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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
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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