Le conseguenze dei test sulle armi nucleari spiegano il "paradosso del cinghiale" della carne radioattiva - Physics World

Le conseguenze dei test sulle armi nucleari spiegano il "paradosso del cinghiale" della carne radioattiva - Physics World

Timestamp: 6 settembre 2023 7:00

Un cinghiale in una foresta
Suini persistenti: i cinghiali in alcune foreste dell'Europa centrale mostrano livelli persistentemente elevati di contaminazione radioattiva. (Per gentile concessione di: iStock/Balint-Erlaki)

I cinghiali e le piattaforme di legno utilizzate per cacciarli sono uno spettacolo comune nelle foreste europee, ma in alcune zone la loro carne contiene livelli così elevati di cesio radioattivo che non può essere venduta per il consumo umano. Quel che è peggio è che i livelli di radiazioni nei cinghiali sono rimasti costanti negli ultimi 30 anni, anche se la fisica ben conosciuta dei tempi di dimezzamento e una tendenza contrastante in altri animali della foresta suggeriscono che i livelli dovrebbero diminuire.

Questo enigma è noto come il paradosso del cinghiale e un team di chimici ed esperti di radiazioni della Leibniz Universität di Hannover, in Germania, e della TU Wien, in Austria, ha ora trovato una spiegazione. Dopo aver analizzato il rapporto degli isotopi di cesio in campioni di carne di cinghiale provenienti da 11 distretti della Baviera, in Germania, il team ha concluso che le ricadute globali dei test sulle armi nucleari sono responsabili di una frazione significativa della contaminazione, anche se anche la Baviera ha subito pesanti ricadute derivanti dai test sulle armi nucleari. Fusione del reattore di Chernobyl. Sebbene l’esatto meccanismo ecologico alla base della contaminazione in corso rimanga poco chiaro, i ricercatori affermano che il loro risultato si aggiunge a un crescente numero di prove che indicano che i test nucleari vecchi di decenni continuano ad avere un impatto significativo sull’ambiente.

Radioattività onnipresente

Dalla metà del XX secolo fino al 20, gli Stati Uniti, l’Unione Sovietica e altri stati dotati di armi nucleari hanno condotto un totale di 528 test nucleari nell'atmosfera terrestre, inondando il globo di prodotti di fissione come il cesio-137 (137Cs). Sono stati pubblicati anche gli incidenti nucleari come quelli di Chernobyl, in Ucraina, nel 1986, e di Fukushima, in Giappone, nel 2011. 137Cs, e sebbene le conseguenze di questi eventi siano state più localizzate rispetto a quelle dei test sulle armi, hanno comunque colpito vaste aree. Il disastro di Chernobyl, ad esempio, si è diffuso 137Cs in gran parte dell’Europa a causa di una combinazione di venti dominanti e precipitazioni intempestive.

Molti paesi hanno risposto ai rischi per la salute derivanti da queste ricadute adottando normative che ne limitano la quantità 137Cs nei prodotti alimentari. In Europa il limite è di 600 Bequerel (Bq) per chilogrammo; in Giappone è di 100 Bq/kg. Ma mentre i test sugli alimenti e altre forme di sorveglianza forniscono informazioni utili sui livelli di 137Contaminazione da Cs, tacciono sulla sua fonte. Questo perché “reattore-137Cs” e “armi-137Cs” sono indistinguibili, con la stessa chimica e la stessa emivita di 30 anni.

Per identificare la fonte del cesio radioattivo nella carne di cinghiale bavarese, gli scienziati di Leibniz e della TU Wien si sono invece rivolti a un diverso isotopo di cesio con un'emivita molto più lunga: 135Cs. Perché il nuclide genitore di 135C, 135Xe, ha una grande sezione trasversale per la cattura dei neutroni termici, l'elevata densità del flusso di neutroni all'interno del nocciolo del reattore tende a trasmutarlo in altre sostanze, limitando 135Produzione di Cs. Al contrario, il flusso di neutroni durante le esplosioni nucleari è intenso ma breve, il che significa che è maggiore 135Xe “sopravvive” per decadere 135Cs. Quindi, un'esplosione nucleare produce un rendimento relativamente alto 135C/137Rapporto Cs, mentre un reattore produce un rapporto basso.

Il paradosso del cinghiale

Nel periodo immediatamente successivo al disastro di Chernobyl, i livelli di 137Il Cs nel suolo superficiale della Baviera variava da 102 a 105 Bq/m1 e le concentrazioni nella carne di cinghiale locale superavano il limite normativo di 2-XNUMX ordini di grandezza. Anche altre specie forestali come i cervi sono state fortemente contaminate, ma mentre loro 137I livelli di Cs sono diminuiti sostanzialmente nel tempo, i livelli nei cinghiali no. In effetti, in alcune località il declino dei cinghiali è stato più lento del tempo di dimezzamento fisico dei cinghiali 137Cs.

Una mappa della Germania meridionale e della Baviera con aree di maggiore contaminazione da cesio radioattivo contrassegnate in rosso, sovrapposte a grafici a torta che mostrano quanto di quel cesio proviene da Chernobyl e quanto da precedenti test sulle armi atmosferiche
Problemi di ricaduta: concentrazioni di attività di cesio-137 nei cinghiali e rispettivi contributi derivanti dalla ricaduta di armi e dall'incidente nucleare di Chernobyl. Le “torte” gialle e blu mostrano rispettivamente le percentuali di contributo delle armi-137C e di Chernobyl-137C. Le aree più rosse della mappa indicano livelli più elevati di contaminazione totale da cesio-137. (Per gentile concessione: Environ. Sci. Technol. 2023, https://doi.org/10.1021/acs.est.3c03565)

In un documento pubblicato in Environmental Science and Technology, Felix Stäger, Dorian Zok, Anna-Katharina Schiller, Bin Feng e Giorgio Steinhauser si noti che questo paradossale mancato declino è spesso attribuito alla tendenza dei cinghiali a sradicare e mangiare funghi sotterranei come i tartufi di cervo. Nelle “giuste” condizioni del suolo, questi organismi fungono da deposito per 137Cs, che "migra verso il basso attraverso il suolo molto lentamente, a volte solo circa un millimetro all'anno", spiega Steinhauser.

La lunga ombra dei test sulle armi

E dove 137Da dove proviene il Cs, le misurazioni del rapporto isotopico dei ricercatori della Leibniz-TU Wien mostrano che varia a seconda della località (vedi immagine). Nel complesso, però, circa il 25% dei campioni di carne di cinghiale contenevano abbastanza armi-137Cs che avrebbero superato il limite normativo europeo anche se Chernobyl non fosse avvenuta. Questo risultato suggerisce che ci sono, in effetti, due distinti “fronti” di cesio che migrano verso il basso e che contaminano le riserve alimentari invernali dei cinghiali: uno derivante dai test atmosferici sulle armi nucleari, che raggiunsero il picco nel 1964, e uno proveniente da Chernobyl 22 anni dopo.

Per i cacciatori bavaresi che hanno fornito i campioni alla squadra, questa è una brutta notizia. Con i livelli di cesio a livello di tartufo di cervo continuamente reintegrati da questa migrazione verso il basso su due fronti, il decadimento naturale di 137È improbabile che il Cs trasformato nel bario-137 stabile risolva presto il problema della contaminazione della carne di cinghiale, specialmente nelle aree in cui il cesio di Chernobyl sta raggiungendo solo ora i tartufi che i cinghiali consumano in modo così, beh, porco. “Le decisioni strategiche di condurre test nucleari atmosferici 60-80 anni fa hanno ancora oggi un impatto sugli ambienti naturali remoti, sulla fauna selvatica e su una fonte di cibo umano”, conclude il team. “Ci si può aspettare una conseguenza simile e duratura da Chernobyl-137Cs depositato nell’Europa centrale.

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