Good Mood

Aggiungi due neutroni extra all’elemento più leggero e l’idrogeno diventa radioattivo, guadagnandosi il nome trizio. Anche prima dell’incidente di Three Mile Island nel 1979 i regolatori si preoccupavano che questo onnipresente sottoprodotto dei reattori nucleari potesse rappresentare una minaccia per la salute umana. La U. S. Environmental Protection Agency (EPA) aveva solo sette anni quando ha messo le prime regole sui libri per il trizio nel 1977., Ma molto è accaduto nei decenni successivi, e non è solo un elenco più lungo di incidenti nucleari.
I crolli di Chernobyl e Fukushima lasciano perdere un sacco di trizio, ma così hanno una serie apparentemente infinita di perdite nei reattori di invecchiamento negli Stati Uniti e altrove. Tali perdite hanno spinto l’EPA ad annunciare il 4 febbraio i piani per rivisitare gli standard per il trizio che ha trovato la sua strada in acqua—la cosiddetta acqua tritiata, o HTO-insieme ai limiti di rischio per l’esposizione individuale alle radiazioni e allo stoccaggio dei rifiuti nucleari, tra le altre questioni che circondano l’energia nucleare.,
Il recente annuncio dell’agenzia nel Registro federale rileva che i livelli di trizio fino a 3,2 milioni di picocuries per litro (pCi/L) nelle acque sotterranee sono stati segnalati alla Nuclear Regulatory Commission (NRC) degli Stati Uniti in alcuni impianti nucleari. (Un curie è un’unità di emissione di radiazioni; un picocurie è un trilionesimo di un curie.) Che è 160 volte superiore allo standard stabilito nel 1977 dal nascente EPA—e il NRC ha fatto misurazioni ancora più elevate in alcuni impianti nucleari., “A causa di queste emissioni nelle acque sotterranee in questi siti e delle relative indagini, l’agenzia ritiene prudente riesaminare la sua ipotesi iniziale in 1977 che la via dell’acqua non è una via di preoccupazione”, ha dichiarato l’EPA nel suo deposito.
Questa nuova valutazione rischia di rivelarsi difficile, tuttavia, come trizio è difficile ottenere una presa su sia da un punto di vista radiologico e la salute umana. Da un lato, vi sono prove che il rischio derivante dal trizio è trascurabile e gli standard attuali sono più che precauzionali., D’altra parte, ci sono anche alcune prove che il trizio potrebbe essere più dannoso di quanto originariamente pensato.
O, come osserva un fisico della salute che ha studiato il trizio per anni, negli 1970, l’EPA non si è basata su studi sulla salute nel fissare i suoi standard originali. Invece, l’EPA back-calcolato livelli accettabili di trizio in acqua dall’esposizione alle radiazioni consegnato da radionuclidi già esistenti da test di armi nucleari in acque superficiali., “Non è uno standard basato sulla salute, si basa su ciò che era facilmente realizzabile”, osserva David Kocher dell’Oak Ridge Center for Risk Analysis, che ha valutato i rischi per la salute del trizio e ha trascorso 30 anni presso l’Oak Ridge National Laboratory. Lo standard di 20.000 pCi / L di acqua potabile ha reso facile la conformità. “Nessuna acqua potabile da nessuna parte era da nessuna parte vicino, quindi non è costato nulla per soddisfare.”
Secondo i calcoli dell’EPA, lo standard del 1977 dovrebbe comportare una dose extra di radiazioni inferiore a quattro millirems, o 40 microsievert all’anno, circa la quantità da una radiografia del torace., (Un rem è un’unità di dosaggio di esposizione a raggi X e raggi gamma; un sievert equivale a 100 rems.) Ma lo standard pone la domanda: il trizio è sicuro da bere?
Sfondo naturale
L’EPA dovrà tenere conto di dati complessi ma scarsi sulle esposizioni al trizio nella formulazione di nuovi standard. I calcoli dei livelli di esposizione devono tenere conto non solo dei livelli nelle acque intorno alle centrali nucleari, ma anche della quantità di esposizione all’acqua potabile e delle radiazioni provenienti da fonti naturali.
Alta nell’atmosfera raggi cosmici producono quattro milioni di curie vale la pena di trizio ogni anno., Questo trizio atmosferico piove nelle acque superficiali. Le centrali nucleari di tutto il mondo producono all’incirca la stessa quantità ogni anno, anche se la produzione (e le emissioni) variano tra le strutture. Ad esempio, l’impianto nucleare di Beaver Creek in Pennsylvania è il più grande produttore di acqua tritiata negli Stati Uniti, secondo i record NRC, sfornando circa 1,5 curies per megawatt di elettricità prodotta. Ancora più fughe in vapore da centrali elettriche come Palo Verde in Arizona, i cui tre reattori si combinano per billow fuori più di 2.000 curies vale la pena di vapore tritiato all’anno.,
Ma sia le centrali nucleari che i raggi cosmici sono superati di ordini di grandezza dall’eredità dei test nucleari. Utilizzando trizio trigger per esplodere bombe termonucleari fuori terra prodotto abbondanti quantità di trizio atmosferico. Per ogni megaton di esplosione nucleare, ne risultarono circa sette megacurie di trizio. Nonostante la fine dei test fuori terra, che ha portato a un picco nella produzione di trizio nel 1963, il trizio prodotto dalla bomba indugia, decadendo per un’emivita di 12 anni., Perché i livelli di trizio raggiungano meno dell ‘ 1 per cento della quantità originale rilasciata dai test sulle armi nucleari ci vorranno quindi sette emivite, o 84 anni. “Far esplodere tutte quelle bombe all’idrogeno fuori terra ha mandato un impulso tremendo nell’atmosfera”, osserva Kocher, che è anche membro del Consiglio nazionale per la protezione dalle radiazioni e la misurazione. “È praticamente ovunque.”
Infatti, tutti bevono acqua tritiata., “Le persone sono esposte a piccole quantità di trizio ogni giorno, poiché è ampiamente disperso nell’ambiente e nella catena alimentare”, come osserva l’EPA nelle sue informazioni pubbliche sul radionuclide.
Quel trizio fatto di bombe finirà per decadere completamente (presumendo che il divieto di test sia valido), lasciando centrali elettriche e raggi cosmici come fonti principali, insieme a contributi minori dal trizio in segni fotoluminescenti e simili. Ma le centrali nucleari non hanno fatto un buon lavoro nel contenere il trizio, sia da perdite di vapore o acqua negli impianti statunitensi., Nel 2005 un gruppo di agricoltori dell’Illinois ha citato in giudizio con successo l’utility Exelon per l’acqua tritiata che fuoriesce dalla centrale nucleare di Braidwood che aveva contaminato i loro pozzi, anche se i livelli erano inferiori a quelli stabiliti dall’EPA.
E ci sono almeno 400.000 metri cubi di acqua tritiata ora in deposito presso il complesso nucleare giapponese di Fukushima Daiichi, che ha subito molteplici crolli dopo il terremoto del 2011 e il successivo tsunami., Una suite di tecnologie lì filtrare 62 diverse particelle radioattive create dai crolli di Fukushima-lasciando fuori solo trizio, in gran parte perché è difficile e costoso per separare l’acqua dall’acqua. Aziende come Kurion, che già aiuta a filtrare i radionuclidi come il cesio, suggeriscono di avere una soluzione se i giapponesi vogliono eliminare anche il trizio. “Spetta alla TEPCO e al popolo giapponese decidere cosa vogliono fare con quell’acqua”, afferma lo scienziato dei materiali Gaetan Bonhomme, vice presidente della pianificazione strategica e delle iniziative di Kurion., “È un radionuclide e causa preoccupazione pubblica.”
Il processo Kurion concentra il radionuclide in un piccolo volume d’acqua. Un materiale proprietario quindi cattura il trizio e lo memorizza—e non lo rilascerà fino a quando riscaldato sopra i 500 gradi Celsius. “È stabile in un incidente”, osserva Bonhomme.
La tecnologia potrebbe essere applicata ovunque trizio è prodotto, tra cui l’invecchiamento reattori nucleari negli Stati Uniti È la speranza di Bonhomme e altri che, offrendo una soluzione per trizio e altri rifiuti nucleari, possono contribuire ad alleviare i timori di fissione come fonte di energia elettrica., Ma qualsiasi trattamento sarà più costoso del semplice dumping dell’acqua tritiata. “Se fosse davvero tutto sulla scienza, libereremmo la maggior parte del trizio dall’energia nucleare nel flusso d’acqua, perché questo è il modo migliore per diluirlo”, ammette Bonhomme.
Quindi la domanda diventa: vale la pena trattare per il trizio? E questa risposta dipende dal rischio.
Il big C
Il cancro è il principale rischio da esseri umani che ingeriscono trizio. Quando il trizio decade sputa un elettrone a bassa energia (circa 18.000 elettronvolt) che sfugge e sbatte nel DNA, in un ribosoma o in qualche altra molecola biologicamente importante., E, a differenza di altri radionuclidi, il trizio è di solito parte dell’acqua, quindi finisce in tutte le parti del corpo e quindi può, in teoria, promuovere qualsiasi tipo di cancro. Ma questo aiuta anche a ridurre il rischio: qualsiasi acqua tritiata viene tipicamente escreta in meno di un mese.
Alcune prove suggeriscono che il tipo di radiazione emessa dal trizio—una cosiddetta particella beta-è in realtà più efficace nel causare il cancro rispetto alla radiazione ad alta energia come i raggi gamma, anche se la pelle può bloccare una particella beta., La teoria è che l’elettrone a bassa energia produce effettivamente un impatto maggiore perché non ha l’energia per viaggiare e diffondere il suo impatto. Alla fine del suo viaggio su scala atomica trasporta la maggior parte della sua energia ionizzante in una traccia relativamente limitata piuttosto che spargere energia lungo tutto il suo percorso come una particella di energia superiore. Questo è noto come densità di ionizzazione, ed è stato dimostrato con la forma simile di radiazione chiamata particella alfa.
La ionizzazione è ciò che rende le radiazioni pericolose per la salute umana., Essenzialmente, la particella radioattiva si rompe nell’atomo o nella molecola e spinge fuori un elettrone o un’altra particella, lasciando quell’atomo o molecola in uno stato carico o ionizzato. Queste molecole cariche possono quindi causare altri danni mentre interagiscono con altri atomi e molecole. Ciò include danni al DNA, ai geni e ad altri meccanismi cellulari. Nel corso del tempo questa instabilità del DNA si traduce in una maggiore probabilità di cancro. Di conseguenza, gli scienziati lavorano nell’ipotesi che qualsiasi quantità di radiazioni rappresenti un rischio per la salute.,
La densità di ionizzazione suggerisce che l’esposizione al trizio può avere un aumentato rischio di causare il cancro. L’Istituto Nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro calcola compensazione dovuta lavoratori energetici che sviluppano tumori che possono essere stati causati da esposizione a radiazioni ionizzanti con tale maggiore efficacia biologica del trizio in mente come fa il fondo per i 200.000 o giù di lì il personale che ha servito in siti di test nucleari, i veterani atomici (anche,
Ma non esiste uno studio epidemiologico definitivo per valutare il vero rischio di trizio e mancano anche studi sugli animali. I tassi di cancro nei sopravvissuti giapponesi delle bombe nucleari sganciate su Hiroshima e Nagasaki possono rivelare poco perché non sono stati esposti al trizio. “Hai bisogno di enormi popolazioni di studio per avere qualche possibilità di vedere qualcosa”, osserva Kocher, e quel denaro non è semplicemente disponibile. “Non c’è bisogno convincente di spendere i soldi necessari per fare questo.”
Per rendere le cose ancora più difficili, la radioattività del trizio è difficile da rilevare., Poiché il trizio elettronico sputa fuori non è una particella penetrante o ad alta energia, è difficile per i dispositivi di monitoraggio delle radiazioni rilevare anche. Ciò rende difficile misurare la dose di radiazioni dal trizio. “La dosimetria è stata un problema”, osserva Kocher. “Penso che uno studio epidemiologico definitivo sia probabilmente impossibile.”
Infatti, l’attuale sforzo del Consiglio nazionale delle ricerche per determinare il rischio di cancro dal vivere vicino a una centrale nucleare negli Stati Uniti non esaminerà il rischio specifico da perdite di trizio., “Il nostro studio non esaminerà i rischi di cancro derivanti dalle perdite come eventi separati, quindi non sarà un’utile fonte di informazioni allo scopo di collegare l’insorgenza del cancro o la morte per cancro con l’ingestione di trizio”, ha osservato Ourania Kosti, direttore dello studio in corso e senior program officer presso l’Istituto di Medicina delle Accademie nazionali, in una risposta
Questa mancanza di dati può complicare la nuova regolamentazione dell’EPA., I regolatori federali potrebbero scegliere di mantenere gli standard esistenti (come è stato fatto dopo rivalutazioni in passato) o guardare a ciò che i singoli stati hanno fatto, anche se ovunque il quadro rimane offuscato dalle incertezze.
Alcuni stati, come il Colorado e la California, hanno fissato obiettivi più bassi per il trizio nell’acqua potabile. Ad esempio, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha accettato di pulire le acque superficiali che circondano il suo ex impianto di produzione di armi nucleari Rocky Flats in Colorado al livello di 500 pCi/L., In confronto, i livelli di acqua tritiata trovati in un pozzo di monitoraggio vicino alla centrale nucleare di Oyster Creek che perde nel New Jersey hanno raggiunto 4,5 milioni di pCi/L, sebbene non sia stata ancora rilevata alcuna acqua tritiata fuori sede.
A Braidwood in Illinois l’acqua tritiata si era diffusa attraverso perdite in un pennacchio, raggiungendo livelli di 1.600 pCi/L nelle acque sotterranee sotto i campi agricoli vicini. Se consumato per un anno intero, l’acqua tritiata a quel livello si tradurrebbe in una dose extra di radiazioni di circa 0,3 millirem., Che è 1000 volte inferiore rispetto alla quantità di radiazioni da sorgenti naturali assorbita dalla media Americana in un anno e 12 volte inferiore alla dose assorbita durante un volo attraverso gli stati UNITI Per confronto, una radiografia del torace, che rientra nella classe di radiazioni che sembra essere più efficace biologicamente, si traduce in una dose di quattro millirem.
La potenziale innocuità solleva la questione se siano davvero necessari standard più rigorosi—che è la determinazione che l’EPA ha fatto l’ultima volta che ha rivisitato questi standard alla fine del 20 ° secolo., “Penso che i livelli di trizio nell’acqua potabile oggi siano abbastanza bassi da non preoccuparmi”, dice Kocher. “La buona notizia circa trizio è che: anche se si inala o ingerire un sacco, sta andando a scovare dal vostro corpo.”E aggiunge:” Basta avere un paio di birre e il gioco è fatto.”