CONTAMINAZIONE RADIOATTIVA: TIPI, CAUSE, CONSEGUENZE - AMBIENTE - 2024

La contaminazione radioattiva è definita come l'incorporazione di elementi radioattivi indesiderati nell'ambiente. Questo può essere naturale (radioisotopi presenti nell'ambiente) o artificiale (elementi radioattivi prodotti dall'uomo).

Tra le cause della contaminazione radioattiva vi sono i test nucleari che vengono effettuati per scopi militari. Questi possono generare piogge radioattive che viaggiano per diversi chilometri nell'aria.

Esplosione nucleare. Fonte: foto per gentile concessione della National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office

Gli incidenti nelle centrali nucleari sono un'altra delle principali cause di contaminazione radioattiva. Alcune fonti di contaminazione sono le miniere di uranio, le attività mediche e la produzione di radon.

Questo tipo di inquinamento ambientale ha gravi conseguenze per l'ambiente e gli esseri umani. Le catene trofiche degli ecosistemi sono colpite e le persone possono avere gravi problemi di salute che ne causano la morte.

La principale soluzione per la contaminazione radioattiva è la prevenzione; Devono essere predisposti protocolli di sicurezza per la manipolazione e lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi, nonché le attrezzature necessarie.

Tra i luoghi con grandi problemi di contaminazione radioattiva abbiamo Hiroshima e Nagasaki (1945), Fukushima (2011) e Chernobyl in Ucraina (1986). In tutti i casi, gli effetti sulla salute delle persone esposte sono stati gravi e hanno causato molti decessi.

Tipi di radiazioni

La radioattività è il fenomeno mediante il quale alcuni corpi emettono energia sotto forma di particelle (radiazione corpuscolare) o onde elettromagnetiche. Questo è prodotto dai cosiddetti radioisotopi.

I radioisotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno un nucleo instabile e tendono a disintegrarsi fino a raggiungere una struttura stabile. Quando si disintegrano, gli atomi emettono energia e particelle che sono radioattive.

La radiazione radioattiva è anche chiamata ionizzante, poiché può causare ionizzazione (perdita di elettroni) di atomi e molecole. Queste radiazioni possono essere di tre tipi:

Radiazione alfa

Le particelle vengono emesse da nuclei di elio ionizzato che possono viaggiare per distanze molto brevi. La capacità di penetrazione di queste particelle è piccola, quindi possono essere bloccate da un foglio di carta.

Radiazione beta

Gli elettroni che hanno energia elevata vengono emessi, a causa del decadimento di protoni e neutroni. Questo tipo di radiazione è in grado di percorrere diversi metri e può essere fermato da lastre di vetro, alluminio o legno.

Radiazione gamma

È un tipo di radiazione elettromagnetica ad alta energia, che proviene da un nucleo atomico. Il nucleo passa da uno stato eccitato a uno stato di energia inferiore e la radiazione elettromagnetica viene rilasciata.

La radiazione gamma ha un alto potere penetrante e può viaggiare per centinaia di metri. Per fermarlo sono necessarie lastre di diversi centimetri di piombo o fino a 1 metro di cemento.

Tipi di contaminazione radioattiva

La contaminazione radioattiva può essere definita come l'incorporazione di elementi radioattivi indesiderati nell'ambiente. I radioisotopi possono essere presenti nell'acqua, nell'aria, nella terra o negli esseri viventi.

A seconda dell'origine della radioattività, la contaminazione radioattiva è di due tipi:

naturale

Questo tipo di contaminazione proviene da elementi radioattivi presenti in natura. La radioattività naturale ha origine dai raggi cosmici o dalla crosta terrestre.

La radiazione cosmica è costituita da particelle ad alta energia che provengono dallo spazio esterno. Queste particelle vengono prodotte quando si verificano esplosioni di supernova, nelle stelle e nel Sole.

Quando gli elementi radioattivi raggiungono la Terra vengono deviati dal campo elettromagnetico del pianeta. Tuttavia, ai poli la protezione non è molto efficiente e possono entrare nell'atmosfera.

Un'altra fonte di radioattività naturale sono i radioisotopi presenti nella crosta terrestre. Questi elementi radioattivi sono responsabili del mantenimento del calore interno del pianeta.

I principali elementi radioattivi nel mantello terrestre sono l'uranio, il torio e il potassio. La Terra ha perso elementi con brevi periodi radioattivi, ma altri hanno una vita di miliardi di anni. Tra questi ultimi _{spiccano l'} uranio ₂₃₅ , l'uranio ₂₃₈ , il torio ₂₃₂ e il potassio ₄₀ .

L'uranio ₂₃₅ , l'uranio ₂₃₈ e il torio ₂₃₂ formano tre nuclei radioattivi presenti nella polvere che crea le stelle. Questi gruppi radioattivi quando si disintegrano danno origine ad altri elementi con emivite più brevi.

Il radio si forma dal decadimento dell'uranio ₂₃₈ e da questo si forma il radon (un elemento radioattivo gassoso). Il radon è la principale fonte di contaminazione radioattiva naturale.

Artificiale

Questo inquinamento è prodotto dalle attività umane, come la medicina, l'estrazione mineraria, l'industria, i test nucleari e la generazione di energia.

Durante l'anno 1895, il fisico tedesco Roëntgen scoprì accidentalmente le radiazioni artificiali. Il ricercatore ha scoperto che i raggi X erano onde elettromagnetiche originate dalla collisione di elettroni all'interno di un tubo a vuoto.

I radioisotopi artificiali sono prodotti in laboratorio dal verificarsi di reazioni nucleari. Nel 1919, il primo isotopo radioattivo artificiale fu prodotto dall'idrogeno.

Gli isotopi radioattivi artificiali sono prodotti dal bombardamento di neutroni di diversi atomi. Questi, penetrando nei nuclei, riescono a destabilizzarli e caricarli di energia.

La radioattività artificiale ha numerose applicazioni in diversi campi come la medicina, le attività industriali e militari. In molti casi, questi elementi radioattivi vengono erroneamente rilasciati nell'ambiente causando gravi problemi di inquinamento.

Le cause

La contaminazione radioattiva può provenire da fonti diverse, generalmente a causa della manipolazione errata degli elementi radioattivi. Alcune delle cause più comuni sono menzionate di seguito.

Test nucleari

Centrale nucleare in Pennsylvania, Stati Uniti. Fonte: vedere la pagina per l'autore Centers for Disease Control and Prevention's Public Health

Si riferisce alla detonazione di diverse armi nucleari sperimentali, principalmente per lo sviluppo di armi militari. Sono state effettuate anche esplosioni nucleari per scavare pozzi, estrarre carburante o costruire alcune infrastrutture.

I test nucleari possono essere atmosferici (all'interno dell'atmosfera terrestre), stratosferici (al di fuori dell'atmosfera del pianeta), sottomarini e sotterranei. Quelle atmosferiche sono le più inquinanti, poiché producono una grande quantità di pioggia radioattiva che si disperde su diversi chilometri.

Le particelle radioattive possono contaminare le sorgenti d'acqua e raggiungere il suolo. Questa radioattività può raggiungere diversi livelli trofici attraverso le catene alimentari e influenzare le colture e quindi raggiungere gli esseri umani.

Una delle principali forme di contaminazione radioattiva indiretta è attraverso il latte, motivo per cui può colpire i bambini.

Dal 1945 sono stati effettuati circa 2.000 test nucleari in tutto il mondo. Nel caso particolare del Sud America, la ricaduta radioattiva ha interessato principalmente Perù e Cile.

Generatori di energia nucleare (reattori nucleari)

Molti paesi attualmente utilizzano i reattori nucleari come fonte di energia. Questi reattori producono reazioni a catena nucleare controllate, solitamente mediante fissione nucleare (rottura di un nucleo atomico).

L'inquinamento si verifica principalmente a causa della fuoriuscita di elementi radioattivi dalle centrali nucleari. Dalla metà degli anni '40 ci sono stati problemi ambientali associati alle centrali nucleari.

Quando si verificano perdite nei reattori nucleari, questi inquinanti possono spostarsi per centinaia di chilometri nell'aria, causando la contaminazione di acqua, terra e fonti di cibo che hanno colpito le comunità vicine.

Incidenti radiologici

Generalmente si verificano in associazione ad attività industriali, a causa di una manipolazione impropria di elementi radioattivi. In alcuni casi, gli operatori non gestiscono adeguatamente l'attrezzatura e si possono generare perdite nell'ambiente.

Le radiazioni ionizzanti possono essere generate causando danni ai lavoratori industriali, alle apparecchiature o rilasciate nell'atmosfera.

Estrazione di uranio

L'uranio è un elemento che si trova nei depositi naturali in diverse aree del pianeta. Questo materiale è ampiamente utilizzato come materia prima per produrre energia nelle centrali nucleari.

Quando questi depositi di uranio vengono sfruttati, vengono generati elementi residui radioattivi. I materiali di scarto che vengono prodotti vengono rilasciati in superficie dove si accumulano e possono essere dispersi dal vento o dalla pioggia.

I rifiuti prodotti generano una grande quantità di radiazioni gamma, molto dannose per gli esseri viventi. Inoltre, vengono prodotti alti livelli di radon e può verificarsi la contaminazione delle sorgenti d'acqua nella falda freatica mediante lisciviazione.

Il radon è la principale fonte di contaminazione per i lavoratori di queste miniere. Questo gas radioattivo può essere facilmente inalato e invadere le vie respiratorie, provocando il cancro ai polmoni.

Attività mediche

Gli isotopi radioattivi vengono prodotti nelle varie applicazioni della medicina nucleare che devono poi essere scartati. I materiali di laboratorio e le acque reflue sono generalmente contaminati da elementi radioattivi.

Allo stesso modo, le apparecchiature per la radioterapia possono generare contaminazione radioattiva per gli operatori e per i pazienti.

Materiali radioattivi in ​​natura

I materiali radioattivi in ​​natura (NORM) si trovano normalmente nell'ambiente. Generalmente non producono contaminazioni radioattive, ma diverse attività umane tendono a concentrarle e stanno diventando un problema.

Alcune fonti di concentrazione dei materiali NORM sono la combustione del carbone minerale, i combustibili derivati ​​dal petrolio e la produzione di fertilizzanti.

Nelle aree in cui i rifiuti e vari rifiuti solidi vengono inceneriti, può verificarsi un accumulo di potassio ₄₀ e radon ₂₂₆ . Nelle aree in cui il carbone è il combustibile principale, sono presenti anche questi radioisotopi.

La roccia fosfatica utilizzata come fertilizzante contiene alti livelli di uranio e torio, mentre il radon e il piombo si accumulano nell'industria petrolifera.

conseguenze

Sull'ambiente

Le fonti d'acqua possono essere contaminate da isotopi radioattivi, che colpiscono vari ecosistemi acquatici. Allo stesso modo, queste acque inquinate vengono consumate da vari organismi colpiti.

Quando si verifica la contaminazione del suolo, si impoveriscono, perdono la loro fertilità e non possono essere utilizzati nelle attività agricole. Inoltre, la contaminazione radioattiva colpisce le catene alimentari negli ecosistemi.

Pertanto, le piante sono contaminate da radioisotopi attraverso il suolo e questi passano agli erbivori. Questi animali possono subire mutazioni o morire a causa della radioattività.

I predatori sono influenzati dalla ridotta disponibilità di cibo o dall'essere contaminati dal consumo di animali carichi di radioisotopi.

Sugli umani

Le radiazioni ionizzanti possono causare danni letali agli esseri umani. Ciò si verifica perché gli isotopi radioattivi danneggiano la struttura del DNA che compone le cellule.

La radiolisi (decomposizione per radiazione) avviene nelle cellule, sia del DNA che dell'acqua in esse contenute. Ciò provoca la morte cellulare o il verificarsi di mutazioni.

Le mutazioni possono causare varie anomalie genetiche che possono portare a difetti o malattie ereditarie. Tra le malattie più comuni vi sono il cancro, in particolare della tiroide, poiché fissa lo iodio.

Allo stesso modo, il midollo osseo può essere colpito, il che causa diversi tipi di anemia e persino leucemia. Inoltre, il sistema immunitario può essere indebolito, rendendolo più sensibile alle infezioni batteriche e virali.

Tra le altre conseguenze c'è l'infertilità e la malformazione dei feti di madri sottoposte a radioattività. I bambini possono avere problemi di apprendimento e di crescita così come piccoli cervelli.

A volte il danno può causare la morte cellulare, interessando tessuti e organi. Se vengono colpiti organi vitali, può verificarsi la morte.

Prevenzione

Una volta che si verifica, la contaminazione radioattiva è molto difficile da controllare. Questo è il motivo per cui gli sforzi dovrebbero essere concentrati sulla prevenzione.

Scorie radioattive

Stoccaggio di scorie radioattive. Fonte: D5481026

La gestione dei rifiuti radioattivi è una delle principali forme di prevenzione. Questi devono essere predisposti seguendo le norme di sicurezza per evitare la contaminazione delle persone che li manipolano.

I rifiuti radioattivi dovrebbero essere separati da altri materiali e cercare di ridurne il volume per essere più facilmente maneggiati. In alcuni casi, questi rifiuti vengono trattati per convertirli in forme solide più manipolabili.

Successivamente, i rifiuti radioattivi devono essere posti in contenitori adeguati per evitare di contaminare l'ambiente.

I container sono immagazzinati in siti isolati con protocolli di sicurezza oppure possono essere anche sepolti in profondità nel mare.

Centrali nucleari

Una delle principali fonti di contaminazione radioattiva sono le centrali nucleari. Pertanto, si consiglia di costruirli ad almeno 300 km dai centri urbani.

È anche importante che i dipendenti delle centrali nucleari siano adeguatamente formati per utilizzare le apparecchiature ed evitare incidenti. Allo stesso modo, si raccomanda che le popolazioni vicine a queste strutture siano consapevoli dei possibili rischi e dei modi di agire in caso di incidente nucleare.

Protezione del personale che lavora con elementi radioattivi

La prevenzione più efficace contro la contaminazione radioattiva è che il personale sia formato e abbia una protezione adeguata. Dovrebbe essere possibile ridurre il tempo di esposizione delle persone alla radioattività.

Le strutture devono essere adeguatamente costruite, evitando pori e fessure dove possono accumularsi radioisotopi. Devono essere predisposti buoni sistemi di ventilazione, con filtri che impediscano ai rifiuti di lasciare l'ambiente.

I dipendenti devono disporre di una protezione adeguata, come schermi e indumenti protettivi. Inoltre, l'abbigliamento e le attrezzature utilizzate devono essere periodicamente decontaminati.

Trattamento

Ci sono alcune misure che possono essere adottate per alleviare i sintomi della contaminazione radioattiva. Questi includono trasfusioni di sangue, potenziamento del sistema immunitario o trapianto di midollo osseo.

Tuttavia, questi trattamenti sono palliativi in ​​quanto è molto difficile rimuovere la radioattività dal corpo umano. Tuttavia, attualmente sono in corso trattamenti con molecole chelanti in grado di isolare i radioisotopi nel corpo.

I chelanti (molecole non tossiche) si legano agli isotopi radioattivi per formare complessi stabili che possono essere rimossi dal corpo. Sono stati sintetizzati chelanti in grado di eliminare fino all'80% della contaminazione.

Esempi di luoghi contaminati da radioattività

Poiché l'energia nucleare è stata utilizzata in diverse attività umane, si sono verificati vari incidenti dovuti alla radioattività. Affinché le persone colpite ne conoscano la gravità, è stata stabilita una scala di incidenti nucleari.

La scala internazionale degli incidenti nucleari (INES) è stata proposta dall'Organizzazione internazionale per l'energia atomica nel 1990. L'INES ha una scala da 1 a 7, dove 7 indica un incidente grave.

Di seguito sono elencati esempi di contaminazioni radioattive più gravi.

Hiroshima e Nagasaki (Giappone)

Le bombe nucleari iniziarono a essere sviluppate negli anni '40 del XX secolo, sulla base degli studi di Albert Einstein. Queste armi nucleari furono usate dagli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale.

Il 6 agosto 1945, una bomba arricchita di uranio esplose sulla città di Hiroshima. Ciò ha generato un'ondata di calore di circa 300.000 ° C e una grande esplosione di radiazioni gamma.

Successivamente si è prodotta una ricaduta radioattiva che è stata diffusa dal vento, allontanando ulteriormente la contaminazione. Circa 100.000 persone sono morte a causa dell'esplosione e altre 10.000 sono state uccise dalla radioattività negli anni successivi.

Il 9 agosto 1945 una seconda bomba nucleare esplose nella città di Nagasaki. Questa seconda bomba era arricchita di plutonio ed era più potente di quella di Hiroshima.

In entrambe le città i sopravvissuti all'esplosione hanno avuto numerosi problemi di salute. Pertanto, il rischio di cancro nella popolazione è aumentato del 44% tra il 1958 e il 1998.

Attualmente ci sono ancora conseguenze della contaminazione radioattiva di queste bombe. Si ritiene che più di 100.000 persone colpite dalle radiazioni vivano, comprese quelle che erano nel grembo materno.

In questa popolazione ci sono alti tassi di leucemia, sarcomi, carcinomi e glaucoma. Un gruppo di bambini sottoposti a radiazioni nell'utero ha presentato aberrazioni cromosomiche.

Chernobyl (Ucraina)

È considerato uno degli incidenti nucleari più gravi della storia. È successo il 26 aprile 1986 in una centrale nucleare ed è al livello 7 dell'INES.

I lavoratori stavano conducendo un test simulando un'interruzione di corrente e uno dei reattori surriscaldato. Ciò ha causato l'esplosione dell'idrogeno all'interno del reattore e più di 200 tonnellate di materiale radioattivo sono state gettate nell'atmosfera.

Durante l'esplosione sono morte più di 30 persone e la ricaduta radioattiva si è diffusa per diversi chilometri. Si ritiene che più di 100.000 persone siano morte a causa della radioattività.

Il livello di incidenza di vari tipi di cancro è aumentato del 40% nelle aree colpite della Bielorussia e dell'Ucraina. Uno dei tipi più comuni di cancro è il cancro alla tiroide e la leucemia.

Sono state osservate anche condizioni associate ai sistemi respiratorio e digerente a causa dell'esposizione alla radioattività. Nel caso di bambini che erano nel grembo materno, più del 40% aveva carenze immunologiche.

Ci sono state anche anomalie genetiche, un aumento delle malattie del sistema riproduttivo e urinario e un invecchiamento precoce.

Fukushima Daiichi (Giappone)

Centrale nucleare di Fukushima, Giappone. Fonte: Digital Globe

Questo incidente è stato il risultato di un terremoto di magnitudo 9 che ha colpito il Giappone l'11 marzo 2011. Successivamente, si è verificato uno tsunami che ha disattivato i sistemi di raffreddamento ed elettricità di tre dei reattori della centrale nucleare di Fukushima.

Diverse esplosioni e incendi si sono verificati nei reattori e sono state generate perdite di radiazioni. Questo incidente è stato inizialmente classificato come livello 4, ma a causa delle sue conseguenze è stato successivamente portato al livello 7.

La maggior parte della contaminazione radioattiva è andata all'acqua, principalmente al mare. Attualmente ci sono grandi serbatoi di stoccaggio per l'acqua contaminata in questo impianto.

Queste acque inquinate sono considerate un rischio per gli ecosistemi dell'Oceano Pacifico. Uno dei radioisotopi più problematici è il cesio, che si muove facilmente nell'acqua e può accumularsi negli invertebrati.

L'esplosione non ha causato la morte diretta per radiazioni ei livelli di esposizione alla radioattività erano inferiori a quelli di Chernobyl. Tuttavia, alcuni lavoratori hanno subito alterazioni del DNA entro pochi giorni dall'incidente.

Allo stesso modo, sono state rilevate alterazioni genetiche in alcune popolazioni di animali sottoposti a radiazioni.

Riferimenti

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