Rozszczepienie atomu lub rozszczepienie jądra spowodowało incydenty, w których zostało uwolnione niebezpieczne promieniowanie, a te zdarzenia: stają się synonimami zniszczenia i katastrofy: Hiroszima i Nagasaki, Three Mile Island, Czarnobyl i, ostatnio, Fukushima. Technologia uwalniania energii poprzez rozszczepianie ciężkich pierwiastków, takich jak uran i pluton, została opracowana w ciągu ostatniego stulecia. Energia wytwarzana w wyniku rozszczepienia jądra może zostać wykorzystana, ale stanowi również największe źródło ryzyka związanego z rozszczepieniem atomu.
Promieniowanie uwolnione przez rozszczepienie
Kiedy atom zostaje rozszczepiony, uwalniane są trzy rodzaje promieniowania, które mogą uszkodzić żywe tkanki. Cząsteczki alfa składają się z protonów i neutronów i nie mogą przenikać przez ludzką skórę, ale wyrządzają szkody, jeśli zostaną uwolnione do wnętrza ciała. Cząsteczki beta to elektrony, które poruszają się bardzo szybko i mogą przenikać przez skórę, ale zostaną zatrzymane przez drewno lub metal. Promienie gamma to wysokoenergetyczne wiązki, które mogą przenikać ciała i wymagają znacznej osłony ochronnej. Wszystkie rodzaje promieniowania uszkadzają żywe tkanki w procesie zwanym jonizacją. Jonizacja to transfer energii do cząsteczek tworzących tkankę, zerwanie wiązań chemicznych i uszkodzenie komórek i DNA.
Krótko- i długoterminowe ryzyko narażenia na promieniowanie
Krótkotrwałe narażenie na wysokie poziomy promieniowania powoduje ostre zatrucie popromienne. Objawy obejmują wymioty, wypadanie włosów, oparzenia skóry, niewydolność narządów, a nawet śmierć. Większość ekspozycji na promieniowanie nie jest ostra, a ryzyko długotrwałego narażenia na promieniowanie o niskim poziomie nazywa się stochastycznymi skutkami zdrowotnymi. „Stochastyczny” odnosi się do prawdopodobieństwa, w tym przypadku zwiększonego prawdopodobieństwa wystąpienia pewnych problemów zdrowotnych. Stochastyczne skutki zdrowotne obejmują zwiększone ryzyko zachorowania na raka i przekazywanie mutacji genetycznych potomstwu. Szacuje się, że przy trzykrotnej dawce promieniowania w ciągu całego życia, pięć lub sześć osób na 10 000 zachoruje na raka.
Niekontrolowane reakcje rozszczepienia
Podczas rozszczepienia jądrowego w reaktorze jądrowym jeden atom rozszczepia się i uwalnia neutrony, które inicjują ten sam proces w pobliskich atomach. W reaktorach jądrowych proces ten jest dokładnie kontrolowany, ale podczas topnienia reaktora jądrowego lub detonacji bomby atomowej, może rosnąć wykładniczo, aż wiele jąder uwalnia energię przy pewnego razu. Niekontrolowane reakcje generują ciepło, siłę i promieniowanie w skali regionalnej. Ze względu na potencjalne ryzyko elektrownie jądrowe posiadają plany bezpieczeństwa i systemy zabezpieczające oraz są zabezpieczone przed atakami terrorystycznymi.
Odpady radioaktywne
Pręty uranu i plutonu są używane w reaktorze jądrowym, ale atomy w prętach zużywają się tak, że pozostaje tylko kilka. Kiedy wyczerpią większość swoich zasobów atomów do rozszczepienia, są uważane za odpady. Te pręty odpadowe nadal stanowią jednak zagrożenie, ponieważ nadal reagują znacznie wolniej i emitują promieniowanie. Unieszkodliwianie odpadów promieniotwórczych stwarza zagrożenie dla otoczenia. Szacuje się, że zużyty pręt paliwowy dla jednej elektrowni jądrowej spowoduje jedną śmierć na każde 50 lat eksploatacji.