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Titolo: vitamine nucleari

Riporto un illuminante articolo di un fisico nucleare (citato in calce, 
il titolo del post e' mio):
Questo articolo si occupa unicamente delle scorie ad alta radioattività 
(HLW, High Level Waste), che sono gli elementi di combustibile esauriti 
dei reattori nucleari.
Sono da distinguere due gruppi di elementi radioattivi nel combustibile 
esaurito:
    * Prodotti di fissione
    * Transuranici
Prodotti di fissione
Nella fissione nucleare i nuclei di uranio 235, plutonio 239 o uranio 233 
(attualmente non in uso, nasce dal torio 232) si spezzano in due in 
maniera caotica. Nascono oltre 80 nuclei diversi con masse da 73 a 159 
unità atomiche. Questi nuclei contengono troppi neutroni per essere 
stabili. Al loro interno quindi i neutroni di troppo si trasformano in 
protoni, con l’emissione di un elettrone e un antineutrino, questi nuclei 
fanno un decadimento beta per ogni neutrone di troppo, fino a circa otto. 
Il tipo di radioattività dei prodotti di fissione, cioè dei frammenti, è 
di tipo beta meno. Con un’eccezione: Capita che all’inizio di questa 
catena di decadimenti un nucleo che nasce è talmente eccitato che può 
emettere un neutrone. Ci vuole un’energia di eccitazione da 8 MeV in su. 
Ma questo dopo tre secondi dalla fissione è finito. Questi “neutroni 
ritardati”, che sono lo 0,6% dei neutroni creati dalle fissioni, non si 
trovano nelle scorie, ma sono essenziali per il controllo dei reattori 
nucleari. Reattori nucleari diventano critici solo con i neutroni 
ritardati. Questo li distingue da una bomba, che è critica senza neutroni 
ritardati e fa quindi una reazione a catena veloce.
I decadimenti beta di solito non portano allo stato fondamentale del 
nucleo figlio, ma a livelli eccitati, che decadono con l’emissione di 
raggi gamma in livelli più bassi.
L’energia degli elettroni dai decadimenti beta e l’energia dei raggi 
gamma successivi fanno incirca il 5% della potenza di un reattore 
nucleare. Questo 5% di potenza resta attivo anche quando si spegne il 
reattore. L’elevatissima radioattività beta e gamma del combustibile 
nucleare esaurito rende necessario un raffreddamento prolungato dopo 
l’estrazione dal reattore. Il combustibile esaurito va raffreddato in 
vasche di acqua per 6 mesi. Quest’acqua contiene acido borico, che 
assorbe neutroni per evitare che possano ancora nascere reazioni di 
fissione a catena.
Circa il tre percento dell’energia prodotta dalla fissione nucleare va 
via con gli antineutrini dei decadimenti beta. Per una centrale di 1 
Gigawatt elettrica questo è qualcosa come 100 000 kW. Non si conosce 
alcuna conseguenza di questa radiazione di antineutrini. Tentativi di 
spiegare l’aumentata frequenza di leucemie infantili nella vicinanza dei 
reattori con l’emissione degli antineutrini falliscono. Le reazioni 
indotte (sarebbe il fosforo nelle ossa) succedono con una frequenza 
totalmente trascurabile.
In un incidente nucleare come quello di Cernobyl si trovano nell’ambiente 
anche gli elementi beta instabili di vita breve come lo iodio 131, con 
una semivita di 8 giorni. Causa tumori alla tiroide.
Per le scorie nucleari dobbiamo preoccuparci dei nuclei beta-instabili di 
media longevità. Ci sono due che sono importanti:
    * Il Cesio 137
    * Lo stronzio 90
Il cesio nasce nel 6,337 % dei casi di fissione dell’uranio 235. Una 
delle percentuali più alte. Ha una semivita di 30,23 anni. Questo 
significa che tra 300 anni possiamo finire di preoccuparci. Fa raggi beta 
e gamma di alta energia. Il cesio 137 attualmente è la maggior causa di 
pericolo intorno a Cernobyl. Dopo l’incidente di Cernobyl l’inquinamento 
medio da cesio 137 in Germania era da 2000 a 4000 Becquerel al metro 
quadro (1 Becquerel = 1 decadimento nucleare al secondo). Il cesio è 
chimicamente simile al potassio. Va dappertutto, soprattutto nei muscoli. 
Il corpo se ne libera con una semivita di 70 giorni (semivita biologica). 
Dopo due anni non c’è più.
Lo stronzio 90 nasce nel 5,835% delle fissioni dell’uranio 235. Fa due 
decadimenti beta con successivi decadimenti gamma. I decadimenti gamma 
sono trascurabili, i decadimenti beta sono robusti. Un grammo di stronzio 
90 sviluppa 0,94 W di energia termica e può essere usato per generatori 
termici di energia elettrica. E’ chimicamente simile al calcio. I corpo 
lo mette nell’osso invece del calcio. Lo preferisce, tanto che lo 
stronzio naturale, non radioattivo (soprattutto Sr 88) viene usato con 
successo nella terapia dell’osteoporosi.
Prima degli esperimenti e incidenti nucleari le ossa non erano 
radioattive. La radioattività naturale del corpo umano, causata 
soprattutto dal potassio 40 (4000 decadimenti al secondo in un corpo 
umano) non si trovava nelle ossa. Non contengono potassio. All’interno 
delle ossa c’è il midollo, che produce sangue. Tempo fa questo era 
protetto dalla radioattività, l’osso faceva da schermo e non era 
radioattivo. Era. Adesso non è più così. Tutti hanno stronzio 90 nelle 
ossa. La conseguenza: Tumori ossei e leucemie sono aumentati.
Non ci sono frammenti di fissione con semivite da 100 fino a 200 000 
anni. Ce ne sono con semivite più lunghe, ma quelli preoccupano poco.
Transuranici
I transuranici sono il vero problema di stoccaggio a lungo termine per i 
reattori all’uranio 235 e al plutonio 239. Il problema è praticamente 
assente nei reattori al torio 232.
I transuranici nascono da reazioni con neutroni sia dell’uranio 235 sia 
dell’uranio 238. L’uranio 235, dopo l’assorbimento di un neutrone 
termico, cioè lento, si rompe in due, fa una fissione nell’82% dei casi. 
Nel 18% dei casi l’uranio 236 che nasce dall’assorbimento del neutrone 
non si spacca, ma emette radiazione gamma, liberandosi dall’energia di 
eccitazione. Nel suo stato fondamentale l’uranio 236 è radioattivo, 
decade con l’emissione di una particella alfa con una semivita di 23 
milioni di anni in torio 232. All’interno del reattori, esposto a un 
intenso flusso di neutroni l’uranio 236 si trasforma in uranio 237, che è 
decisamente instabile. Con una semivita di 6,75 giorni, con l’emissione 
di un elettrone e un antineutrino, cioè un decadimento beta meno, si 
trasforma in nettunio 237.
Il nettunio 237 è uno dei transuranici più pericolosi. Ha una semivita di 
2,144 milioni di anni. Il nettunio fa facilmente ioni molto solubili, 
migra, va dappertutto. Se andasse nell’acqua potabile sarebbe causa di 
tumori al fegato, ai reni e altro.
Il problema dei transuranici è molto più accentuato di quello causato dai 
frammenti di fissione. Perché?
I transuranici per i quali il nettunio è un esempio, ma che sono tanti, 
sono tutti radioattivi. Il modo dominante di decadimento è l’emissione di 
una particella alfa. L’energia della particelle alfa, tipicamente intorno 
ai 5 MeV, è molto più alta di quello dei decadimenti beta, tipicamente 
intorno a un MeV. Se ingeriti, i nuclei con decadimenti alfa sono 
fisiologicamente molto più pericolosi. Per la valutazione del danno 
biologico (nella trasformazione dai Gray ai Sievert) la loro energia va 
moltiplicata con un fattore di 20. Poi sono tutti quanti capostipiti di 
lunghe catene di decadimenti, prevalentemente di tipo alfa. La catena dei 
decadimenti del nettunio 237 si presenta così, gli altri transuranici si 
comportano in maniera simile:
Np 237 ? Pa 233 + alfa + 4,7 MeV (Pa = Protattinio) semivita 2 144 000 
anni
Pa 233 ? U 233 + elettrone + antineutrino + 0,6 Mev semivita 27 giorni
U 233 ? Th 229 + alfa + 4,7 MeV semivita 159 200 anni
Th 229 ? Ra 225 + alfa + 4,6 MeV (Ra = Radio) semivita 75 400 anni
Ra 225 ? Ac 225 + elettrone + antineutrino + 0,4 MeV semivita 14,8 giorni
Ac 225 ? Fr 221 + alfa + 5,83 MeV semivita 10,0 giorni
Fr 221 ? At 217 + alfa + 6,34 MeV semivita 4,9 minuti
At 217 ? Bi 213 + alfa + 7,07 MeV semivita 32,3 millisecondi
Bi 213 ? Po 213 + elettroni + antineutrino + 1,3 Mev semivita 45,59 minuti
Po 213 ? Pb 209 + alfa + 8,38 MeV semivita 4,2 microsecondi
Pb 209 ? Bi 209 + elettrone + antineutrino + 0,6 MeV semivita 3,253 ore
Bi 209 ? è stabile
I decadimenti sono normalmente accompagnati da emissioni gamma robuste.
Si può concludere che un atomo transuranico è biologicamente circa 500 
volte più pericoloso di un frammento di fissione.
Il nettunio 237 resta di concentrazione effettivamente invariata nelle 
scorie nucleari per un milione di anni. Quello che sparisce per 
decadimento viene reintegrato dal decadimento alfa dell’americio 241, un 
altro transuranico presente nelle scorie.
Il decadimento alfa del nettunio 237 però non è l’unico modo di 
trasformazione. L’altro modo, e questo è comune a tutti i transuranici: 
Fissione spontanea. Il nucleo si spezza in due in maniera spontanea. 
L’energia liberata è incirca 5 volte superiore a quella di tutti gli 
altri decadimenti dello stesso nucleo insieme. La fissione spontanea è 
seguito da un’emissione di due o tre neutroni e da una quindicina di 
decadimenti beta con successiva forte emissioni di raggi gamma. I 
neutroni sono difficilmente schermabili e rendono l’ambiente radioattivo. 
La pericolosità biologica della fissioni spontanea è circa 10 volte 
superiore a quella degli altri decadimenti insieme.
La maggior parte dei transuranici nasce dopo l’assorbimento di un 
neutrone da parte di un nucleo di uranio 238. L’uranio 238 con un 
neutrone termico non è fissile, diventa uranio 239. L’uranio 239 fa un 
decadimento beta meno con una semivita di 23,5 minuti e diventa nettunio 
239. Questo fa un altro decadimento beta meno e diventa plutonio 239. 
Semivita del nettunio 239: 2,335 giorni.
Il plutonio 239 è fissile. Può essere usato in reattori nucleari e in 
bombe a fissione (la bomba che ha distrutto Nagasaki era al plutonio 
239). I reattori attuali ricavano circa il 40% della loro potenza dalla 
fissione del plutonio 239.
Sono stati concepiti reattori che producono più plutonio 239 di quello 
che consumano. Sono chiamati “reattori autofertilizzanti”. A Grenoble 
erano in funzione due reattori di questo tipo, il Phoenix e il 
Superphoenix. Sono stati spenti a causa di pericolosità eccessiva. La 
Germania ha costruito uno: Il “Kalkar”, che non è stato acceso. Un 
tribunale l’ha proibito a causa di pericolosità eccessiva.
Il plutonio 239 è un nucleo fissile abbastanza cattivo. Fa la fissione 
solo in circa due terzi dei casi di assorbimento di un neutrone termico. 
Un terzo diventa plutonio 240. Questo è un potente veleno per i reattori. 
Assorbe neutroni senza fare fissioni. Rovina il bilancio di neutroni. 
L’accumulo di plutonio 240 nei reattori determina la fine dell’utilizzo 
degli elementi combustibile. Non è l’esaurimento del uranio 235. Negli 
elementi di combustibile nucleare esauriti c’è ancora più del 20% 
dell’uranio 235 iniziale, che non è più utilizzabile a causa della 
presenza del plutonio 240.
Ci sono reattori che servono per la produzione di plutonio 239 a scopi 
militari, per bombe a fissione. In questo caso il contenuto di plutonio 
240 dev’essere basso, altrimenti le bombe non funzionano. Si espone 
l’uranio 238 al flusso dei neutroni in nel reattore solo per un tempo 
breve per evitare la formazione del plutonio 240. Le bombe nucleari a 
bordo di sommergibili sono di plutonio 239 molto puro. Sono quelli che 
danneggiano di meno le persone a bordo.
Normalmente il plutonio negli elementi di combustibile nucleare esauriti 
non è usabile per la costruzione di bombe. E’ troppo avvelenato. Questo è 
importante per la non proliferazione delle armi nucleari. Ma non tiene 
all’infinito. Il Plutonio 240 ha la vita più breve del plutonio 239. Tra 
migliaia di anni il plutonio troppo avvelenato diventa usabile per bombe 
nucleari. Basta una separazione chimica.
Il plutonio chimicamente è simile al calcio e viene depositato nelle 
ossa. Lì resta e fa danni. Soprattutto leucemie e tumori ossei.
Elmar Pfletschinger
-- 
"Precisazione dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri
24 Marzo 2011
Il resoconto fornito da alcune agenzie di stampa in merito alla cena
di ieri sera del Presidente Berlusconi con il gruppo dei Responsabili
è ricco di fantasie e imprecisioni. In particolare, il Presidente non
ha cantato alcuna canzone."

 [..]
Illuminante? Ma se non si capisce una mazza!
M

"Archimede Pitagorico"  ha scritto nel messaggio 
news:4d8cc9b1$0$18237$4faf...@reader2.news.tin.it...
Riporto un illuminante articolo di un fisico nucleare (citato in calce,
il titolo del post e' mio):
    * Lo stronzio 90
Lo stronzio 90 nasce nel 5,835% delle fissioni dell’uranio 235. Fa due
decadimenti beta con successivi decadimenti gamma. I decadimenti gamma
sono trascurabili, i decadimenti beta sono robusti. Un grammo di stronzio
90 sviluppa 0,94 W di energia termica e può essere usato per generatori
termici di energia elettrica. E’ chimicamente simile al calcio. I corpo
lo mette nell’osso invece del calcio. Lo preferisce, tanto che lo
stronzio naturale, non radioattivo (soprattutto Sr 88) viene usato con
successo nella terapia dell’osteoporosi.
---
Esattamente lo stronzio radioattivo ha le stesse caratteristiche del calcio 
per cui ha un particolare tropismo per il tessuto osseo.
E' stato per questo utilizzato anche in terapie sperimentali pe trattamento 
analgesico delle metastasi ossee da carcinoma mammario
(queste info non le trovi su internet)
Comunque i fisici nucleari non capiscono niente di interazione delle 
radiazioni con sistemi complessi come quelli biologici. 

"Archimede Pitagorico"  ha scritto nel messaggio 
news:4d8cc9b1$0$18237$4faf...@reader2.news.tin.it...
Riporto un illuminante articolo di un fisico nucleare (citato in calce,
il titolo del post e' mio):
Il cesio nasce nel 6,337 % dei casi di fissione dell’uranio 235. Una
delle percentuali più alte. Ha una semivita di 30,23 anni. Questo
significa che tra 300 anni possiamo finire di preoccuparci. Fa raggi beta
e gamma di alta energia. Il cesio 137 attualmente è la maggior causa di
pericolo intorno a Cernobyl. Dopo l’incidente di Cernobyl l’inquinamento
medio da cesio 137 in Germania era da 2000 a 4000 Becquerel al metro
quadro (1 Becquerel = 1 decadimento nucleare al secondo). Il cesio è
chimicamente simile al potassio. Va dappertutto, soprattutto nei muscoli.
Il corpo se ne libera con una semivita di 70 giorni (semivita biologica).
Dopo due anni non c’è più.
---
Oh. Hanno scoperto la emivita biologica!
Ora chiederei al fisico nucleare come il nostro corpo se "ne libera" del 
cesio e magari anche del 131 I ahahahahaha 

 ha cantato alcuna canzone." 

 radiazioni con sistemi complessi come quelli biologici.
certo, se lo dice un noto troll di usenet, sara' certamente cosi'.
 Pero' i medici ne capiscono e dicono che non fanno per niente bene:
http://tinyurl.com/6cnrhzl




Per via renale. Ma nel frattempo una parte dello iodio si e' fissata alla 
tiroide, mentre il cesio nei 70 giorni in cui e' stato dentro ti ha 
irradiato ben benino, con forte rischio di tumori renali e dei tessuti 
molli, e leucemie.


 
http://tinyurl.com/bpb9rv
-- 
"Precisazione dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri
24 Marzo 2011
Il resoconto fornito da alcune agenzie di stampa in merito alla cena
di ieri sera del Presidente Berlusconi con il gruppo dei Responsabili
è ricco di fantasie e imprecisioni. In particolare, il Presidente non
ha cantato alcuna canzone."

 calcio per cui ha un particolare tropismo per il tessuto osseo.
si, tranne il fatto che lo stronzio radioattivo aumenta la fragilita'
ossea ed e' una sorgente continua di radiazioni che hai all'interno del
corpo. Una radiografia potenziata e continua.
---
Più che una radiografia è una scintigrafia. Come sai la rilevazione della 
radioattività del corpo emessa da radioisotopi viene effettuata con gli 
scintillatori.
Perdona la finezza :-) 

 
http://tinyurl.com/bpb9rv
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_nuclear_waste_treatment_technologies
Raffaele



L'intelligenza dei lettori dara' loro modo di valutare quanto *definitive 
e sicure* siano le soluzioni che tu mi ricordi essere state poste in atto 
finora.
