Il 5 aprile una donna giapponese si sottopone a un test di screening per possibili radiazioni nucleari. 2011, a Koriyama, Prefettura di Fukushima, Giappone. La bonifica di Fukushima Daiichi rappresenta un'impresa enorme. Guarda altre immagini di disastri da fusione nucleare. Athit Perowongmetha/Getty Images Già in preda alla devastazione di un terremoto e di uno tsunami nel marzo 2011, Il Giappone ha dovuto affrontare un altro scoraggiante ostacolo sulla sua strada verso la ripresa:ripulire la centrale nucleare danneggiata di Fukushima Daiichi. Dopo che il terremoto e il conseguente tsunami hanno danneggiato i sistemi di raffreddamento della struttura, gli operatori dell'impianto hanno lavorato instancabilmente per limitare la fusione a Fukushima Daiichi e limitare il rilascio di materiale radioattivo nell'ambiente circostante.
La pulizia del materiale radioattivo in qualsiasi circostanza può essere complicata, impresa costosa, e Fukushima Daiichi non farà eccezione. Hidehiko Nishiyama, un portavoce dell'agenzia giapponese per la sicurezza nucleare, ha già annunciato che ci vorranno mesi prima che l'agenzia abbia completamente sotto controllo la situazione nello stabilimento, e alcuni esperti stimano che lo sforzo di pulizia potrebbe durare anni o addirittura decenni. Cosa c'è di più, il costo della pulizia potrebbe facilmente salire alle stelle oltre il costo della costruzione della centrale elettrica in primo luogo [fonte:Klotz].
Per capire perché la pulizia radioattiva è così noiosa e costosa, aiuta a sapere perché il materiale radioattivo è così pericoloso in primo luogo. Materiale radioattivo, a differenza della maggior parte della materia, è intrinsecamente instabile. Col tempo, i nuclei degli atomi radioattivi emettono ciò che è noto come Radiazione ionizzante , che può presentarsi in tre forme principali: particelle alfa , particelle beta e raggi gamma . In determinate circostanze, ognuno dei tre può danneggiare gli esseri umani, rubare elettroni dagli atomi e distruggere i legami chimici. A differenza delle particelle alfa e beta, però, i raggi gamma possono passare direttamente attraverso il corpo, scatenando il caos nel processo. Infatti, tentativi errati da parte del corpo di riparare quel danno possono portare a cellule cancerose.
L'uranio e il suo sottoprodotto, plutonio, entrambi producono raggi gamma a livelli estremamente pericolosi per l'uomo:anche una breve esposizione a una piccola quantità di plutonio può rivelarsi fatale, per esempio, ma l'energia nucleare sarebbe impossibile senza di loro. Grazie a rigorosi standard e meccanismi di sicurezza, però, i lavoratori delle centrali nucleari (e ovunque si maneggia materiale radioattivo) molto raramente entrano in contatto con livelli nocivi di radiazioni.
Ancora, queste strutture non possono funzionare per sempre, ed è allora che è necessaria la pulizia radioattiva. Infatti, è richiesto in una varietà di situazioni, non solo crolli. Disattivazione di un'arma nucleare? Smaltimento di rifiuti sanitari radioattivi? Dovrai passare attraverso il calvario altamente coinvolto che è la pulizia radioattiva. Prima che il processo possa iniziare, gli equipaggi hanno bisogno dell'attrezzatura per svolgere il lavoro. Scopriremo ora a quali strumenti fidati si rivolgono i tecnici.
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I contatori Geiger si rivelano indispensabili quando si lavora con la contaminazione nucleare. Don Farrall/Getty Images Come ti dirà qualsiasi agenzia coinvolta nella pulizia, la sicurezza è la priorità assoluta. Di conseguenza, tutto il personale che lavora tra livelli potenzialmente dannosi di radiazioni indossa tute spesse in vinile ignifugo, maschere e stivali di gomma in grado di bloccare almeno una percentuale di radiazioni nocive.
Certo, invece di affidarsi a dispositivi di sicurezza per proteggerli, i lavoratori preferiscono evitare del tutto le radiazioni quando possibile. A quello scopo, gli equipaggi spesso portano i contatori Geiger che danno loro sia la direzione che l'intensità di una sorgente di radiazioni. Inoltre, i lavoratori possono portare dosimetri , dispositivi portatili che tracciano la quantità di esposizione alle radiazioni che i lavoratori ricevono durante il loro turno. Questi dispositivi si rivelano particolarmente utili quando i lavoratori sanno che riceveranno dosi intense di radiazioni e richiedono un avvertimento per lasciare il sito una volta che il dosaggio si avvicina a livelli dannosi.
A seconda del tipo di operazione, le dimensioni dell'equipaggio possono variare notevolmente. A Fukushima Daiichi, una squadra relativamente piccola di 300 lavoratori ha lottato per stabilizzare la centrale elettrica in modo che potessero iniziare maggiori sforzi di pulizia [fonte:Boyle]. Dopo il disastro di Chernobyl, considerato da molti il peggior incidente mai verificatosi in una centrale nucleare, intorno al 600, 000 lavoratori sono stati coinvolti nella pulizia, e le aree che circondano la centrale elettrica sono sicure da visitare solo ora per brevi intervalli [fonte:U.S. NRC].
Abbastanza interessante, le squadre di decontaminazione usano spesso gli stessi mop, scope, pale e spazzole per svolgere il loro lavoro che potresti trovare in un negozio di ferramenta locale.
per fortuna, i lavoratori umani non devono gestire ogni aspetto di una pulizia dalle radiazioni. Ad esempio, La Germania ha offerto volontariamente due robot per aiutare a stabilizzare e, in definitiva, decontaminazione di Fukushima Daiichi. Altri robot possono gestire qualsiasi cosa, dallo smantellamento delle bombe nucleari alla riparazione di apparecchiature inceppate in ambienti altamente radioattivi. In alcuni casi, i robot stessi diventano così contaminati che alla fine vengono scartati come scorie radioattive.
Nel caso di barre di combustibile esaurito, sia il calore che la radiazione sono una preoccupazione. Così, i lavoratori usano molta acqua sia per raffreddare tali materiali che per contenere le loro radiazioni, a volte per anni alla volta. Insieme all'acqua, calcestruzzo, vetro e sporco si dimostrano abbastanza efficaci nello stoccaggio di materiale radioattivo, in particolare se abbinato a navi di contenimento e strutture di stoccaggio.
E. Coli combatte l'inquinamento radioattivoSe sei come molte persone, hai tutti i tipi di saponi e detergenti antibatterici in casa. È un po' ironico, poi, che gli scienziati hanno trovato un modo per usare i famigerati batteri E. coli per setacciare l'ambiente. Combinando i batteri con inositolo fosfati, un materiale di scarto agricolo, gli scienziati possono prima legare l'uranio ai fosfati e poi raccogliere l'uranio per rimuoverlo dall'ambiente. Come ulteriore vantaggio, il processo produce uranio quasi a buon mercato come l'estrazione tradizionale.
Immagina di spazzare il pavimento della tua cucina e poi di dover buttare via non solo lo sporco che hai spazzato ma anche la scopa, la paletta e anche il cestino in cui hai buttato tutto. Questo scenario ti dà un'idea della difficoltà e della spesa per ripulire la radioattività; i lavoratori devono affrontare la fonte della radiazione e tutto ciò che la fonte ha contaminato. Eppure, per quanto difficile possa essere il processo, non è sempre complicato. In molti casi, i lavoratori hanno il compito di semplici lavori come spazzare materiale radioattivo a basso livello, pulire le superfici con prodotti chimici decontaminanti e raccogliere detriti per lo smaltimento.
Gran parte della sfida deriva dal fatto che il materiale radioattivo può diffondersi nell'ambiente in diversi modi, in particolare quando le cose vanno male, rendendo la pulizia esponenzialmente più difficile. Ad esempio, le particelle radioattive possono penetrare nelle acque sotterranee, sfociano nei laghi vicini, fiumi e oceani, fluttuano nell'atmosfera e contaminano persino il bestiame e le colture. Ogni tipo di contaminazione ambientale richiede una risposta diversa.
Quando il materiale radioattivo contamina le acque sotterranee, organizzazioni come la US Environmental Protection Agency (EPA) sovrintendono alla costruzione di impianti di estrazione e trattamento delle acque sotterranee. Se il suolo stesso è contaminato, d'altra parte, potrebbe dover essere estratto e interrato in una struttura di contenimento o addirittura racchiuso nel cemento. Quando il materiale radioattivo si diffonde in grandi masse d'acqua o nell'atmosfera, la decontaminazione può essere impossibile. In tali casi, pesce, bestiame e prodotti sono strettamente monitorati per l'aumento dei livelli di radioattività.
Indipendentemente dal tipo di contaminazione, rastrellare materiali radioattivi è un compito pericoloso, e la pazienza a volte è l'approccio migliore per decontaminare in sicurezza un sito. Tutto il materiale radioattivo decade nel tempo, alla fine si scompone in elementi figli stabili e sicuri. E mentre questo processo richiede migliaia di anni per i rifiuti radioattivi ad alto livello, si verifica molto più rapidamente per i rifiuti a bassa attività come le apparecchiature di sicurezza e l'acqua utilizzata all'interno di una centrale nucleare. Di conseguenza, i rifiuti vengono spesso immagazzinati nel sito in cui sono stati generati per anni o addirittura decenni prima di essere smaltiti correttamente.
Poiché il processo di pulizia del materiale radioattivo è così pericoloso, è altamente regolamentato in tutto il mondo. Negli Stati Uniti, agenzie federali come l'EPA, il Dipartimento dell'Energia e il Comitato di regolamentazione nucleare hanno fissato le linee guida per la sicurezza, rilasciare licenze per l'esercizio di centrali nucleari e supervisionare gli sforzi di pulizia.
Sindrome acuta da radiazioniAd oggi, il disastro di Chernobyl del 1986 si pone come il più grande disastro nella storia dell'energia nucleare, esponendo dozzine di lavoratori a livelli intensi di radiazioni. In poche settimane, 28 di loro erano morti dopo aver sviluppato la sindrome acuta da radiazioni (ARS).
Gli individui con ARS sviluppano immediatamente sintomi come nausea, vomito e diarrea, seguito da un periodo di salute apparentemente perfetta. In poco tempo, però, le vittime ritornano in uno stato di grave malattia che, a seconda della quantità di radiazioni che una persona ha ricevuto, spesso può portare alla morte. Perché l'ARS è così devastante, i lavoratori esercitano la massima cautela quando lavorano con materiali nucleari.
Per saperne di più
La decontaminazione di un sito come Fukushima Daiichi non è veramente completa finché il materiale radioattivo del sito non viene smaltito in sicurezza. Barre di combustibile nucleare esaurite, ad esempio, rimangono pericolosi per migliaia di anni dopo essere stati rimossi da una centrale elettrica [fonte:U.S. EPA]. E mentre scienziati e ricercatori lavorano instancabilmente per trovare modi per neutralizzare il pericolo derivante dalle quantità sempre crescenti di scorie nucleari generate ogni anno, per ora l'unica opzione che abbiamo è di memorizzarlo. Ma dove? Dopotutto, il volume delle scorie radioattive aumenta ogni secondo, con esperti che prevedono la generazione di altri 400, 000 tonnellate (363, 000 tonnellate) nei prossimi due decenni [fonte:World Nuclear Association].
Nel caso di radiazioni di basso livello che emettono rifiuti, il processo di smaltimento non è molto diverso dal portare i rifiuti alla discarica locale. Mentre gli ingegneri devono stare attenti che tali materiali non si disperdano in nessuna circostanza o contaminino l'approvvigionamento idrico locale, questi siti di smaltimento sono generalmente situati vicino alla superficie.
Strutture progettate per contenere rifiuti radioattivi ad alta attività, d'altra parte, sono molto più robusti. Lo stabilimento di Yucca Mountain in Nevada, ad esempio, costerebbe più di 13 miliardi di dollari per costruire e immagazzinerebbe materiali radioattivi 1, 000 piedi (300 metri) sottoterra in una rete di tunnel schermati, ma scienziati e responsabili politici discutono ancora della sua capacità di contenere in sicurezza il suo carico [fonti:Associated Press, Contea di Eureka].
La costruzione di un deposito di scorie nucleari è solo il primo passo verso lo smaltimento di materiale radioattivo ad alto livello. Prossimo, il materiale deve essere posto in fusti metallici appositamente progettati per il trasporto. Poiché durante il trasporto possono verificarsi tutti i tipi di incidenti, le botti sono progettate per resistere a tutto, da cadute di 30 piedi (9 metri) a incendi di 1475 gradi Fahrenheit (802 gradi Celsius) [fonte:Contea di Eureka]. queste botti, costruito in acciaio inossidabile, titanio e altre leghe, poi fare il viaggio dal sito di origine al deposito di scorie nucleari dove le botti possono rimanere per migliaia di anni.
Non tutti i paesi scelgono di immagazzinare scorie nucleari di alto livello come fanno gli Stati Uniti, invece riprocessare il carburante e riutilizzarlo per generare più energia. Ancora, il ritrattamento non elimina la necessità di immagazzinare materiali nucleari, rendere lo smaltimento un problema critico per ogni paese che utilizza l'energia nucleare
Come puoi immaginare, ripulire e smaltire le scorie nucleari è un'impresa costosa. L'autorità britannica per lo smantellamento nucleare ha stimato che il costo della bonifica di tutti e 20 i siti radioattivi del paese supererebbe i 160 miliardi di dollari, per esempio [fonte:Macalister]. Ancora, i sostenitori dell'energia nucleare dicono che l'accesso a un affidabile, fonte di energia pulita e abbondante più che giustifica i costi associati alla manutenzione e alla pulizia degli impianti nucleari.
Quanto è troppo?Sappiamo tutti che le radiazioni sono dannose, ma la realtà è che non possiamo sfuggire a un certo livello di esposizione. Ma quante radiazioni ci vogliono per danneggiare qualcuno? Le radiazioni di fondo e i raggi X emettono troppo poche radiazioni per causare danni, così come vivere vicino a una centrale nucleare o anche camminare per un'ora intorno al luogo del disastro di Chernobyl. In realtà, solo gli equipaggi che lavorano direttamente con materiale radioattivo ricevono mai abbastanza radiazioni da mettere in pericolo la loro salute, e anche allora solo in rari casi. Ancora, i tecnici che lavoravano per stabilizzare l'impianto di Fukushima Daiichi si sono resi conto di essere direttamente in pericolo e hanno continuato a spingere in avanti, illustrando il vero coraggio per il bene del loro paese.
Pubblicato originariamente:12 aprile 2011
