Le fractionnement d'un atome, ou fission nucléaire, a entraîné des incidents au cours desquels des rayonnements dangereux ont été libérés, et ces événements ont devenus synonymes de destruction et de désastre: Hiroshima et Nagasaki, Three Mile Island, Tchernobyl et, plus récemment, Fukushima. La technologie permettant de libérer de l'énergie en divisant des éléments lourds tels que l'uranium et le plutonium a été développée au cours du siècle dernier. L'énergie produite par la fission nucléaire peut être exploitée, mais représente également la plus grande source de risque associée à la scission d'un atome.
Rayonnement libéré par la fission
Lorsqu'un atome est divisé, trois types de rayonnement pouvant endommager les tissus vivants sont libérés. Les particules alpha sont composées de protons et de neutrons et ne peuvent pas pénétrer la peau humaine, mais causent des dommages si elles sont libérées à l'intérieur d'un corps. Les particules bêta sont des électrons qui se déplacent très rapidement et peuvent pénétrer dans la peau, mais seront arrêtés par le bois ou le métal. Les rayons gamma sont des faisceaux à haute énergie qui peuvent pénétrer dans les corps et nécessitent un blindage protecteur important. Tous les types de rayonnement endommagent les tissus vivants par un processus appelé ionisation. L'ionisation est le transfert d'énergie aux molécules qui composent les tissus, rompant les liaisons chimiques et causant des dommages aux cellules et à l'ADN.
Risques à court et à long terme de l'exposition aux rayonnements
L'exposition à court terme à des niveaux élevés de rayonnement entraîne une intoxication aiguë par les rayonnements. Les symptômes comprennent des vomissements, une perte de cheveux, des brûlures de la peau, une défaillance des organes et même la mort. La plupart des expositions aux rayonnements ne sont pas aiguës et les risques d'exposition aux rayonnements de faible intensité à long terme sont appelés effets stochastiques sur la santé. « Stochastique » fait référence à la probabilité, dans ce cas la probabilité accrue de certains problèmes de santé. Les effets stochastiques sur la santé comprennent un risque accru de cancer et de transmission de mutations génétiques à la progéniture. À trois fois la dose normale de rayonnement à vie, on estime que cinq ou six personnes sur 10 000 contracteraient un cancer.
Réactions de fission incontrôlées
Au cours de la fission nucléaire dans un réacteur nucléaire, un atome se divise et libère des neutrons, qui initient le même processus dans les atomes voisins. Dans les réacteurs nucléaires, ce processus est soigneusement contrôlé, mais lors de la fusion d'un réacteur nucléaire ou la détonation d'une bombe atomique, il peut croître de façon exponentielle jusqu'à ce que de nombreux noyaux libèrent de l'énergie à une fois que. Les réactions incontrôlées génèrent chaleur, force et rayonnement à l'échelle régionale. En raison du risque potentiel, les centrales nucléaires disposent de plans de sécurité et de systèmes de confinement, et sont renforcées contre les attaques terroristes.
Déchet radioactif
Des tiges d'uranium et de plutonium sont utilisées dans un réacteur nucléaire, mais les atomes dans les tiges s'usent jusqu'à ce qu'il n'en reste que quelques-uns. Une fois qu'ils ont épuisé la majeure partie de leur réserve d'atomes pour la fission, ils sont considérés comme des déchets. Cependant, ces crayons de déchets représentent toujours un risque, car ils continuent à réagir à un rythme beaucoup plus lent et à émettre des rayonnements. L'élimination des déchets radioactifs crée un risque pour la zone environnante. On estime que les déchets de barres de combustible usé d'une centrale nucléaire entraîneront un décès toutes les 50 années d'exploitation.