Datorăm descoperirea radioactivității vremii nefavorabile. Fizicianul francez Henri Becquerel încerca să studieze fluorescența, un fenomen prin care anumite materiale strălucesc atunci când sunt expuse la lumina soarelui, dar zilele înnorate îi zădărniceau experimentele, așa că și-a înfășurat sărurile fluorescente de uraniu în pânză și le-a lăsat într-un sertar, împreună cu o placă fotografică și o cruce de cupru. Acest simplu accident întâmplător a dezvăluit, în 1896, existența radioactivității, un fenomen care a deschis o fereastră către lumea subatomică și a dat startul revoluției nucleare.
Înțelegerea radioactivității
Când în cele din urmă a adus sărurile, Becquerel a constatat că pe placa fotografică apăruse o imagine a crucii – chiar dacă sărurile nu fuseseră expuse la lumină.
„Sunt acum convins că sărurile de uraniu produc radiații invizibile, chiar și atunci când au fost ținute în întuneric”, a scris el după ce a efectuat alte experimente.
Studenta doctorandă a lui Becquerel, Marie Curie, a investigat problema împreună cu soțul ei, Pierre, și și-au dat seama că efectul nu avea nimic de-a face cu fluorescența, descoperind în schimb că anumite materiale emit în mod natural un flux constant de energie. Ei au inventat termenul „radioactivitate” și au descoperit, de asemenea, două noi elemente radioactive: poloniul și radiul. Pentru această lucrare profundă și incitantă, Becquerel și soții Curie au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1903.
Fizicienii Ernest Rutherford și Frederick Soddy au aprofundat mai mult și au descoperit că cantități mici de materie conțin rezerve uriașe de energie. De asemenea, ei și-au dat seama că, în procesul de dezintegrare radioactivă, un element se poate transforma în altul – un atom de uraniu se poate transforma (prin câteva etape intermediare) într-un atom de plumb.
În întreaga lume, oamenii au presupus că aceste materiale miraculos de energetice ar putea fi folosite în scopuri bune. Până în anii 1920, mulți producători de laxative și pastă de dinți își îmbogățeau cu mândrie produsele cu toriu radioactiv, iar substanțele radioactive au fost interzise în produsele de consum în SUA abia în 1938.
Cum funcționează radioactivitatea?
Astăzi avem o înțelegere mult mai cuprinzătoare a ceea ce este radioactivitatea, a modului în care poate fi periculoasă și a modului în care o putem folosi.
Iată un rezumat de bază: imaginați-vă un atom, compus dintr-un nor de electroni în jurul unui nucleu central în care particulele numite neutroni și protoni sunt înghesuite împreună. Unele aranjamente de protoni și neutroni sunt mai stabile decât altele; dacă sunt prea mulți neutroni în comparație cu protonii, nucleul devine instabil și se destramă. Această dezintegrare eliberează radiații nucleare sub formă de particule alfa, particule beta și radiații gamma.
O particulă alfa antrenează doi protoni și doi neutroni și, deoarece un element este definit de numărul de protoni, atomul părinte devine un element complet nou atunci când este emisă o particulă alfa. În cazul dezintegrării beta, un neutron se transformă într-un proton și un electron, iar electronul se îndepărtează cu viteză, lăsând în urmă un proton suplimentar și rezultând din nou un atom dintr-un element diferit. Alături de oricare dintre particulele de mai sus, nucleele în dezintegrare pot produce și raze gamma: radiații electromagnetice de înaltă energie.
Care sunt efectele asupra sănătății?
După cum au descoperit Becquerel și Curie, radioactivitatea este un fenomen care apare în mod natural. Multe minerale din Pământ emit un firicel lent și constant de radiații, aerul pe care îl respirăm conține gaze radioactive și chiar și alimentele și corpul nostru conțin un mic procent de atomi radioactivi precum potasiu-40 și carbon-14. Pământul primește, de asemenea, radiații de la Soare și sub formă de raze cosmice de înaltă energie. Aceste surse creează un nivel natural, dar inevitabil, de radiații de fond. Multe surse artificiale se adaugă la acesta, inclusiv procedurile medicale, cum ar fi razele X, detectoarele de fum, materialele de construcție și combustibilii.
În general, nu suntem afectați de sursele de radiații de fond de nivel scăzut, deoarece gradul de afectare depinde de durata și nivelul de expunere. Radiațiile pot afecta chimia internă a organismului, rupând legăturile chimice din țesuturile noastre, ucigând celulele și deteriorând ADN-ul, ceea ce poate duce la apariția cancerului. În doze foarte mari, radiațiile pot provoca îmbolnăvirea și moartea în câteva ore.
Consumul de energie nucleară
Efectele radioactivității au fost resimțite la o scară și mai mare odată cu topirea centralelor nucleare de-a lungul istoriei. Procesul radioactiv de fisiune a fost exploatat timp de mai multe decenii pentru a produce electricitate: nucleul unui atom este divizat, creând cel puțin două nuclee „fiice” și eliberând energie sub formă de căldură. Căldura este utilizată pentru a fierbe apa și a crea aburi, făcând să se învârtă o turbină și generând electricitate. Din păcate, acesta nu este un proces curat – produce deșeuri radioactive greu de eliminat în condiții de siguranță, iar în cazuri extreme, reacțiile pot scăpa de sub control, cum ar fi dezastrul declanșat de un cutremur la centrala nucleară Fukushima Daiichi în 2011.
Un alt proces radioactiv ar putea oferi o modalitate sigură de a genera energie curată: fuziunea. Spre deosebire de fisiune, fuziunea presupune unirea a două nuclee atomice. Acest proces eliberează, de asemenea, energie – este exact procesul care are loc în Soare și în alte stele – dar fuziunea necesită temperaturi și presiuni extrem de ridicate, care sunt costisitoare și dificil de recreat pe Pământ.
Un drum lung de parcurs
Becquerel a murit la 12 ani după descoperirea sa inițială, la vârsta de 54 de ani, cu arsuri și cicatrici cauzate probabil de manipularea materialelor radioactive, iar Marie Curie a murit câteva decenii mai târziu din cauza leucemiei. Probabil că radiațiile îl ucideau încet și pe Pierre Curie, deși este greu de știut, deoarece a fost călcat mortal de o trăsură în 1906.
Astăzi, înțelegerea mai bună a radioactivității ne permite să o folosim mult mai sigur. Accidentele cu materiale radioactive au scăzut în frecvență și produc mai puține decese datorită măsurilor de siguranță stricte și a intervențiilor de urgență minuțioase. În cel mai recent dezastru nuclear de la Fukushima, niciun deces nu a rezultat în urma expunerii la radiații – dar mai este încă un drum lung de parcurs până când vom putea valorifica în siguranță imensa putere brută a radioactivității.
.