Elementi rilevanti sulla radioattività


1. Cos’è un ciclotrone?

Un ciclotrone è una macchina usata per accelerare fasci di particelle elettricamente cariche utilizzando una corrente alternata ad alta frequenza ed alta tensione, in associazione con un campo magnetico perpendicolare.
La traiettoria percorsa dalle particelle è a spirale a partire dal centro. Raggiunto il bordo esterno della macchina il fascio fuoriesce ad alta velocità, prossima alla velocità della luce.

Quali sono gli elementi che si ottengono dalla fissione delluranio?
Nel caso dell’uranio 235, la reazione di fissione nucleare è la seguente

235U + n → [236U] instabile → 144Ba + 89Kr + 3 n

2. Cosa sono le scorie nucleari?

Con il termine di scorie nucleari si intende indicare il combustibile esausto originatosi all interno dei reattori nucleari nel corso dell’esercizio.
Esse rappresentano un sottoinsieme dei rifiuti radioattivi, a loro volta suddivisibili in base al livello di attività in tre categorie: basso, intermedio ed alto.

3. Quali sono i radionuclidi più importanti?

Il radionuclide utilizzato per eccellenza è il tecnezio-99m, il quale emette radiazioni gamma provenienti dal nucleo dell’atomo, che viene scelto per le sue proprietà di decadimento radioattivo relativamente breve, circa 6 ore, per il suo picco gamma di energia 140 KeV e per la sua disponibilità su larga scala, tramite il generatore molibdeno-tecnezio.
Altri radionuclidi gamma emittenti sono:
il gall’io-67;
l’indio-111;
lo iodio-123 e -131 (che emette anche beta);
il tall’io-201
I radionuclidi beta+ emittenti, per lo studio con la metodica PET, sono:
il fluoro-18
l’ossigeno-15
l’azoto-13
il carbonio-11
Essi decadono in tempi relativamente molto brevi e necessitano, per il loro ottenimento, di una macchina chiamata ciclotrone.

4. Che cos’è l’acqua pesante?

L’acqua pesante o ossido di deuterio o deuterossido (simbolo D2O, o più correttamente 2H2O) è acqua che, al posto del normale idrogeno, ha due atomi di un isotopo pesante dell’idrogeno, il deuterio il cui nucleo contiene un neutrone, oltre al protone dell’isotopo più diffuso.
Questa sostanza ha un ruolo importante nella tecnologia degli impianti di fissione nucleare in quanto, avendo una capacità moderatrice (cioè di rallentamento/assorbimento dei neutroni) minore dell’acqua leggera, consente l’utilizzo di uranio naturale invece di uranio arricchito (cioè a tenore di 235U elevato) nei reattori nucleari.

CENTRI NUCLEARI IN ITALIA

Il nucleare è utilizzato per produrre energia elettrica dagli anni ’50. Inizialmente, l’entusiasmo per la grande innovazione tecnologica consentì una forte diffusione prima negli Usa poi in Europa. Col passare del tempo però il nucleare ha mostrato una seconda faccia, in particolare il rischio di incidenti. Il disastro alla centrale nucleare di Chernobyl, nel 1986, produsse radiazioni che si estesero su tutto il continente europeo. Molti paesi sospesero i programmi nucleari, altri come l’Italia decisero di fermare la produzione di energia dal nucleare. Il processo di fissione nucleare infatti comporta un rischio di reazione a catena incontrollata, tanto più probabile nelle centrali nucleari obsolete e mal controllate. Altro aspetto poco conosciuto negli anni ’50 era il problema delle scorie. Al termine della sua vita una centrale nucleare dovrà essere smontata (decommissioning) ed i rifiuti posti in sicurezza per 100.000 anni, il tempo necessario per il decadimento radioattivo. Trovare un luogo isolato in cui depositare le scorie intacca spesso il diritto delle popolazioni locali. Il vecchio nucleare è quindi diventato un “paradiso perduto” come gran parte delle certezze della scienza. Oggi la speranza di tutti è nella fusione nucleare, un modo diverso per produrre energia dal nucleare priva di rischi di incidenti ed in grado di produrre scorie radioattive da stoccare per soli poche centinaia di anni. Il primo reattore internazionale Usa-Europa-Giappone basato sulla fusione nucleare è in corso di costruzione. Entro il 2030 saranno attive le prime centrali nucleari basate sulla fusione per scopi civili (produzione energia elettrica).

CENTRALE DI CAORSO

Il reattore nucleare PWR di Caorso era originariamente destinato alla produzione di energia elettrica. Venne arrestato nel 1988 a seguito dell’esito del referendum contro il nucleare in Italia. Attualmente è disattivato. Vi sono stoccati 1.880 mc di rifiuti radioattivi e 1032 elementi di combustibile irraggiato (187 tonnellate). Gli impianto sono in gestione ENEL.

CENTRALE DI TRINO VERCELLESE

Il reattore nucleare PWR di Trino Vercellese era originariamente destinato alla produzione di energia elettrica. Venne arrestato nel 1987 a seguito dell’esito referendario contro l’uso dell’energia nucleare in Italia. Attualmente vi sono stoccati 780 mc di scorie radioattive e 47 elementi di combustibile irraggiato (14,3 tonnellate). E’ sotto gestione ENEL.