Radioattività

Come tutti sanno una delle principali controindicazioni alle centrali nucleari è la radioattività, che si può presentare in varie forme: nel corso della reazione (anche se viene contenuta quasi integralmente all'interno della centrale), nelle scorie nucleari oppure rilasciata in caso di incidenti e malfunzionamenti, come nel caso di questi giorni della centrale giapponese di Fukushima. Ma cos'è di preciso questa radioattività, e perché è tanto pericolosa?
Come abbiamo visto in precedenza, l'atomo (chi non l'ha già fatto dovrebbe leggere l'articolo cui conduce il link per capire meglio di cosa stiamo parlando) è composto da protoni, neutroni ed elettroni. I primi due sono contenuti nel nucleo atomico, gli elettroni invece costituiscono una nube che lo circonda. Abbiamo anche visto che i protoni sono dotati di carica positiva, mentre i neutroni non hanno carica. Tutti sanno che due cariche opposte si respingono, quindi è naturale chiedersi come sia possibile che i protoni stiano ammassati nel nucleo, quando saremmo portati a pensare che dovrebbero respingersi tra di loro: la ragione è che esiste in natura una forza detta "interazione forte" che è più grande di ogni altro tipo di forza. Essa è ciò che tiene uniti protoni e neutroni all'interno del nucleo atomico. Ora si capisce bene che c'è un equilibrio tra la forza che tende a respingere i protoni tra di loro, e la forza che tende ad unirli, ma quest'equilibrio non è stabile per tutti gli atomi. In particolare per piccoli atomi (fino a 20 protoni) sono stabili gli isotopi che hanno un numero pari di neutroni e protoni, mentre per atomi più grandi il numero di protoni deve essere leggermente inferiore a quello di protoni. Per atomi ancora più pesanti (più di 83 protoni) non esistono isotopi stabili.
Gli atomi coinvolti nelle reazioni di fissione nucleare appartengono appunto a quest'ultimo gruppo. La conseguenza di questo fatto è che essi tenderanno a raggiungere una condizione di equilibrio stabile, e per farlo "decadono", ovvero si trasformano in altri atomi. Tuttavia in natura nulla si crea e nulla si distrugge, quindi se questi atomi perdono massa, allora questa massa deve essere finita da qualche altra parte oppure deve essersi trasformata in qualcos'altro: questa massa si è trasformata in energia, secondo la nota relazione E=mc² e quest'energia viene liberata come radiazioni elettromagnetiche.
Le onde emanate sono di varia natura, e differiscono tra loro per la frequenza delle radiazioni e il contenuto energetico delle stesse, che ne fa variare la dannosità per le specie biologiche (quindi anche l'uomo) e la capacità di penetrare la materia (e quindi la difficoltà che si incontra per riuscire a creare schermi impenetrabili da queste radiazioni). Senza entrare in questi dettagli troppo tecnici le cose più interessanti sono l'emivita, detta anche "tempo di dimezzamento" e il tipo di danni che queste radiazioni possono arrecare agli esseri viventi.
Per quanto riguarda il primo punto, l'emivita è un valore che ci dice quanto tempo una sostanza radioattiva impiega a far decadere metà degli atomi instabili che la compongono. Poiché il decadimento non è una funzione lineare del tempo, non vuol dire che nel doppio del tempo di dimezzamento la sostanza cesserà di essere radioattiva, anzi nella realtà sarà necessario un tempo molto, molto più lungo, tuttavia siamo certi che una sostanza che ha un tempo di dimezzamento più grande sarà radioattiva più a lungo di un'altra che lo ha più piccolo. Quello che lascia sgomenti è che alcune sostanze coinvolte nelle reazioni nucleari delle centrali a fissione nucleare hanno un'emivita di centinaia di migliaia di anni e quindi in sostanza, rapportate alla durata della vita umana, si possono considerare eterne: per questo motivo non esiste in natura, né può essere costruito dall'uomo un deposito che possa contenere le scorie radioattive per tutto il tempo necessario a renderle innocue.
Per quanto riguarda invece il secondo punto è utile definire un'unità di misura della dose di radiazioni assorbita da un organismo,  e quest'unità è il Sievert, Sv (o, più opportunamente il suo sottomultiplo mSv) che rappresenta il rapporto tra l'energia assorbita a causa delle radiazioni per ogni kg di massa corporea (J/kg). Per cause naturali mediamente ogni individuo assume 2,4 mSv ogni anno, e questa quantità viene considerata innocua per le specie viventi. Questo valore può crescere per cause artificiali (ad esempio una radiografia provoca l'assorbimento di circa 1 mSv, mentre altri trattamenti medici possono far salire considerevolmente questo numero). In dosi massicce le radiazioni possono arrecare danni temporanei e permanenti, e questo dipende dalla loro capacità di alterare il DNA dell'individuo, col rischio che le cellule diano vita a una progenie malata, che può dar luogo, ad esempio, a tumori e leucemie.

Vediamo in che dosi giornaliere le radiazioni possono dar luogo a danni immediati (i danni a lungo termine sono più difficili da stimare):

0 – 0.25 Sv (0 - 250 mSv): Nessun danno
0.25 – 1 Sv (250 - 1000 mSv): lieve nausea e perdita d'appetito; midollo osseo, linfonodi e milza danneggiati.
1 – 3 Sv (1000 - 3000 mSv): forte nausea e perdita d'appetito; infezioni e danni più seri a midollo osseo, linfonodi e milza; guarigione probabile ma non assicurata
3 – 6 Sv (3000 - 6000 mSv): enorme nausea e perdita d'appetito; emorragie, infezioni, diarrea, desquamazione della pelle, sterilità, morte se non ci si sottopone a cure mediche
6 – 10 Sv (6000 - 10000 mSv): tutti i sintomi sopra elencati e problemi al sistema nervoso centrale; morte probabile
Above 10 Sv (10000 mSv): morte certa