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Fisica

Le acque radioattive di Fukushima

Il rilascio delle acque di bonifica radioattive in alto mare è la soluzione più sicura. Non modificherebbe di fatto i livelli naturali di radioattività e non porterebbe a un accumulo di quantità significative di elementi radioattivi nei pesci. I pescatori giapponesi temono però la diffidenza dei consumatori

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Cisterne di stoccaggio delle acque radioattive a Fukushima (Gill Tudor/IAEA)

“Molto rumore per nulla.” Così il fisico Marco Casolino, ricercatore all’INFN all’Università di Roma Tor Vergata che da anni collabora con l’istituto RIKEN in Giappone, commenta il vespaio sollevato dal ministro per l’ambiente giapponese, Yoshiaki Harada, quando ha dichiarato che l’acqua radioattiva stoccata a Fukushima sarà dispersa in mare. Un clamore immotivato per due motivi.
Innanzitutto il ministro non annunciava una decisione presa, o un piano di smaltimento proposto, ma esprimeva solo una sua opinione. “Ha detto che sta finendo lo spazio per stoccare l’acqua e prima o poi bisognerà smaltirla in mare, cosa che si dice già dal 2013. In realtà però non è stata ancora presa alcuna decisione ufficiale, appunto per paura delle reazioni”, spiega a Le Scienze Casolino, che studia fra l’altro particelle ad alta energia e protezione dalla radiazione spaziale.

Casolino era in Giappone nel 2011 quando il terremoto e il conseguente tsunami hanno distrutto la centrale di Fukushima e ha partecipato alle indagini sulle fuoriuscite radioattive, realizzando anche uno strumento per misurare le radiazioni nel cibo grazie a fondi della Japan Science Foundation. “Inoltre, anche se quell’acqua finirà davvero in mare, la contaminazione sarà irrilevante”, aggiunge.

Ispezione sullo stato dei lavori di bonifica a Fukushima da parte di tecnici della IAEA e della TEPCO (NRA)


L’oggetto del contendere sono oltre un milione di tonnellate di acqua contaminata da trizio (un isotopo radioattivo dell’idrogeno), raccolta in serbatoi vicino alla centrale di Fukushima Daiichi. Per tenere raffreddati i resti dei reattori, in attesa dello smantellamento, bisogna farvi circolare un flusso continuo di acqua, che viene recuperata, purificata da gran parte dei radionuclidi, e riutilizzata. Ma all’acqua pompata si aggiunge quella che si infiltra dal sottosuolo. Una serie di interventi, con barriere sotterranee e sistemi di pompaggio e drenaggio, hanno molto ridotto queste infiltrazioni ma non le hanno eliminate. C’è quindi un surplus di acqua che ogni giorno va eliminato dal circolo e stoccato.

Quest’acqua conserva una certa radioattività perché i sistemi di purificazione eliminano gli isotopi più pericolosi come il cesio-137, ma non il trizio, un isotopo radioattivo dell’idrogeno che entra a far parte dell’acqua stessa e sarebbe molto oneroso da separare.

Stoccare o smaltire
Così, finora si sono accumulate oltre un milione di tonnellate di acqua radioattiva, stoccate in un migliaio di cisterne sul posto, e ogni giorno se ne aggiunge di nuova. Ma lo spazio sta finendo. L’esaurimento, già previsto per il 2020, è stato ritardato al 2022 grazie alla costruzione di nuove cisterne, ma non si può continuare così, se non altro perché in zona i siti stabili, elevati e pianeggianti, che offrono la maggiore sicurezza, stanno finendo.

“E in ogni caso lasciare l’acqua lì non è una buona idea, perché se arrivano nuovi terremoti, cicloni o alluvioni si può disperdere”, spiega Casolino. “È già successo col terreno radioattivo rimosso dalla superficie per decontaminare l’area. L’hanno accatastato in giganteschi sacchi di iuta, ma qualche anno fa è arrivato un tifone che ne ha trascinato via una parte, disperdendolo di nuovo nell’ambiente.”

Perciò, anni fa una task force del Ministero dell’economia giapponese ha esaminato a fondo cinque opzioni per liberarsi dell’acqua: farla evaporare, rilasciare l’idrogeno in atmosfera in forma gassosa, iniettarla negli strati profondi del sottosuolo, conservarla in depositi sotterranei, o diluirla e scaricarla nell’oceano. Nel 2016 quel gruppo di studio ha concluso che per sicurezza, costi e tempi, quest’ultima era la scelta migliore. Un’idea condivisa dall’Agenzia internazionale per l’energia atomica (IAEA), dalla Nuclear Regulation Agency del Ministero dell’ambiente giapponese, e dalla TEPCO (Tokyo Electric Power Company), l’operatore che gestiva l’impianto e ora ne cura lo smantellamento.

Campionamento delle acque di fronte alle coste di Fukushima (Petr Pavlicek/IAEA)


Già due anni fa, peraltro, il direttore della TEPCO, Takashi Kawamura, aveva presentato il riversamento in mare come una decisione già presa, suscitando in patria un allarme analogo a quello dei giorni scorsi e facendo poi una rapida marcia indietro.

Il trizio
I rischi concreti, come si diceva, sono in realtà irrisori. Anche se manca ancora un piano concreto su come procedere allo smaltimento, l’idea è diluire l’acqua per ridurre la radioattività entro standard di sicurezza accettabili – si parla dell’ordine dei 60.000 becquerel (Bq) per litro (un Bq è una disintegrazione di un nucleo al secondo) – e poi riversarla via via nell’oceano, al largo, in tempi che vanno da 5 a una quindicina d’anni.

Sia la quantità complessiva di trizio da smaltire sia le dosi giornaliere previste non superano quelle rilasciate da altri impianti nel loro normale funzionamento. Per esempio, in Francia l’impianto di lavorazione del combustibile esausto di La Hague rilascia ogni anno nella Manica 12.000 miliardi di Bq, circa dieci volte la radioattività di tutto il trizio stoccato a Fukushima. Le massime concentrazioni di trizio rilevate nella zona di La Hague sono state di 7 Bq al litro, e al largo di Fukushima i livelli previsti sono ancora inferiori, con stime intorno a 1 Bq al litro e picchi massimi di pochi Bq al litro.

Questi valori si scostano poco dalla radioattività da trizio già presente nel mare per effetto del fondo naturale e delle varie emissioni umane, e non superano quella di molti corsi d’acqua dolce. “Senza contare tutti gli altri radionuclidi”, aggiunge Casolino.

“Già nel 2013 avevamo calcolato che il cesio-137 e lo stronzio-90 dispersi dall’incidente di Fukushima, pur inquinando molto il mare negli immediati dintorni della centrale, avevano prodotto un aumento del tutto trascurabile della radioattività non appena ci si allontanava un po’. Nei primi 100 chilometri di mare davanti alla costa nord-orientale del Giappone le perdite hanno aggiunto meno di una parte su 100.000 alla radioattività già presente in natura con isotopi come il carbonio-14 e il potassio-40. Su tutto il Pacifico era meno di una parte su 100 milioni.”

La radioattività ora in gioco non solo è molto inferiore, ma riguarda il trizio, che è molto meno pericoloso: all’esterno del corpo è innocuo perché le particelle beta che emette non superano lo strato morto della pelle; quello che beviamo, a differenza di altri radionuclidi, non si concentra nei tessuti ma per lo più viene eliminato con l’acqua. Perciò, anche se la sua radioattività per dimezzarsi (emivita) impiega 12,3 anni, la sua emivita biologica nel corpo è di 10 giorni, come per tutta l’acqua. Infatti la sua tossicità resta incerta e i limiti ammessi nell’acqua potabile sono molto variabili: il più stringente è quello dell’Unione Europea, a 100 Bq al litro, mentre l’Organizzazione mondiale della Sanità consiglia una soglia 100 volte più alta, di 10.000 Bq al litro, e l’Australia ammette oltre 76.000 Bq al litro.

Quanto a livelli di trizio, quindi, l’acqua marina “contaminata” dallo svuotamento delle cisterne di Fukushima sarebbe addirittura potabile anche in Europa.

La vera preoccupazione dei pescatori
Il vero problema non è dunque sanitario o ambientale ma sociale: l’opposizione allo scarico dell’acqua viene soprattutto dalle cooperative di pescatori locali, che si stanno riprendendo con immensa fatica dai danni dello tsunami e dell’iniziale contaminazione del pesce, e sono terrorizzati dall’idea di vedere di nuovo svanire la fiducia riconquistata.

Preparazione di campioni di pesce per il controllo della presenza di elementi radioattivi (IAEA)


Per il trizio, viste le scarse prove di tossicità, non sono stabiliti limiti nel cibo. Dato che non si concentra nell’organismo, un livello di 1 Bq al litro nell’acqua corrisponderà a circa 1 Bq al chilogrammo nel pesce (a La Hague vicino agli scarichi si sono rilevati valori fino a 20 volte maggiori).

Una parte di questo trizio può essere un po’ più pericoloso di quello nell’acqua perché si fissa nelle molecole biologiche, e può essere incorporato nei tessuti e restarvi anche per anni. Quanto trizio sia metabolizzato così, e quanto più rischioso sia in questa forma, è dibattuto, ma i calcoli eseguiti sotto le ipotesi più varie mostrano che – per quanto pesce si possa mangiare – l’esposizione equivalente resta comunque largamente al di sotto anche degli standard di sicurezza dell’acqua europei. In linea di principio, quindi, non c’è ragione di temere per la commestibilità del pesce.

“Il problema però è un altro”, rimarca Casolino. Riassumendo liberamente quanto ha detto in un’intervista uno dei leader dei pescatori: se gli scienziati ci assicurano che il pesce non sarà contaminato, noi ci crediamo; ma non crediamo che riuscirete a convincerne i consumatori.

Dopo le dichiarazioni del ministro, il governo si è affrettato a precisare che nulla è ancora stabilito, e prima di qualsiasi decisione attende un ulteriore rapporto da un comitato di esperti. Ma come Harada ha lasciato trasparire, l’idea prevalente è che la scelta sarà lo smaltimento in mare.





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le Scienze

Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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Fisica

Un biohacker racconta com’è avere un hotspot impiantato nella gamba

Potenziare il corpo umano attraverso la tecnologia è da sempre un’ambizione per gli innovatori più estremi. Il racconto di chi in prima persona ha deciso di mettersi alla prova

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L’idea di caricare contenuti direttamente nel cervello, o di aprire casa grazie a un chip inserito direttamente nella mano, è certamente affascinante. Ma se per la gran parte della popolazione resta una frontiera lontana, per molte altre persone è già realtà cambiare il proprio corpo attraverso la tecnologia. In questo video, il giornalista di Wired Daniel Oberhaus si confronta con il biohacker Michael Laufer, tra gli inventori del device PegLeg: una svolta sul fronte della privacy, ma anche della conservazione e del trasferimento dei dati.

Laufer ha impiantato PegLeg direttamente nella sua gamba: l’operazione in sé non è così traumatica e non dura moltissimo. Di cosa si tratta? L’inventore lo definisce, con grande semplicità, un hotspot wifi che crea una rete wireless locale a cui possono accedere altri device. PegLegs può naturalmente archiviare un’ampia mole di dati, fungere da server per diverse operazioni e può dialogare con altri suoi simili.

Il creatore di PegLeg spiega quali sono i vantaggi di avere un dispositivo impiantato nel proprio corpo e come, nell’ambito della più ampia cultura hacker, agisca la sottocultura grinder a cui appartiene. Il tema più grande, oltre al potenziamento del corpo umano, è quello della libertà rispetto a terze parti o a provider che possono censurare o strozzare i servizi.

Non manca certo anche un discorso più radicale legato alla piena libertà della persona: per i biohacker il discorso è semplice, e si traduce più o meno nel concetto il corpo è mio, posso fare quello che voglio e non mi spaventa. Anche perché è il prezzo per un mondo migliore, no?





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Come insegnare a un’intelligenza artificiale a essere eticamente corretta

Un team di ricercatori della University of Massachusetts Amherst ha sviluppato un metodo basato su algoritmi chiamati Seldonian in grado di insegnare all’Ai a essere eticamente giusta

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Le stiamo insegnando qualsiasi cosa, dal fare diagnosi a risolvere il cubo di Rubik. Ma ora all’intelligenza artificiale (Ai), a quanto pare, si può insegnare anche ad essere equa e giusta, un requisito, quello dell’etica, fondamentale soprattutto quando si parla di criminalità, pregiudizi o differenze di genere. Basti pensare che, come raccontava Science circa un mese fa, un algoritmo comunemente utilizzato negli ospedali statunitensi per distribuire l’assistenza sanitaria ai pazienti ha sistematicamente discriminato le persone di colore. In altre parole, l’algoritmo aveva meno probabilità di indirizzare le persone di colore rispetto ai bianchi che erano ugualmente malati per programmi mirati a migliorare l’assistenza a pazienti con complesse esigenze mediche.

A porre nuovamente l’accento sul problema dell’etica nel machine learning in uno studio appena pubblicato su Science sono stati i ricercatori della University of Massachusetts Amherst che hanno descritto un nuovo metodo per prevenire ciò che il team di ricerca chiama “comportamento indesiderato” nell’Ai.

Garantire un comportamento sicuro ed equo delle Ai, spiegano i ricercatori, è ancora oggi un problema. “Quando qualcuno applica un algoritmo di machine learning, è difficile controllarne il comportamento”, spiega Philip Thomas, tra gli autori dello studio. “Ma gli algoritmi di apprendimento automatico incidono sempre più sulla nostra vita ed è quindi di fondamentale importanza garantirne l’equità ed evitare danni”. In recente studio, continua l’esperto, sono state elencate 21 diverse definizioni di equità nell’apprendimento automatico“È importante consentire all’utente di selezionare la definizione appropriata per l’applicazione prevista. L’interfaccia fornita con un algoritmo Seldonian consente all’utente di fare proprio questo: definire cosa significa “comportamento indesiderato” per la propria applicazione”.

Il framework appena sviluppato si basa sugli algoritmi chiamati appunto Seldonian, che prendono il nome dal protagonista Hari Seldon della famosa saga di romanzi di fantascienza di Isaac Asimov, il Ciclo delle Fondazioni. Tra le sperimentazioni, il team ha sviluppato proprio un algoritmo Seldonian per prevedere le medie dei voti di 43mila studenti, dimostrandosi in grado di evitare diversi tipi di pregiudizi di genere.

Questi algoritmi non si limitano a garantire un comportamento corretto, spiegano i ricercatori, ma è possibile controllare qualsiasi tipo di comportamento, ad esempio funzioni di sicurezza complesse nei sistemi medici. Ad esempio per controllare una pompa per l’insulina automatizzata e per prevedere in modo sicuro le dosi per una persona in base ai livelli ematici di glucosio.“Se uso un algoritmo Seldonian per trattare il diabete, posso specificare che un “comportamento indesiderato” significa la presenza di livelli di glicemia pericolosamente bassi o ipoglicemia”, spiega l’autore. “Posso, quindi, dire all’Ai: mentre stai cercando di migliorare il controller nella pompa per insulina, non apportare modifiche che aumenterebbero la frequenza dell’ipoglicemia. La maggior parte degli algoritmi disponibili non ti dà un modo per mettere questo tipo di vincolo sul comportamento”.

I ricercatori sottolineano che questi esperimenti servono solo come prova di cosa sono capaci gli algoritmi Seldonian e che il framework può essere usato da altri scienziati come guida per costruire futuri sistemi di intelligenza artificiale“Riteniamo che ci sia un enorme margine di miglioramento in questo settore”, conclude Thomas. “Anche con i nostri algoritmi abbiamo ottenuto risultati impressionanti. Speriamo che gli esperti del machine learning continuino a sviluppare algoritmi nuovi e più sofisticati servendosi il nostro framework, che può essere utilizzato in modo responsabile anche per le applicazioni in cui si considerava l’apprendimento automatico rischioso”.





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Ecco l’ultima straordinaria immagine della cometa interstellare Borisov

Gli astronomi di Yale hanno scattato nuove immagini ravvicinate del secondo “turista” interstellare che sta attraversando il Sistema solare

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foto: Pieter van Dokkum, Cheng-Han Hsieh, Shany Danieli, Gregory Laughlin

Paparazzata da Yale. Come previsto, la cometa interstellare 2I/Borisov nella sua strana traiettoria iperbolica si sta avvicinando alla Terra e all’inizio di dicembre dovrebbe trovarsi alla minima distanza da noi, a un po’ più di 300 milioni di chilometri. E gli astronomi ne stanno approfittando per scattare degli straordinari primi piani. Ecco dunque l’ultima immagine, catturata con gli strumenti del WM Keck Observatory delle Hawaii.

Avvistato per la prima volta la scorsa estate, 2I/Borisov è il secondo oggetto proveniente dallo Spazio profondo ad attraversare il Sistema solare. Il primo era stato Oumuamua, l’asteroide dalla strana forma a sigaro. 2I/Borisov però è la prima cometa e gli scienziati pensano che si sia originata fuori dal Sistema solare e sia stata espulsa dal suo sistema d’origine a causa forse di una collisione tra pianeti.

Per questa sua aura misteriosa ed esotica, 2I/Borisov continua a far parlare di sé. Adesso anche per la sua immensa bellezza.

Il primo piano è stato scattato il 24 novembre dagli astronomi di Yale Pieter van Dokkum, Cheng-Han Hsieh, Shany Danieli e Gregory Laughlin, che hanno utilizzato lo spettrometro el WM Keck Observatory delle Hawaii.

E per permetterci di capire quanto dovremmo sentirci piccoli in confronto a questo turista spaziale hanno anche creato un’immagine che mostra come apparirebbe la cometa di fianco alla Terra.

Il nucleo ghiacciato della cometa dovrebbe essere largo solo un chilometro e mezzo circa, ma il calore del Sole lo sta facendo evaporare creando una coda di gas e polveri lunga quasi 160 mila chilometri, che conferisce alla cometa un aspetto spettrale





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