Tipi di inquinamento radioattivo, cause, conseguenze

IL contaminazione radioattiva È definito come l'incorporazione di elementi radioattivi indesiderati nell'ambiente. Questo può essere naturale (radioisotopi presenti nell'ambiente) o artificiali (elementi radioattivi prodotti dall'essere umano).

Tra le cause dell'inquinamento radioattivo ci sono i test nucleari che vengono fatti a fini di guerra. Questi possono generare piogge radioattive che muovono diversi chilometri in aria.

Esplorazione nucleare. Fonte: Photo Per gentile concessione dell'ufficio del sito National Nuclear Security Amministration / Nevada [dominio pubblico]

Gli incidenti nei centrali nucleari per ottenere energia sono un'altra delle principali cause di inquinamento radioattivo. Alcune fonti di inquinamento sono miniere di uranio, attività mediche e produzione di radon.

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

La soluzione principale per l'inquinamento radioattivo è la prevenzione; Devono essere presi i protocolli di sicurezza per la manipolazione e lo stoccaggio di rifiuti radioattivi, nonché le attrezzature necessarie.

Tra i luoghi con grandi problemi di inquinamento da radioattività 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 molte morti.

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Tipi di radiazioni

La radioattività è il fenomeno con cui alcuni corpi emettono energia sotto forma di particelle (radiazione corpuscolare) o onde elettromagnetiche. Questo è prodotto dai radioisotopi così chiamati.

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

Le radiazioni radioattive sono anche chiamate ionizzanti, poiché possono causare ionizzazione (perdita di elettroni) di atomi e molecole. Queste radiazioni possono essere di tre tipi:

Radiazione ALFA

Vengono emesse particelle di nuclei di elio ionizzati che possono percorrere distanze molto brevi. La capacità di penetrazione di queste particelle è piccola, quindi possono essere fermate da un foglio di carta.

Radiazione beta

Gli elettroni vengono emessi che hanno una grande energia, a causa della disintegrazione di protoni e neutroni. Questo tipo di radiazione è in grado di percorrere diversi metri e può essere fermato in piastre di vetro, alluminio o legno.

Radiazione gamma

È un tipo di radiazione elettromagnetica ad alta energia, che proviene da un nucleo atomico. Viene rilasciato il nucleo da uno stato eccitato a una delle radiazioni meno energetiche ed elettromagnetiche.

Le radiazioni gamma hanno un'alta potenza di penetrazione e possono percorrere centinaia di metri. Per fermarlo, sono necessari diversi centimetri di piombo o fino a 1 metro di cemento.

Tipi di inquinamento radioattivo

L'inquinamento radioattivo può essere definito come l'incorporazione di elementi radioattivi indesiderati nell'ambiente. I radioisotopi possono essere presenti in acqua, aria, terra o esseri viventi.

Secondo l'origine della radioattività, l'inquinamento radioattivo è di due tipi:

Naturale

Questo tipo di inquinamento proviene da elementi radioattivi che si verificano in natura. La radioattività naturale proviene da raggi cosmici o crosta terrestre.

La radiazione cosmica è costituita da particelle con alta energia che provengono dallo spazio esterno. Queste particelle si verificano quando si verificano esplosioni delle supernova, nelle stelle e al sole.

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

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

I principali elementi radioattivi del mantello terrestre sono uranio, torio e potassio. La Terra ha perso elementi con brevi periodi radioattivi, ma altri hanno una vita di miliardi di anni. Tra questi ultimi ci sono uranio₂₃₅, uranio₂₃₈, Torio₂₃₂ e potassio₄₀.

Uranio₂₃₅, uranio₂₃₈ e Torio₂₃₂ Formano tre nuclei radioattivi presenti nella polvere che origina le stelle. Questi gruppi radioattivi si disintegrano danno origine ad altri elementi con vite medie più brevi.

Dalla disintegrazione dell'uranio₂₃₈ La radio è formata e l'elemento radioattivo gassoso). Il radon è la principale fonte di inquinamento radioattivo naturale.

Artificiale

Questo inquinamento è prodotto da attività umane, come medicina, mining, industria, test nucleari e generazione di energia.

Durante il 1895, il fisico tedesco scoprì accidentalmente le radiazioni artificiali. Il ricercatore ha scoperto che i raggi X erano onde elettromagnetiche che hanno avuto origine dalla scossa degli elettroni all'interno di un tubo a vuoto.

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I radioisotopi artificiali sono prodotti in laboratorio si verificano reazioni nucleari. Nel 1919, il primo isotopo radioattivo artificiale è prodotto dall'idrogeno.

Gli isotopi radioattivi artificiali sono prodotti da bombardamenti di neutroni a atomi diversi. Questi, quando penetrano nei nuclei, li destabilizzano e li caricano con energia.

La radioattività artificiale ha numerose applicazioni in diversi settori come le attività di medicina, industria e guerra. In molti casi, questi elementi radioattivi sono errori dall'ambiente che causano gravi problemi di inquinamento.

Cause

L'inquinamento radioattivo può provenire da diverse fonti, generalmente a causa della manipolazione errata degli elementi radioattivi. Alcune delle cause più frequenti sono menzionate di seguito.

Prove nucleari

Pianta nucleare in Pennsylvania, Stati Uniti. Fonte: vedi pagina per l'autore [pubblico dominio] Centri per il controllo e la prevenzione della salute pubblica

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

I test nucleari possono essere atmosferici (all'interno dell'atmosfera terrestre) stratosferici (al di fuori dell'atmosfera del pianeta), sott'acqua e underground. Gli atmosferici sono i più inquinanti, poiché producono una grande quantità di pioggia radioattiva che è dispersa in diversi chilometri.

Le particelle radioattive possono contaminare le fonti d'acqua e raggiungere il terreno. Questa radioattività può raggiungere diversi livelli trofici attraverso le catene alimentari e influenzare le colture e quindi raggiungere l'essere umano.

Una delle forme principali di inquinamento radioattivo indiretto è attraverso il latte, quindi può influire sulla popolazione infantile.

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

Generatori di energia nucleare (reattori nucleari)

Un gran numero di paesi attualmente utilizza i reattori nucleari come fonte di energia. Questi reattori producono reazioni nucleari controllate a catena, di solito per fissione nucleare (rottura di un nucleo atomico).

La contaminazione si verifica principalmente a causa della fuga degli elementi radioattivi delle centrali nucleari. Dalla metà del ventesimo secolo, sono stati presentati problemi ambientali associati alle centrali nucleari.

Quando si verificano perdite nei reattori nucleari, questi inquinanti possono spostare centinaia di chilometri attraverso l'aria, il che ha generato la contaminazione di fonti di acqua, terreni e alimentari che hanno colpito le comunità vicine.

Incidenti radiologici

Si verificano generalmente associati ad attività industriali, a causa della manipolazione inappropriata di elementi radioattivi. In alcuni casi, gli operatori non gestiscono correttamente l'attrezzatura e possono essere generati perdite all'ambiente.

È possibile generare radiazioni ionizzanti che causano danni ai lavoratori del settore, alle attrezzature o alla liberazione dell'atmosfera.

Estrazione dell'uranio

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

Quando viene effettuato lo sfruttamento di questi depositi di uranio, vengono generati elementi residui radioattivi. I materiali residui prodotti vengono rilasciati in superficie in cui si accumulano e possono essere dispersi dal vento o dalla pioggia.

I rifiuti prodotti generano una grande quantità di radiazioni gamma, che è molto dannosa per gli esseri viventi. Inoltre, si verificano alti livelli di radon e la contaminazione delle fonti d'acqua può verificarsi alla falda a causa della lisciviazione.

Il radon è la principale fonte di inquinamento nei lavoratori di queste miniere. Questo gas radioattivo può essere facilmente inalato e invadere le vie aeree, generando un cancro polmonare.

Attività mediche

Nelle diverse applicazioni della medicina nucleare ci sono isotopi radioattivi che devono quindi essere scartati. I materiali di laboratorio e le acque reflue sono generalmente contaminati da elementi radioattivi.

Allo stesso modo, le attrezzature radioterapiche possono generare inquinamento radioattivo per gli operatori e i pazienti.

Materiali radioattivi in ​​natura

I materiali radioattivi in ​​natura (norma) sono normalmente trovati nell'ambiente. Generalmente non producono inquinamento radioattivo, ma diverse attività umane tendono a concentrarli e stanno diventando un problema.

Alcune fonti di concentrazione di materiali normali sono la combustione del carbone minerale, i carburanti derivati ​​dalla produzione di petrolio e fertilizzanti.

Nelle aree di incenerimento dei rifiuti e nei diversi rifiuti solidi, è possibile presentare un accumulo di potassio₄₀ e radon₂₂₆. Nelle aree in cui il carbone vegetale è il carburante principale, vengono anche presentati questi radioisotopi.

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

Conseguenze

Sull'ambiente

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

Quando si verifica l'inquinamento del suolo, sono impoveriti, perdono la fertilità e non possono essere utilizzati nelle attività agricole. Inoltre, l'inquinamento radioattivo colpisce le catene trofiche negli ecosistemi.

Pertanto, le piante sono contaminate dai radioisotopi attraverso il terreno e passano agli erbivori. Questi animali possono soffrire di mutazioni o morire a causa della radioattività.

I predatori sono influenzati da una minore disponibilità di cibo o contaminati da animali da consumo carichi di radioisotopi.

Sugli umani

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

Nelle cellule, la radiolisia (decomposizione delle radiazioni) si verifica sia del DNA che dell'acqua contenuta nello stesso. Ciò si traduce nella morte cellulare o nella presenza di mutazioni.

Le mutazioni possono causare diverse anomalie genetiche che possono causare difetti o malattie ereditarie. Tra le malattie più comuni ci sono il cancro, in particolare la tiroide poiché fissa lo iodio.

Il midollo osseo può anche essere influenzato, il che provoca 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 soggetti a radioattività. I bambini possono presentare problemi di apprendimento, crescita e cervelli piccoli.

A volte il danno può causare la morte cellulare, colpendo tessuti e organi. In caso di organi vitali, la morte può essere causata.

Prevenzione

L'inquinamento radioattivo è molto difficile da controllare una volta che si verifica. Ecco perché gli sforzi devono essere focalizzati sulla prevenzione.

Scorie radioattive

Deposito di rifiuti radioattivi. Fonte: D5481026 [CC BY-SA.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

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

I rifiuti radioattivi dovrebbero essere separati da altri materiali e cercare di ridurre il loro volume per essere manipolati più facilmente. In alcuni casi il trattamento di questi rifiuti viene eseguito per renderli più manipolabili forme solide.

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

I contenitori sono conservati in siti isolati con protocolli di sicurezza o possono anche essere sepolti a una grande profondità nel mare.

Centrali nucleari

Una delle principali fonti di inquinamento radioattivo sono i centrali nucleari. Pertanto, si raccomanda di costruire almeno 300 km dai centri urbani.

È anche importante che le centrali nucleari siano adeguatamente addestrate per gestire le attrezzature ed evitare incidenti. Si raccomanda inoltre che le popolazioni vicine a queste strutture conoscano i possibili rischi e i modi di agire in caso di incidente nucleare.

Protezione del personale che lavora con elementi radioattivi

La prevenzione più efficace contro l'inquinamento radioattivo è che il personale è addestrato e ha una protezione adeguata. Il tempo di esposizione delle persone alla radioattività deve essere ridotto.

Le strutture devono essere costruite correttamente, evitando pori e fessure in cui possono accumulare radioisotopi. Devono essere ottenuti buoni sistemi di ventilazione, con filtri che evitano la produzione di rifiuti nell'ambiente.

I dipendenti devono avere una protezione adeguata, come schermi e abbigliamento protettivo. Inoltre, i vestiti e le attrezzature utilizzati dovrebbero essere periodicamente decontaminati.

Trattamento

Ci sono alcune misure che possono essere prese per alleviare i sintomi dell'inquinamento radioattivo. Tra questi, possono essere menzionate trasfusioni di sangue, miglioramento del sistema immunitario o del trapianto di midollo.

Tuttavia, questi trattamenti sono palliativi poiché è molto difficile eliminare la radioattività del corpo umano. Tuttavia, i trattamenti sono attualmente in fase di eseguiti con molecole chelanti che possono isolare i radioisotopi nel corpo.

I chelants (molecole non tossiche) si legano agli isotopi radioattivi che formano complessi stabili che possono essere eliminati dall'organismo. Sono riusciti a sintetizzare chelants in grado di eliminare fino all'80% dell'inquinamento.

Esempi di luoghi contaminati da radioattività

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

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La scala internazionale degli incidenti nucleari (INES) è stata proposta dall'International Atomic Energy Organization nel 1990. L'INES ha una scala da 1 a 7, dove 7 indica un grave incidente.

Gli esempi di contaminazione da radioattività più gravi sono menzionati di seguito.

Hiroshima e Nagasaki (Giappone)

Le bombe nucleari hanno iniziato a svilupparsi negli anni '40 del ventesimo secolo, basato sugli studi di Albert Einstein. Queste armi nucleari furono usate dagli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale.

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

Successivamente, c'era una pioggia radioattiva che era sparsa dal vento che trasportava l'inquinamento a una maggiore distanza. A causa dell'esplosione, circa 100 sono morti.000 persone e per gli effetti della radioattività 10.000 in più negli anni seguenti.

Il 9 agosto 1945, scoppiò una seconda bomba nucleare nella città di Nagasaki. Questa seconda bomba è stata arricchita dal plutonio ed era più potente di Hiroshima.

In entrambe le città, i sopravvissuti all'esplosione hanno presentato 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 dell'inquinamento radioattivo di queste bombe. Più di 100 sono considerati vivere.000 persone colpite dalle radiazioni, comprese quelle che erano nell'utero.

In questa popolazione ci sono alti indici di leucemia, sarcomi, carcinomi e glaucomi. Un gruppo di bambini sottoposti a radiazioni nella pancia materna, presentava aberrazioni cromosomiche.

Chernobil (Ucraina)

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

I lavoratori stavano facendo un test simulando un taglio di alimentazione elettrica e uno dei reattori ha subito il surriscaldamento. Ciò ha causato l'esplosione di idrogeno all'interno del reattore e ha gettato più di 200 tonnellate di materiale radioattivo nell'atmosfera.

Durante l'esplosione sono morte più di 30 persone e la pioggia radioattiva si è diffusa su diversi chilometri intorno. È considerato che come una radioattività più di 100 deceduti.000 persone.

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

Sono state anche osservate condizioni associate al sistema respiratorio e digestivo per l'esposizione alla radioattività. Nel caso di bambini che erano nell'utero, oltre il 40% presentava carenze immunologiche.

Hanno anche presentato anomalie genetiche, aumento delle malattie delle malattie e del sistema urinario e dell'invecchiamento prematuro.

Fukushima Daiichi (Giappone)

Fukushima Nuclear Power Plant, Giappone. Fonte: Digital Globe [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Questo incidente è stato una conseguenza di un terremoto di magnitudo 9 che ha scosso il Giappone l'11 marzo 2011. Successivamente, c'è stato uno tsunami che disattiva i sistemi di raffreddamento e elettrici 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 descritto come livello 4, ma secondo le sue conseguenze è stato successivamente sollevato al livello 7.

La maggior parte della contaminazione radio è andata in acqua, principalmente nel mare. Ci sono attualmente grandi serbatoi di stoccaggio dell'acqua contaminati in questo centro.

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

L'esplosione non ha causato decessi per radiazioni dirette e i livelli di esposizione alla radioattività erano inferiori a quelli di Chernobil. Tuttavia, alcuni operatori hanno presentato alterazioni nel DNA pochi giorni dopo l'incidente.

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

Riferimenti

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