNSCEAR):

http://www.unscear.org/unscear/it/chernobyl.html

http://www.iaea.org/Publications/Booklets/Chernobyl/chernobyl.pdf

e sugli effetti delle radiazioni ionizzanti in generale:

http://www.unscear.org/docs/reports/2008/11-80076_Report_2008_Annex_D.pdf

http://www.unscear.org/docs/reports/2001/2001Annex_pages%208-160.pdf

Stato dell’arte secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia Atomica (IAEA) – effetti sugli uomini e

l’ambiente:

http://www.iaea.org/Publications/Booklets/RadPeopleEnv/pdf/radiation_low.pdf

e relativo approfondimento inerente le centrali nucleari con reattori ad acqua leggera:

http://www-ns.iaea.org/downloads/iec/health-hazard-perspec-charts2013.pdf

Qualche articolo interessante:

“Integrated Molecular Analysis Indicates Undetectable Change in DNA Damage in Mice after Continuous

Irradiation at ~ 400-fold Natural Background Radiation”, W.Olipitz et al., volume 120, number 8, p. 1130,

August 2012, Environmental Health Perspectives

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3440074/pdf/ehp.1104294.pdf

e successivo ‘botta&risposta’:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3491951/pdf/ehp.1205564R.pdf

“Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: Assessing what we really know”, D. J. Brebber

et al., Proceedings of the National Accademy of Sciences of the United States of America, vol. 100 no. 24,

13761–13766, doi: 10.1073/pnas.2235592100

http://www.pnas.org/content/100/24/13761.full

“The Cancer Mortality in High Natural Radiation Areas in Poland”, K. W. Fornalsky & L. Dobrzyn´ski, Dose-
Response, 10:541–561, 2012 – Formerly Nonlinearity in Biology, Toxicology, and Medicine, Copyright © 2012

University of Massachusetts ISSN: 1559-3258, DOI: 10.2203/dose-response.11-035.Fornalski

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3526327/

“Mortality of employees of the Atomic Weapons Establishment, 1951-82”, V. Borel et al., US National Library

of Medicine, BMJv.297(6651); Sep 24, 1988PMC1834407

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1834407/

“Evidence Supporting Radiation Hormesis in Atomic Bomb Survivor Cancer Mortality Data”, M. Doss, Dose-
Response, 10:584-592, 2012 – Formerly Nonlinearity in Biology, Toxicology, and Medicine. Copyright © 2012

University of Massachusetts ISSN: 1559-3258, DOI: 10.2203/dose-response.12-023.Doss

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3526329/pdf/drp-10-584.pdf

È ora di mandare in pensione il modello LNT (Linear Non Threshold)?

http://www.associazioneitaliananucleare.it/wp-content/uploads/2013/11/Esposizione-a-basse-dosi-di-radiazioni-ionizzanti.pdf

Una prospettiva sui rischi da radiazioni – Position Statement of Health Physics Society, USA:

http://hps.org/documents/risk_ps010-2.pdf

Le centrali nucleari fanno venire la leucemia?

“Further consideration of the incidence of childhood leukaemia around nuclear power plants in Great Britain”, COMARE 14th report, UK

http://www.comare.org.uk/press_releases/documents/COMARE14report.pdf

“Nuclear power plants do not raise risk of leukaemia in children”, British Journal of Cancer, 13 September 2013:

http://www.cancerresearchuk.org/about-us/cancer-news/press-release/nuclear-power-plants-do-not-raise-
risk-of-leukaemia-in-children

Radioattività atmosferica di fondo – analisi dei dati in Italia – Aeronautica Militare, Ministero della Difesa, Italia:

http://www.aeronautica.difesa.it/RivistaMeteo/Repository/Pagine/2011_01_RadioAtmo.aspx

Un nuovo studio del MIT sull’esposizione prolungata alle radiazioni – “A new look at prolonged radiation

exposure – MIT study suggests that at low dose-rate, radiation poses little risk to DNA”, MIT news,

Massachusetts Institute of Technology, May 2012, USA:

http://web.mit.edu/newsoffice/2012/prolonged-radiation-exposure-0515.html

Ulteriori approfondimenti sugli effetti delle radiazioni ionizzanti – Dossier dell’ANS (Autorité de Sûreté

Nucléaire), Francia:

http://www.asn.fr/Informer/Dossiers/Les-effets-des-rayonnements-ionisants

“L’immaginario collettivo e la realtà – Radioattività e Radioprotezione”, Associazione Italiana Nucleare,

QUADERNO AIN n. 5, 21mo SECOLO SCIENZA E TECNOLOGIA n. 1-2010

http://www.associazioneitaliananucleare.it/wp-content/uploads/2011/07/Quaderno-AIN-n.5.pdf

Vulcani e radioattività – un caso di studio – “Nuage de cendres du volcan Eyjafjöll sur la France: Résultats des

analyses de l’IRSN”, Istitut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Note d’Information, Juin 2010:

http://www.irsn.fr/FR/Actualites_presse/Actualites/Documents/IRSN_NI_Nuage-volcanique-
Eyjafjoll_10062010.pdf

Per saperne di più su storia, normative e misure di prevenzione inerenti la radioprotezione – Associazione

Nazionale Professionale Esperti Qualificati nella sorveglianza fisica di radioprotezione, Italia:

http://www.anpeq.it/anpeq/index.html

Un’altra Tavola delle Dosi, per gentile concessione di David MacKay (autore di “Sustainable Energy – Without

the Hot Air”):

http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/book/metapost/dose.pdf

Per saperne di più sugli agenti cancerogeni e loro classificazione – IARC Monographs on the Evaluation of

Carcinogenic Risks to Humans, International Agency for Research on Cancer, OMS:

http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/index.php

Un interessante grafico a torta sulla ‘radiazione di fondo’:

http://www.nucleonica.net/naturalra.aspx

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]