Le attività umane e le applicazioni che implicano l’uso diretto o indiretto della radioattività numerose e riguardano:
La produzione di energia elettronucleare
I reattori nucleari sono basati sulla reazione di fissione nucleare a catena indotta da neutroni nell’uranio-235 e nel plutonio-239. Da questa reazione si sviluppano notevoli quantità di calore, che è utilizzato per produrre (direttamente o indirettamente) vapore e poi energia elettrica.
Durante il funzionamento del reattore si generano nel combustibile ingenti quantitativi di radioattività. Per questo motivo tutte le attività che hanno luogo all’interno di una centrale nucleare sono soggette a un rigoroso controllo e all’osservanza di stringenti pratiche di sicurezza.
In seguito alle decisioni di politica energetica assunte dal Governo e dal Parlamento, l’Italia ha rinunciato alla produzione elettronucleare, e ha deciso la dismissione delle centrali e lo smantellamento degli impianti del ciclo del combustibile esistenti sul territorio nazionale. Lo sfruttamento dell’energia nucleare prosegue tuttavia in numerosi paesi, alcuni molto vicini all’Italia.
Alla fine del 1997 erano in funzione 437 centrali in 32 paesi. L’energia nucleare fornisce attualmente il 17% dell'elettricità prodotta nel mondo, con valori locali anche molto elevati (78% in Francia, 60% in Belgio, 46% in Svezia, 41% in Svizzera ).
Le applicazioni mediche
Le applicazioni mediche delle radiazioni appartengono a due categorie fondamentali: la radiodiagnostica e la radioterapia.
L’uso delle radiazioni nella diagnostica va dalla comune radiografia a raggi X, alla tomografia assiale computerizzata, alla scintigrafia con impiego di traccianti radioattivi e la MOC. Attraverso le diverse tecniche è possibile osservare l’interno dell’organismo umano e i particolari dei diversi organi con livelli di accuratezza e di dettaglio molto elevati, con la possibilità di effettuare diagnosi estremamente accurate. La radioterapia, che sfrutta la capacità delle radiazioni di distruggere i tessuti patologici, è ampiamente utilizzata soprattutto per la cura del cancro.
Le applicazioni agrobiologiche
L’uso delle radiazioni ha permesso lo studio e lo sviluppo di nuove tecniche antiparassitarie e di fertilizzazione che sono oggi estesamente impiegate in agricoltura e nella prevenzione sanitaria. La liberazione di insetti precedentemente sterilizzati con le radiazioni consente ad esempio un controllo delle mosche e di altri parassiti, riducendo l’uso di antiparassitari e insetticidi chimici.
Le radiazioni sono estesamente applicate anche nell’industria agroalimentare sottoponendo a irraggiamento le derrate per la distruzione di insetti, muffe e batteri responsabili del loro deperimento o per finalità antigerminative.
Le applicazioni industriali
Le radiazioni sono impiegate in moltissimi settori industriali per gli scopi più diversi.
Un’applicazione molto diffusa riguarda l’impiego di intensi fasci di raggi X e raggi γ per radiografare componenti meccanici, per assicurare la qualità delle fusioni e delle saldature e per verificare l’integrità di componenti impiantistici di elevato spessore rilevanti ai fini della sicurezza.
Un’altra categoria di applicazioni è legata all’impiego degli acceleratori di particelle. Gli intensi fasci di radiazioni con essi prodotti possono servire a indurre trasformazioni dei materiali irradiati.
Tipiche sono le applicazioni alla produzione di materiali polimerici usati per la produzione di isolanti elettrici, nastri adesivi, floppy-disc, pneumatici e lenti a contatto. Una delle applicazioni più comuni è infine la sterilizzazione di materiali sanitari mediante impianti di sterilizzazione che utilizzano le radiazioni.
Archeologia e datazione
In archeologia le radiazioni sono alla base di due importanti tecniche di datazione. L’età di un reperto di origine organica (vegetale o animale) può essere facilmente determinata misurando il suo contenuto in carbonio-14. Gli organismi viventi, infatti, assumono e metabolizzano carbonio dall’ambiente finché sono in vita; in tal modo in essi il carbonio è ripartito fra due isotopi naturali (carbonio-12 e carbonio-14) nello stesso rapporto (costante) esistente nell’ambiente. Dopo la morte dell’organismo l’assunzione di carbonio (12+14) cessa, e il carbonio-14 precedentemente metabolizzato decade lentamente con un tempo di dimezzamento di 5.568 anni, mentre il carbonio-12 è stabile. La misura della percentuale residua di carbonio-14 permette di risalire all’età di un reperto.
Applicazioni relative alla sicurezza
Le radiazioni trovano un campo di impiego significativo in alcune applicazioni relative alla sicurezza. Molto diffuso è ad esempio il controllo del contenuto dei bagagli negli aeroporti, effettuato con stazioni radiografiche che impiegano raggi X a bassa intensità.