Il nucleare e le radiazioni ionizzanti

Corso di Igiene del Lavoro: Lezione tre Il nucleare e le radiazioni ionizzanti CORSO DI LAUREA IN TECNICHE DELLA PREVENZIONE NELL’AMBIENTE E NEI LUOGHI DI LAVORO ANNO ACCADEMICO 2010-2011

IL POTERE Quando fu scoperta la radioattività degli elementi, si pensò ad una scoperta che avrebbe garantito “ abbondanza, fraternità e saggezza ”. La notizia della scoperta della radioattività del radio da parte dei coniugi Curie fu data dal Times con un titolo che paragonava il metallo al sole, in fatto d’emissione di luce e calore Nel 1903 fu ipotizzato che la tubercolosi potesse essere curata con aspirazioni di gas radioattivo Le proprietà terapeutiche di alcune acque minerali furono attribuite alla radioattività di esse.

“ Un solo edificio, delle dimensioni di un ufficio di posta di una piccola città, sarà sufficiente a contenere tutti i macchinari necessari per produrre l’energia nucleare di cui gli Stati Uniti avranno bisogno ” (Waldemar Kaemplfert, 1934) “ L’ho sentito di persona lo scoppio dell’arma nucleare. E’ irresistibile, quando lo affrontate dal punto di vista dello scienziato. Si sente emettere quella stessa energia, che fa brillare le stelle ed elevare al cielo un milione di tonnellate di roccia ” (Freeman Dyson, fisico nucleare, 1943) Negli anni cinquanta si diffuse il convincimento che dalle distruzioni di massa, operate dalle bombe atomiche, sarebbe potuto rinascere un mondo nuovo. “ Come un tornado fornisce una nuova vita ad una foresta, eliminando gli alberi deboli e marci, così una guerra buona potrebbe liberare il mondo dai deboli e dai cattivi (Pat Franck) Negli anni cinquanta negli Stati Uniti si formò una corrente di pensiero, secondo la quale una guerra nucleare avrebbe potuto liberare il mondo dai comunisti

LA PAURA Nel 1927 Herman Muller scoprì per la prima volta un tasso anomalo di mutazioni in mosche fortemente irradiate Nel 1930 fu redatto il primo manifesto ufficiale della Società internazionale dei Fisici nucleari, nel quale si parlò con sospetto della nuova energia “ pèrché ciò che possiede il potere di trasformare la natura vivente, possiede anche il potere di distruggerla ” Nel 1943, dopo lo scoppio della prima atomica sperimentale nel Nevada nell’ambito del progetto Manhattan, il Generale Thomas Farrel scrisse: “ un tuono lungo e potente, restituito dall’eco delle lontane montagne, ci ricordò il giudizio universale e ci fece pensare di aver compiuto un atto blasfemo, osando giocare con forze che, fino ad allora, erano riservate all’Onnipotente”

Nel 1947 Oppenhaeimer, il padre dell’atomica, chiese scusa all’umanità a nome di tutti gli scienziati “ che avevano conosciuto il peccato ” Nel 1950 la Cina compì i suoi esperimenti nucleari e rassicurò sul fatto che l’ideologia comunista sarebbe sopravvissuta intatta tra le rovine dei nemici Nel 1957 si realizzò il primo grande incidente in un reattore nucleare per uso pacifico (Windscale, nel Regno Unito) Nel 1959 le Autorità Sanitarie Olandesi denunciarono l’incremento della radioattività negli alimenti per effetto dell’incidente nucleare di Windscale nel Regno Unito Nel 1962 fu denunciata per la prima volta la contaminazione del latte e dei pesci con Stronzio90 nelle isole della Polinesia, come conseguenza degli esperimenti nucleari bellici francesi negli atolli del Pacifico

Nel 1970 fu pubblicato dall’OMSA il primo resoconto degli effetti dell’inquinamento radioattivo sulla salute delle popolazioni Nel 1979 si realizzò il secondo grande incidente in un reattore nucleare a Three Mile Island, in Pennysilvania Il 26 aprile 1986 si ebbe lo scoppio della Centrale termonucleare di Chernobyl >250 morti immediate per l’esplosione Ca 1000 morti immediate per sindrome da panirradiazione > 150.000 il numero di morti per effetto dell’irradiazione, stimate nei primi 5 anni > 2.000.000 di persone sono state costrette ad abbandonare la zona nel raggio di 150 Km nei primi anni dopo l’esplosione

L’ENERGIA NUCLEARE ATOMO Unità elementare della materia, costituita da un nucleo di protoni e di neutroni e da orbitali di elettroni Protoni ed elettroni sono presenti in numeri eguali; variabile è il numero di neutroni PROTONE Particella subelementare, dotata di massa e di carica positiva NEUTRONE Particella subelementare, dotata di massa e priva di carica ELETTRONE Particella con massa molto piccola e carica negativa MASSA ATOMICA Somma dei numeri di protoni e di neutroni; comunemente è indicata con la lettera A NUMERO ATOMICO Numero di protoni; comunemente è indicato con la lettera Z

A – Z Numero di neutroni Definizione elemento Numero di protoni (e, rispettivamente, di elettroni) FORZE NUCLEARI Energie necessarie a vincere le forze repulsive tra protoni, in modo da consentire l’avvicinamento di essi, la formazione dell’atomo e la stabilità di esso. Le forze nucleari sono attive a distanze inferiori al miliardesimo di millimetro . ISOTOPO Atomo dello stesso elemento, caratterizzato da un numero differente di neutroni

REAZIONI RADIOATTIVE Trasformazione di atomi instabili (isotopi) in atomi stabili NUCLEI INSTABILI Nuclei che subiscono frammentazioni in tempi inferiori ad un milionesimo di miliardesimo di secondo; praticamente non è possibile il ritrovamento di essi in natura NUCLEI SEMISTABILI Nuclei che subiscono frammentazioni in periodi variabili da pochi secondi a milioni di anni Gli elementi chimici con nuclei semistabili sono definiti radionuclidi EMIVITA Tempo necessario a che la quantità di radionuclidi di radionuclidi inizialmente presente si dimezzi FISSIONE NUCLEARE Frammentazione dei nuclei di atomi pesanti, con formazione di nuclei di atomi più leggeri. FUSIONE NUCLEARE Fusione di nuclei di atomi leggeri, con formazione di nuclei di atomi pesanti

LE ENERGIE IN GIOCO La fusione di due nuclei leggeri in un nuovo nucleo pesante richiede energia. In questo caso, la reazione di fusione assorbe energia Un fenomeno energetico diverso si manifesta se gli atomi leggeri hanno energia singola la cui somma è superiore a quello immagazzinato nell’atomo pesante. In questo caso, la reazione di fusione libera energia.

LE ENERGIE IN GIOCO La frammentazione dei nuclei (Fissione) può condurre alla formazione di nuovi nuclei, il cui contenuto energetico di somma è inferiore a quello di partenza. In questo caso dalla reazione di fissione si libera energia La somma delle energie nucleari dei nuclei esitati dalla fissione può essere maggiore di quella dell’atomo frammentato. In questo caso la reazione di fissione assorbe energia La somma delle energie nucleari dei nuclei esitati dalla fissione può essere inferiore di quella dell’atomo frammentato. In questo caso la reazione di fissione cede energia

FISSIONE NUCLEARE INDOTTA La frammentazione di elementi fissili naturali può essere notevolmente incrementata in seguito all’urto tra neutroni e nuclei debolmente radioattivi Il metodo consiste nel concentrare alte quantità di nuclei debolmente radioattivi in volumi ridotti. I neutroni liberati dalle fissioni naturali, colpendo altri nuclei, innescano un meccanismo a catena sino all’esaurimento del materiale. La massima energia è liberata al raggiungimento della massa critica ( per esempio, lo scoppio di una bomba all’uranio richiede una massa critica di 16 Kg di minerale )

LIMITI NELL’USO DELLA FISSIONE NUCLEARE Valore economico Necessità di compattare quantità relativamente alte di elementi scarsamente presenti in natura Valore ecologico Incremento progressivo della radioattività a mano a mano che aumenta il numero delle fissioni Difficoltà tecniche Necessità di una reazione induttiva Insicurezza processo Ridotta controllabilità della reazione dopo il raggiungimento della massa critica

FUSIONE NUCLEARE INDOTTA La trasformazione tipica è quella dell’idrogeno in elio La fusione utilizza elementi diffusamente presenti in natura Durante la reazione, l’entità dell’inquinamento radioattivo è molto più basso che nella fissione La quantità d’energia liberata in forma di calore è molto alta Per dare inizio ad un processo di fusione è necessario disporre di alte temperature di partenza.

USO BELLICO DELLA ENERGIA NUCLEARE La potenza esplosiva delle bombe si misura per convenzione come equivalente peso del tritolo ( quantità di tritolo necessario ad ottenere la stessa energia ) Un Kiloton corrisponde alla potenza esplosiva di una tonnellata di tritolo Un Megaton corrisponde alla potenza esplosiva di 1.000.000 di tonnellate di tritolo La bomba lanciata su Hiroshima ebbe una potenza di 12 Kiloton Le moderne bombe ad idrogeno hanno potenze oscillanti tra 0,1 e 20 Megaton

Nel 2005 le testate atomiche a disposizione dei diversi Paesi sono state stimate pari a 31.535 Stati Uniti 10.500 Paesi ex URSS 20.000 Francia 450 Gran Bretagna 185 Cina 400 India 10 Pakistan 10 Sul suolo italiano sono dislocate 30 testate atomiche stanziali nelle basi NATO di Aviano (20 bombe) e Ghedi Torre (10 bombe) Un numero non sempre noto di sottomarini con testate nucleari transita nei porti italiani Moltiplicando il numero di ordigni per la potenza singola media, si ricava un valore di potenza complessiva pari a circa 15.000 Megaton (15 miliardi di tonnellate di tritolo)

E’ stato calcolato che dall’introduzione della polvere da sparo sino alla seconda guerra mondiale sono state esplose cariche per un valore equivalente di 10 Megaton (10 milioni di tonnellate di tritolo). Una guerra mondiale attualmente potrebbe avere un potere distruttivo pari a 1.500 volte quello di tutte le guerre sinora sostenute dall’umanità!!!!

USO PACIFICO DELL’ENERGIA NUCLEARE Il reattore nucleare è un sistema complesso, nel quale l’energia della fissione nucleare è utilizzata per la produzione d’energia termica ( passaggio diretto ) o d’energia elettrica ( passaggio termocinetico ) La maggiore utilizzazione è connessa con la produzione d’energia elettrica Attualmente nel Mondo si contano con certezza 460 Centrali termonucleari in attività, che coprono circa il 18% della richiesta d’energia elettrica Le differenze tra i diversi paesi sono cospicue, spaziando dallo 80% circa della Francia allo 0% dell’Italia

Negli Stati Uniti la nuclearizzazione della produzione elettrica ha subito un arresto dopo l’incidente di Three Islands La ripresa del nucleare ha rappresentato uno degli impegni di Geroge Bush J nella sua seconda campagna elettorale presidenziale La sospensione dell’installazione di nuove centrali nucleari rappresenta uno degli obiettivi del protocollo di Kyoto La sospensione dell’installazione di nuove centrali nucleari ha rappresentato uno degli obiettivi del programma elettorale di Ilary Clinton

PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA La produzione di corrente elettrica avviene per messa in moto d’alternatori collegati a turbine in rotazione La rotazione delle turbine è prodotta: da energia meccanica diretta  spostamento di masse d’aria in centrali eoliche, caduta di masse d’acqua in centrali idriche da energia geotermica  moti convettivi in centrali geotermiche da espansione e condensazione di vapore d’acqua  riscaldamento di masse d’acqua a spese di combustibili in centrali termoelettriche

Le Centrali elettriche nucleari sono di tipo termico  i materiali fissili sono utilizzati per produrre calore in sostituzione dei comuni combustibili minerali Il combustibile radioattivo è costituito da uranio, naturale o arricchito, o da plutonio L’elemento costitutivo delle Centrali termonucleari è il reattore

REATTORI NUCLEARI PWR - Pressurized Water Reactor (Reattore con acqua in pressione)C E’ costituito da un nocciolo all’interno del quale l’uranio, contenuto in cilindri di acciai temprati e arricchiti, molto termoresistenti, è sottoposto ad un processo di fissione, dal quale esita una notevole quantità d’energia termica ( a parità di massa, l’energia termica prodotta è dall’uranio è da 20 a 100 volte superiore a quella dei combustibili minerali) Il calore del materiale fissile è scambiato con l’acqua in un circuito primario, (nel circuito la pressione è di 150-160 Bar e la temperatura raggiunge 300-330°) L’acqua del circuito primario scambia il proprio calore con quella di un circuito secondario, fino a determinare ebollizione e formazione di vapore. La rapida espansione del vapore mette in moto la turbina, il cui moto si trasmette all’alternatore

BWR - Boiling Water Reactor (Reattore ad acqua bollente ) Nel circuito primario, l’acqua vaporizza direttamente (la pressione è più contenuta), in modo da poter azionare direttamente la turbina Reattore autofertilizzante Si tratta di forme particolari di reattori in cui, dal materiale fertile di partenza, è prodotto nuovo materiale fissile, generalmente in quantità superiore a quella del materiale di origine I reattori autofertilizzanti utilizzano in partenza U 238 L’assorbimento di un neutrone da parte dell’uranio 238 porta alla formazione di un isotopo fissile terminale, il plutonio Pu 239 , attraverso una reazione multipla, definita decadimento beta. La fissione di un atomo di Plutonio libera 2,8 neutroni, uno dei quali è utilizzato per la fissione successiva

RISCHI DERIVANTI DALL’ATTIVITA’ DELLE CENTRALI TERMONUCLEARI Incidenti termici Esplosioni Variazioni climatiche nelle zone prossime al nocciolo Radioattività delle acque (reattori BWR) Radioattività nell’ambiente circostante (in media è calcolata a valori di 7 microsiviert/anno) Scorie nucleari (Cesio, Stronzio, Iodio, Rubidio)

EFFETTI IMMEDIATI SULL’AMBIENTE DI UN’ESPLOSIONE NUCLEARE Onda primaria d’urto Conseguenza della compressione dell’aria; provoca effetti di tipo meccanico in un raggio d’alcuni chilometri Onda secondaria d’urto Riflessione dell’onda primaria sulla crosta terrestre Mach Front Fusione delle onde d’urto primaria e secondaria in un unico fronte pressorio, con velocità di propagazione superiore a quella del suono Calore L’esplosione di una carica atomica di un Megaton libera energia termica in grado di far raggiungere temperature di 10.000 gradi in un raggio da 3 a 5 chilometri

Fungo atomico E’ la conseguenza dei moti ascensionali determinati dalle alte temperature prodotte. La velocità d’aspirazione, che può superare i 1.200 chilometri l’ora, provoca il sollevamento dei materiali inceneriti, con la formazione del tipico gambo del fungo

EFFETTI TARDIVI Fall-out Pioggia radioattiva Effetto successivo alla deposizione al suolo dei residui inceneriti dei materiali bruciati dopo l’esplosione e dei residui radioattivi del materiale esploso . Il contenuto in scorie radioattive varia in funzione: del materiale fissile di partenza ( dopo l’esplosione di Chernobyl si ebbe deposizione al suolo di Cesio 134 e 137, di Stronzio 90 e di Iodio 131 ) della quantità di materiale fissile della potenza dell’esplosione La velocità di deposizione al suolo varia in funzione della massa delle particelle, che veicolano le scorie radioattive L’ampiezza del raggio di deposizione varia in funzione: dell’entità dei moti ascensionali determinati dalla variazione di temperatura (altezza del fungo atomico) della struttura della crosta terrestre (è massima nelle zone di pianura) delle caratteristiche climatiche della zona d’esplosione

Inverno nucleare Si tratta di un effetto ipotizzato. Esso sarebbe probabile conseguenza della schermatura dei raggi solari, determinata dall’aerodispersione di grandi quantità di detriti solidi in conseguenza di più esplosioni nucleari. Va detto che, secondo alcuni Ricercatori, l’incremento della radioattività nell’atmosfera, conseguente all’uso bellico (ancorché sperimentale) ed anche pacifico dell’energia nucleare è una delle cause induttive dell’effetto serra. In conseguenza di ciò, l’effetto di una poco augurabile successione di esplosioni atomiche potrebbe essere l’aumento e non la diminuzione della temperatura terrestre. Effetto E.M.P (electromagnetic pulse) E’ la conseguenza della liberazione di grandi quantità di radiazioni elettromagnetiche, in grado di interferire con i sistemi di misura e regolazione elettrica ed elettronica

Si definiscono ionizzanti le radiazioni che sono capaci di determinare ionizzazione ovvero di produrre coppie di ioni nei materiali attraversati. La ionizzazione è dovuta all’allontanamento di un elettrone orbitale dal nucleo atomico, cui esso è legato. L’entità della ionizzazione è funzione dell’energia posseduta dalla radiazione: una coppia di ioni si forma se l’energia posseduta dalla radiazione supera l’energia di legame dell’elettrone RADIAZIONI IONIZZANTI Le radiazioni ionizzanti sono prodotte da atomi naturalmente instabili, che possono emettere particelle di massa differente (raggi alfa o beta) o radiazioni elettromagnetiche (raggi gamma).

I raggi alfa hanno massa corrispondente a due neutroni e due protoni; la emissione di essi da un atomo muta questo nell'elemento che lo precede di due posti Es.: U 238 = Th 234 + particella alfa I raggi beta corrispondono all'emissione di un elettrone per effetto della preventiva trasformazione di un neutrone in protone e della successiva emissione di un elettrone per esigenza di pareggiamento di cariche. L'emissione di un elettrone muta l'atomo radioattivo in quello immediatamente seguente Es.: C 14 = N 14 + particella beta I raggi gamma sono radiazioni elettromagnetiche di lunghezza d'onda molto piccola, emesse da atomi in surplus energetico. La emissione di radiazioni gamma non da luogo a mutazioni dell'atomo emittente.

TIPI DI RADIAZIONI IONIZZANTI Direttamente Particelle beta - Particelle beta + Elettroni Protoni Particelle alfa Positroni L'effetto ionizzante è dovuto alla interazione coloumbiana con le cariche degli elettroni orbitali L'energia delle radiazioni corpuscolate è misurata in ellettron volt, eV, e relativi multipli e l'effetto ionizzante dalla energia rilasciata nel materiale attraversato, LET o linear energy transfer, è misura in eV/m.

Indirettamente Neutroni  corpuscoli privi di carica Raggi gamma  origine naturale Raggi X  origine artificiale

MISURA DELLE RADIAZIONI S.I. Sistema internazionale Sistema convenzionale Misura della radioattività delle sostanze  Misurazione della attività radioattiva delle sostanze naturali o radionuclidi, cioè della potenzialità di esse a dare origine a radiazioni ionizzanti. Curie  numero di disintegrazioni in un grammo di radio in un secondo (1Ci = 3,7 x 10 alla decima disintegrazioni/ sec) Bequerel  una disintegrazione al secondo, da cui 1 Ci = 3,7 x 10 alla decima Bq.

Misura della esposizione, "E" Misurazione dell'effetto ionizzante delle radiazioni, espressa come quantità di ioni prodotta in una massa unitaria di aria Roentgen  numero di coppie di ioni per grammo di aria, da cui 1 R = 2,082 x 10 alla nona coppie di ioni per 0,001 g di aria Coulomb/Kg di aria  1 C/Kg = 3876 R Misura della dose assorbita, "D" Misurazione della quantità di energia ceduta in una massa unitaria di tessuto Rad  misura l'energia ceduta in forma di lavoro; è espressa come numero di erg per grammi di sostanza irradiata nel punto stesso della irradiazione; un Rad corrisponde a 100 erg Gray  misura l'energia ceduta in forma di calore; l'unità di misura diventa il Joule ed un Gray equivale a 1 Joule per Kg 1 Gy = 100 Rad

Misura della dose equivalente, "H" Corrisponde alla possibilità di misurare gli effetti biologici delle radiazioni in rapporto con l'energia ceduta e con il tipo di radiazione. La misura della dose equivalente si ottiene moltiplicando la dose assorbita per il fattore di ponderazione di ogni singola radiazione (Wr). La equazione della dose assorbita è: H (unità di dose equivalete) = D (dose assorbita) x Wr (fattore di ponderazione della radiazione) REM (Roentgen equivalent man)  dose di radiazioni in grado di produrre un effetto biologico pari a quello di un Rad di raggi roentgen Siviert  1 Sv = 100 Rem

Misura della dose efficace, "DE" Corrisponde alla differente suscettibilità degli organi irradiati rispetto alla comparsa di effetti stocastici. Si misura in Siviert e si ottiene dalla dose equivalente moltiplicata per un fattore di ponderazione specifico di ciascun organo Misura della dose collettiva "DC" Misura la dose assorbita da una popolazione irradiata. L'unità di misura è il Siviert/uomo. Un Sv/uomo corrisponde al raggiungimento di un Siviert come somma delle dosi assorbite da ogni elemento umano della popolazione irradiata.

FONTI DI IRRADIAZIONE Una prima distinzione della natura delle sorgenti di irradiazione riguarda la localizzazione di esse. Si distinguono: Sorgenti esterne  Uso di isotopi naturali e di apparecchiature produttrici di radiazioni Sorgenti interne  Contaminazione interna da isotopi Sorgenti interno-esterne  Irradiazione da soggetti contaminati

CLASSIFIFICAZIONE DELLE SORGENTI S. SIGILLATE Generatori di Raggi X per uso diagnostico medico metallografico e difrattometrico Acceleratori di particelle (sorgenti esterne) Sorgenti gamma per teleirraggiamento ad uso terapeutico ed industriale (sorgenti esterne) S. NON SIGILLATE Medicina nucleare Laboratori di analisi e di ricerca RIA Centrali termonucleari Motori a propulsione nucleare Ordigni bellici a testata nucleare

Irradiazione di fondo E’ definita in questa maniera la dose di radiazioni assorbita prescindendo dalla esposizione diretta alle sorgenti menzionate. L’irradiazione di fondo è stimata corrispondente a 2 mSv (200 mRem) Essa deriva da: Radioattività cosmica (raggi cosmici) 14 % Radioattività del suolo 19 % Cibi* 17 % Gas radioattivi dell'aria e dei materiali di costruzione 37 % Media delle radiazioni assorbite per pratiche diagnostiche 11,5 % Combustione di carburanti naturali, attività industriali, centrali termonucleari 1,5 %

Secondo un'altra e più dettagliata tabulazione le dosi assorbite di radiazioni per anno, espresse in micro Siviert, sarebbero le seguenti, in rapporto con le sorgenti S. NATURALI Raggi cosmici μ S 500 Radioattività terrestre μ S 150 Edifici** μ S 45 Aria μ S 5 Acqua e cibi* μ S 25 S. ARTIFICIALI Rdiologia medica μ S 6 00/vita Tubi catodici μ S 4-5 Centrali nuclerai (r. 1Km) μ S 10-15 *La radioattività di acqua e cibi è dovuta alla presenza in essi di Iodio 131 Cesio 134 e Cesio 137 ** La radioattività terrestre e dei materiali di costruzione degli edifici è dovuta alla liberazione di Radon

EFFETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI 1) Danno chimico A. Diretto  Interazione tra radiazioni e molecole biologiche con eccitazione termica delle molecole e formazione di radicali liberi per rottura di legami covalenti nelle molecole critiche. B. Indiretto  Formazione di radicali liberi di natura perossidica idrogeniosa per effetto della radiazione sulla componente acquosa degli organismi viventi. I radicali perossidici (composti con un elettrone spaiato nell'orbita esterno) interagiscono con le molecole biologiche con meccanismi ossidante o riducente (rispettivamente assunzione o cessione di un elettrone). Intervallo di comparsa: da 10 alla meno 9 sec ad alcune ore

2) Danno biomolecolare A. Destrutturazione di proteine ed acidi nucleici Intervallo di comparsa: da pochi minuti ad alcune ore 3) Danno biologico precoce A. Morte cellulare, morte animale Intervallo di comparsa: da poche ore ad alcune settimane 4) Danno biologico tardivo A. Induzione neoplastica, mutazioni genetiche Intervallo di comparsa: da anni a secoli (in questo caso ci si riferisce alla mutazioni genetiche evidenti nelle generazioni successive).

CLASSIFICAZIONI DEGLI EFFETTI Gli effetti delle radiazioni possono essere classificati in funzione di differenti variabili. V. TEMPO Effetti precoci Effetti tardivi Gli effetti precoci compaiono dopo irradiazioni forti e di breve durata. Essi: richiedono il superamento di un valore soglia la intensità di essi è graduata (cresce in rapporto con l'intensità delle dosi di radiazioni) sono deterministici nel senso che interessano tutti i soggetti colpiti dalle radiazioni. Gli effetti tardivi non hanno un valore soglia la frequenza della comparsa è maggiore a dosi più elevate tuttavia non sono di tipo graduato

V. ZONA IR. Sindromi da irradiazione locale Sindromi da panirradiazione Le sindromi da irradiazione localizzata sono, generalmente, di natura lavorativa e costituiscono una tipica "malattia professionale" Le sindromi da pan irradiazione costituiscono un evento infortunistico grave.

V. DOSE Effetti dose dipendenti Effetti stocastici o dose indipendenti SEDI DEGLI EFFETTI DOSE DIPENDENTI Danni a tessuti parenchimali (danni precoci) ed ai tessuti connettivali (danni tardivi) nelle irradiazioni localizzate; Danni alla sopravvivenza cellulare fino alla morte cellulare ed alla morte animale nelle pan irradiazioni. SEDI DEGLI EFFETTI NON DOSE DIPENDENTI Induzione neoplastica  leucemie e tumori Mutazioni genetiche dominanti, intermedie e recessive  Malattie genetiche, malformazioni Aberrazioni cromosomiche, numeriche e strutturali  Aborti, malformazioni

V. SOGGETTO Effetti somatici sul soggetto irradiato Effetti genetici sulle generazioni successive TIPI DI EFFETTI SOMATICI PRECOCI Effetti cutanei e mucosi  eritema, desquamazione, perdita di annessi, ulcerazioni Effetti sull'apparato emopoietico  granulocitopenia, linfopenia, piastrinopenia, anemia Effetti sull'apparato gastrointestinale  necrosi cellulare, disepitelializzazione dei villi, ulcerazioni Effetti sulle gonadi  sterilità Effetti sul prodotto del concepimento  effetti letali, malformazioni

TIPI DI EFFETTI SOMATICI TARDIVI Leucemie e tumori solidi di varia natura ed in sedi di deposito preferenziale dei nuclidi Malattie degenerative di natura vascolare Cataratta da radiazioni Accorciamento della vita EVENTI SUCCESSIVI A CATASROFI NUCLEARI Morte immediata per gli effetti meccanici e termici dell’esplosione Morte immediata per sindromi da panirradiazione Incremento dell’incidenza di tumori emopoietici (leucemie mieloblastiche, linfomi) e solidi (tiroide) Riduzione dei tassi di natalità per morte fetale, aborti e sterilità Malformazioni genetiche, spesso disvitali

CAUSE DI MORTE E/O DI DANNO IN SEGUITO AD INCIDENTI NUCLEARI GRADIENTE SPAZIALE Raggio da metri a 1 Km  morte immediata per bruciamento e/o trauma meccanico Raggio da 1 a 3 Km  morte immediata per sindrome da panirradiazione (encefalite) Raggio da 5 a 20 Km  morte tradiva per sindrome da panirradiazione (mielopatia arigenerativa, necrosi intestinale) Raggio > 20 Km  riduzione delle nascite per sterilità, aborti e malformazioni disvitali – Aumento dell’incidenza di neoplasie emopoietiche Raggio sino a 100 – 200 Km  Aumento dell’incidenza di neoplasie emopoietiche Raggio sino a 500 – 1000 Km  Aumento dell’incidenza di neoplasie tiroidee

GRADIENTE TEMPORALE I rischi nelle popolazioni limitrofe e distanti dalle zone interessate a catastrofi nucleari sono temporalmente influenzati da: Natura dei prodotti di decadimento (il Cesio134 ha un’emivita di 2 anni, il Cesio137 ha un emivita di 20 anni, lo Iodio131 ha un’emivita di 18 anni) Condizioni orografiche e metereologiche favorenti o inibenti la diluizione delle masse d’aria Rapidità ed efficacia delle operazioni di confinamento dei nuclei interessati dalla catastrofe Entità dei flussi migratori delle popolazioni primitivamente colpiti e delle commistioni di esse con gruppi indenni da irradiazione

NOTI INCIDENTI IN CENTRALI NUCLEARI* 1945  Hyroshima e Nagasaky 1957  Scoppio nella centrale nucleare di Windscale (Regno Unito) 1979  Scoppio nella centrale nucleare di Three Mile Island (Pennsylvania, Stati Uniti) 1986  Scoppio nella centrale nucleare di Chernobyl (Unione Sovietica)

Hyroshima 80.000 morti immediate per bruciamento Incremento dell’incidenza di neoplasie, tumori solidi e malformazioni (la più semplice è stata la focomelia, le più gravi casi di anencefalia) Nel periodo da 1956 al 1965 il numero di casi di leucemia nella popolazione infantile risiedente nel raggio di 20 Km dal centro di Hyroshima è stato 17 volte superiore a quello della popolazione infantile delle altre zone del Giappone

Windscale Dopo l’incidente nucleare, non fu diffusa alcuna stima ufficiale sul numero di morti 30 anno dopo, il ritrovamento di Iodio 131 nelle terre della Cumbria costrinse il Governo inglese ad ammettere che l’incidente, etichettato come insignificante alla sua occorrenza, aveva avuto effetti letali nelle popolazioni limitrofe e che già il giorno successivo ad esso il fallout radioattivo aveva raggiunti i Paesi Bassi. Solo 30 anni dopo la rivista “Nature” pubblicò i dati relativi all’assorbimento di Iodio radioattivo da parte dei bambini scozzesi, dimostrando che esso era stato pari all’esecuzione contemporanea di 45 radiogrammi del torace

Chernobyl Il 26 aprile del 1986, nel giorno dello scoppio, le autorità sovietiche diramarono un comunicato ufficiale, secondo il quale il bilancio del disastro era limitato ai 150 lavoratori della centrale ed ai 27 pompieri accorsi per domare le fiamme Solo dopo la caduta del regime sovietico è stato possibile accertare che, nei 10 anni successivi all’incidente, l’incidenza di leucemie nelle popolazione residente nel raggio da 5 a 50 Km era stata da 45 a 27 volte superiore a quella di altre regioni della URSS. Nel periodo dal 1986 al 1990 il Governo sovietico fece trasferire oltre 2.000.000 di cittadini residenti nel raggio di 50 Km dalla Centrale A 20 anni di distanza dall’incidente, la concentrazione di Cesio nelle colture supera di 7 volte ilò valore massimo consentito dall’OMS

Il nucleare e le radiazioni ionizzanti

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