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Un altro problema legato allo sfruttamento dell'energia nucleare è rappresentato dallo smaltimento delle scorie radioattive prodotte dalle centrali.La radioattività delle scorie nucleari si riduce soltanto con il processo naturale di dimezzamento. Per periodo di dimezzamento si intende il tempo necessario perché si riduca del 50% la radioattività iniziale.
Il plutonio, un elemento che si ottiene dall'uranio nelle centrali nucleari, ha un periodo di dimezzamento di 24.400 anni e continuerà ad essere pericoloso per 250.000 anni.
Attualmente la soluzione più adatta sembra quella di seppellire le scorie in depositi scavati nella roccia a centinaia di metri di profondità.
I problemi sono essenzialmente due: il comportamento delle acque sotterranee che potrebbero compromettere l'isolamento dei depositi e l'instabilità del terreno in seguito a movimenti sismici o ad attività vulcanica.
Nessuno scienziato è in grado di indicare oggi un luogo che potrà rimanere inviolato per decine di migliaia di anni.
Le forti opposizioni delle popolazioni locali, che non vogliono depositi di scorie nucleari nei loro territori, hanno impedito finora l'inizio dello smaltimento dei materiali più pericolosi

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L'incidente nucleare di Fukushima Dai-ichi è stato un incidente nucleare avvenuto nella centrale nucleare omonima, situata a Naraha, nella Prefettura di Fukushima, sulla costa est del Giappone. Insieme al disastro di Černobyl' del 26 aprile 1986 è l'unico incidente nucleare ad essere stato classificato come livello 7 della scala INES, cioè il livello di gravità massima degli incidenti nucleari.La causa scatenante fu il terremoto ed il conseguente maremoto del Tōhoku dell'11 marzo 2011. Al momento della scossa, il sistema di sicurezza antisismico della centrale spense all'istante tutti i reattori con la procedura di SCRAM che si attivò automaticamente. Dopo circa quaranta minuti, l'enorme onda di maremoto (o tsunami), proveniente dall'Oceano Pacifico, generata dal sisma, si abbatté sulla centrale, che non era adeguatamente protetta: le sue barriere antitsunami erano alte meno di dieci metri, mentre l'onda di maremoto raggiungeva circa i quattordici metri. Lo tsunami distrusse i generatori di emergenza che alimentavano i sistemi di raffreddamento dei reattori 1, 2 e 3 e anche la linea elettrica ad alta tensione che li collegava ai reattori 5 e 6.Ciò causò un blackout elettrico e il blocco dei sistemi di raffreddamento nei primi tre reattori. Nei giorni successivi al disastro, in seguito al rilascio di radioattività nell'aria e alla contaminazione dei terreni circostanti, le autorità ordinarono l'evacuazione dei residenti entro un raggio di 20 chilometri. A differenza di quanto avvenne a Chernobyl, nell'incidente di Fukushima non vi fu un incendio con immissione di grandi quantità di radionuclidi nell'atmosfera, ma un rilascio di elementi radioattivi nell'oceano. La contaminazione da perdite d'acqua radioattiva verso il sottosuolo e l'ambiente oceanico è ancora esistente, e vi sono incertezze e preoccupazioni riguardo alla sua evoluzione.

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Ciò che è successo in questa città industriale dell'Ucraina settentrionale è stato raccontato molte volte: alcune manovre azzardate durante una esercitazione notturna agli impianti di sicurezza della centrale nucleare provocano la fusione del nocciolo, l'esplosione del "reattore 4" e il collasso dell'intera struttura che lo proteggeva. Si sprigiona una nube carica di particelle radioattive. I venti spargono le particelle nell'atmosfera e presto vengono contaminate intere regioni di Ucraina, Bielorussia e Russia. La nube raggiunge poi gran parte dell'Europa occidentale, contaminata anch'essa.L'area attorno alla centrale, la famigerata Chernobyl Exclusion Zone, è devastata dalle radiazioni, del tutto inabitabile nel raggio di 19 chilometri, ma anche più lontano la contaminazione resta altissima e la vita molto difficile. I tempi di decadimento degli isotopi radioattivi sono calcolati in migliaia di anni. Nelle profondità del sarcofago, intanto, il nocciolo fuso "brucia" a una temperatura di mille gradi centigradi e comincia fin da subito a indebolire la struttura.A tutt'oggi, nell'area considerata ufficialmente contaminata, vivono ancora 5 milioni di persone fra le quali si registra un'alta diffusione di patologie dermatologiche, respiratorie, infertilità e malformazioni.

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La questione della sicurezza delle centrali nucleari è sempre stata al centro di polemiche e discussioni tra i sostenitori del nucleare e coloro che invece ritengono questa risorsa energetica troppo pericolosa. Dopo l’approvazione, nel luglio 2009, della cosiddetta “Legge Sviluppo” e del decreto legislativo n.31 del 15 febbraio 2010, sono state ormai poste le basi per il ritorno dell’Italia alla produzione di energia elettrica da fonte nucleare. Ora, alla luce della catastrofe in Giappone si riapre il dibattito e la stessa autorità politica sembra voler prendere tempo per la riflessione indotta. La Germania è l'unica tra le maggiori nazioni del mondo ad essere determinata ad abbandonare l'energia nucleare per i rischi correlati a questa tecnologia.Era programmato che la transizione avvenisse per gradi nei prossimi 25 anni, ma il disastro alla centrale di Fukushima ha accelerato il processo.