La valutazione dell’Impatto ambientale nel decommissioning degli impianti nucleari

La radioattività, o decadimento radioattivo, è una proprietà specifica di alcuni nuclidi attraverso la quale nuclei atomici instabili o radioattivi (radionuclidi, caratterizzati da un eccesso di protoni o neutroni) decadono (o trasmutano), in un certo tempo aleatorio detto tempo di decadimento, in nuclei atomici di energia inferiore fino al raggiungimento di uno stato di maggiore stabilità. Tale processo di decadimento radioattivo si manifesta con l’emissione di particelle e/o di radiazioni ionizzanti in accordo ai principi di conservazione della massa/energia e della quantità di moto. Il processo continua più o meno velocemente fino al raggiungimento di una condizione di stabilità dell’elemento attraverso la cosiddetta catena di decadimento.
Le particelle emesse durante il decadimento (radiazioni ionizzanti) creano, direttamente o indirettamente, una ionizzazione nel mezzo per effetto dell’energia che trasportano.
Il fenomeno radioattivo trova utilizzo in vari settori quali:
- applicazioni medicali per la diagnostica e la terapia
- applicazioni agricole e industriali
- applicazioni energetiche
- nel campo scientifico e di ricerca.
Il decadimento nucleare a seconda del tipo di radiazione ionizzante emessa può essere distinto in tre tipi di decadimento:
- Alfa (raggi α), caratterizzato dall’emissione di una particella alfa (2 protoni e 2 neutroni, ovvero un nucleo di elio) da parte dell’atomo radioattivo. Questo tipo di radiazione ha un alto potere ionizzante. Non riesce a penetrare la pelle ed è bloccata dal primo strato di epidermide, che misura frazioni di millimetro. Le particelle alfa sono particolarmente dannose in caso di ingestione del radionuclide, perché rilasciano tutta l’energia sulla superficie degli organi interni, danneggiandoli. Gli emettitori alfa tipicamente sono nuclei pesanti, come per esempio uranio e plutonio. Si consideri ad esempio il decadimento dell’U-238 in Th-234 accompagnato dall’emissione di una particella alfa: U-238 → Th-234+α;
- Beta (raggi β), caratterizzato dall’emissione di un elettrone da parte del nucleo (elettroni e positroni). Questo tipo di radiazione è mediamente penetrante e dannosa per il corpo umano (nel senso che riesce a penetrare fino ai primi strati del tessuto per alcuni millimetri, in funzione dell’energia delle particelle β) anche se risulta avere un limitato potere ionizzante. I tipici emettitori β sono i prodotti di fissione nucleare.
- Gamma (raggi γ), anche se per quest’ultimo sarebbe più corretto parlare in termini di diseccitazione gamma, è caratterizzato dall’emissione di radiazione elettromagnetica (fotoni ad alta energia) da parte di un nucleo (o dagli orbitali di un atomo in caso di emissione di raggi X), con energia milioni o migliaia di volte superiore a quella dei raggi ultravioletti. Questo tipo di diseccitazione avviene in seguito ad un decadimento Alfa o Beta, quando il nucleo rimane in una situazione di eccesso energetico e quindi di instabilità. I raggi gamma sono più penetranti della radiazione particellare prodotta dalle altre forme di decadimento α e β, ma hanno un limitato potere ionizzante. Nonostante ciò occorrono quindi schermi più spessi per la protezione degli esseri umani. I raggi gamma producono effetti simili a quelli dei raggi X (provenienti dagli orbitali elettronici di un atomo) come ustioni, forme di cancro e mutazioni genetiche. [...]