Agenda

1) Le radiazioni2) Tecniche di Analisi

del Rischio

Cosa fare?

DISCUSSIONE

Pierre Auguste Renoir “Due sorelle sulla terrazza”1881

1) Illusorio aspettarsi scoperte che diano energia “gratis”

3) Energia “INFINITA” a “BASSO COSTO”: sarebbe un bene?

4) Riserve Combustibili petrolio 60 anni? gas 120 anni? carbone 1500 anni? nucleare 2000 anni?

(autofertilizzanti) fusione infinito solare infinito eolica infinito L’Energia c’è...... dobbiamo adattarci a quella disponibile.

Ma qual’è l’impatto sulla biosfera?

IONIZZAZIONE

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Particella ionizzantee

Ione negativo

e

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e

LE RADIAZIONI SONO DEI MICROSCOPICI PROIETTILI

PROTONINEUTRONIELETTRONI (raggi )FOTONI (luce)2P2N (NUCLEI DI ELIO)

I NUCLEI DEGLI ATOMI Forze Elettriche e Forze Nucleari

Il protone 10-13cm

Formazione dei nuclei nel centro delle stelle. Fusione Nucleare

Creazione (grande esplosione)Formazione delle stelleFormazione dei nucleiEsplosione delle stelleFormazione del sistema solare

12 miliardi di anni di storia

Nel centro del sole!!!

Il Sole

20 106 gradi Centigradi

N=Z

S.Nova

Famiglia RadioattivaDell’Uranio 238

Uranio Naturale0.7% di U 235

L’Uranio

Uranio, scoperto nel 1789 da Klaproth

Concentrazione nei minerali 0.1%Pechblenda , UraniteUF4 Uranio metallicoUO2 biossido di Uranio

Uranio Naturale : U238 99.282% 4.5 109 anni

U235 0.712% 7.1 108 anni

U234 0.006% 0.250 106 anni

decadimento una particella è costituita da 2 protoni e 2 neutroni...... (un nucleo di Elio)

Emissione per “effetto tunnel”

E x t = h/2 Principio di indeterminazione

Le radiazioni : p n ......

Schermo fluorescente

Schermo di piombo

Sorgente radioattiva

BetaAlfa

Gamma

Il campo magnetico è diretto perpendicolarmente al piano del disegno

N(t)=N0 e –t/

Decadimento esponenziale

Le forze nucleari non si controllano

dN = - N(t)dt

1) Attività2) Tempo di dimezzamento3) Becquerel (Bq)

“Decadimenti in cascata” Trasformazionispontanee di particelle

+anti-

e- + + anti-e

W-

-anti-e

d –1/3

anti u –2/3

-

anti-

e-

W-

Onde Radio : antenneMicro-Onde : antenneOnde luminose :elettroni atomiciRaggi :fotoni di ata energia...........................

.......cariche elettriche accelerate.....

Raggi = LUCE

Radioattività naturale:dallo spaziodall’ambiente

1 /(cm2 sec) dai raggi cosmici

1010 neutrini solari al cm3

Onde Elettromagnetiche

Viviamo in un mare di radiazione!!

Gli effetti delle radiazioni dipendono dalla dose e da dove sono assorbite

Effetti immediati, a breve scadenza ed a lunga scadenza

Le radiazioni sono“piccoli proiettili”

Si muovono alla velocitàdella luce

Sono tanti

Ionizzano gli atomi

Possono modificare i meccanismi della vitadelle cellule

La Radioattività --- Unità di misura

Schermo di Pb

(Curie) 1 Ci = 3.7 x 10 10 emissioni/sec(Roentgen) 1 R = 6.77 x 10 4 MeV/cm3 di aria (Ionizzazione) (1MeV = 1.5 x 10 –13 Joule)(Rad) 1 rad = 100 erg/grammo (energia assorbita)(Gray) 1 Gy = 100 rad 1 rem = rad x Fattore di qualità(Sievert) 1 Sv = 100 rem

Assorbimento della radiazione dai materiali

.

Fattori di qualità

Tessuto o organo Fattore di peso per i tessuti, wT

Gonadi 0,20

Midollo osseo (rosso) 0,12

Colon 0,12

Polmone 0,12

Stomaco 0,12

Vescica 0,05

Mammella 0,05

Fegato 0,05

Esofago 0,05

Tiroide 0,05

Cute 0,01

Superfici ossee 0,01

Altri tessuti 0,052,3

1I valori sono stati derivati per una popolazione di riferimento composta da un ugual numero di persone dei due sessi e con un ampio intervallo d’età. Nella definizione della dose efficace i valori si applicano ai lavoratori, alla popolazione e ad ambedue i sessi.

Fattori di peso per i tessuti

Dosi Naturalidi radiazione assorbita

RADIAZIONE DALLE ESPLOSIONI NUCLEARI

Quando un RISCHIO è

ACCETTABILE ?

Non ESISTE il RISCHIO 0 !

70 anni = 25550 giorni

La produzione di ENERGIAha un RISCHIO

COSA CONVIENE FARE?

TUTTO QUELLO CHE FACCIAMO E’ RISCHIOSO!!

QUANDO CI FERMIAMO??

ANALISI DEL RISCHIO

CONCETTO di PROBABILITA’

La probabilità p si definisce come :

p probabilità

N tentativi

x successi

limtentativi

successip

tentativi

= p N

valore medio aspettato

probabilità

SI PUO’ PREVEDERE IL FUTURO!!!!!! (in che senso?)

Quante volte viene “TESTA”Lanciando 10 monete?

Quante volte viene “UNO” Lanciando 10 dadi?

!( , , ) (1 )

!( )!n N nN

P x N p p px N x

N=10, p=0.5

N=10, p=1/6

Distribuzione Binomiale

N! = 1x2x3x4x5x...........N

0.2

( )!

( ) 0.2!

x

x

eP x

x

eP x

x

Statistica degli eventi “rari”

Esempio: 10000 abitanti hanno 0.2 casi di leucemia/anno

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1 2 3 4

casi/anno

p (

%)

Series1

0 1 2 3

Più piccolo è il valore medio aspettato e più numerose possono esserele cause che lo generano..................................

Si deve confrontare con i rischi conosciuti e......accettati....!?

P(0)=82% P(1)=16% P(2)=1,6% P(3)= 0,1% ..........P(10)= 2x10-12

Emissioni C mondo

Italia

AssorbimentoC

Fissione = rottura del Nucleo

U235 emissione di 2.5 neutroni(Pu239 3 neutroni)

Energia Liberata 193 MeV

Il calore è l’energia di agitazione molecolare

Ec= (3/2)KT

(160MeV cinetica)

THE END

………per oggi…..

U2384.468 E9 y

Th23424.10 d

Pa234m

1.17 m

Ra226

1600 y

Th230

7.538 E4 y

U234

2.457 E5 y

Pa234

6.7 h

Rn222

3.823 d

Po218

3.05 m

Pb214

26.8 m

At218

1.6 s

Bi 214

19.9 m

Rn218

0.035 s

Po214

1.65 E-4 s

Pb210

26.8 m

B1210

5.013 d

Po210

138.4 d

Pb206

stabile

99.87%

0.13%

0.1%

99.9%

0.02%

99.98%

-

Famiglia Radioattiva Naturale Famiglia Radioattiva Naturale dell’U238 (4n+2)dell’U238 (4n+2)

U2357.037 E8 y

Th23125.52 h

Pa231

3.276 E4 y

Ra223

11.4 d

Th227

18.2 dAc227

21.6 y

Rn219

4 s

Po215

1.8 E-3 s

Pb211

36.1 m

Bi211

2.15 m

Tl207

4.79 m

Po211

0.516 s

Po207

stabile

1.4%

0.2%

99.8%

Famiglia Radioattiva Naturale Famiglia Radioattiva Naturale dell’U235 (4n+3)dell’U235 (4n+3)

Fr223

21.8 m

-

ISOTOPO TEMPODIMEZZAMENTO

(ANNI)

PERCENTUALEISOTOPICA

(%)

ATTIVITA'Bq /mg

URANIONATURALE238 U 4.468 X 10 9 99.2745 12.40

234 U 2.450 X 10 5 0.0055 12.40

235 U 7.037 X 108 0.7200 0.60

TOTALE 25.40

URANIOIMPOVERITO

238 U 4.468 X 10 9 99.8000 12.40

234U 2.454 X 10 5 0.0010 2.26

235 U 7.037 X 10 8 0.2000 0.16

TOTALE 14.80

URANIO IMPOVERITOURANIO IMPOVERITOCaratteristich

e

Prodotto di scarto

Basso costo

Alta densita’

Duttilita’

Utilizzo

Ambito civile

Ambito militare

Industria petroliferaIndustria aereonauticaIndustria navaleIndustria spazialeIndustria nucleareImpianti di ricerca

Utilizzato daStati Uniti D’AmericaGran Bretagna Francia Israele PakistanTurchiaArabia

Fabbricazione CorazzeMunizioniMissiliProiettili vari

Velocita’ 1.8 km/s=6480 km/h

Abrams tank and DU sabot rounds

M1A1 Main Battle Tank

Reprocessing

Mining

MillingChemical separation

Concentration

Conversion

Enrichment

Fuel fabrication

Power generation

Spent fuel storage

Disposal

U3O8 UF6

0.7% U-235

3% U-235

Depleted Uranium

0.1% U

80% U

yellowcake

U3O8 UO3

UF4