Radioattività e radiazione: che cosa sono?

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Radioattività

Abbiamo sentito sempre parlare di radioattività o radiazione e del fatto che siano pericolose per la salute.

Ma cosa sono realmente? Cerchiamo di scoprirlo!

Gli atomi radioattivi contengono energia che si riversa spontaneamente sotto forma di particelle energetiche subatomiche o onde elettromagnetiche

Le emissioni sono chiamate radiazioni

Il materiale radioattivo esiste naturalmente nella Terra (vedi il nucleo del nostro pianeta) ed è prodotto continuamente nell’atmosfera dai raggi cosmici. 

Gli esseri umani producono radioattività attraverso le reazioni nucleari dei loro reattori e degli acceleratori di particelle.

Alcuni materiali radioattivi riversano la loro energia rapidamente e altri la riversano lentamente. 

Il tasso di rilascio di energia è quantificato attraverso l’emivita del materiale, che è il tempo dopo il quale metà degli atomi iniziali rilasciano la loro energia. 

Ad esempio, se si inizia con 100 atomi radioattivi con un’emivita di 1 minuto, 50 di loro avranno emesso la loro energia dopo 1 minuto.

Dopo 2 minuti, ne resteranno 25 e così via.

Poiché si applica all’energia nucleare, molti materiali creati durante il funzionamento di un reattore sono radioattivi.

Quando si decompongono, emettono radiazioni.

L’energia trasportata da questa radiazione è spesso sufficiente a causare danni alle cellule biologiche ed è quindi un rischio per la salute.

Pertanto, le radiazioni sono la causa principale sia dei rifiuti che dei problemi di sicurezza legati all’energia nucleare.

Analogia tra radiazione e calore

La radiazione è molto simile al calore, tranne per il fatto che non si può sentire o vedere.

Siamo circondati da cose leggermente calde, ecco perché anche il mondo è leggermente radioattivo.

I raggi cosmici piovono dallo spazio 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Il gas radon sgorga dalle rocce da miliardi di anni.

Il calore all’interno della terra è, per il 50%, dovuto al decadimento radioattivo dell’uranio primordiale e del torio.

Nessuno subisce conseguenze dalle radiazioni naturali.

Ci sono sono luoghi nel mondo con una maggiore radioattività naturale a causa della geologia locale, come Ramsar, in Iran, con oltre 100 mSv/anno.

Usiamo il calore elevato controllato per produrre acciaio e cemento, per cucinare, per fare la ceramica.

I raggi X forniscono diagnosi mediche che salvano vite umane.

I medici usano regolarmente le radiazioni in parti localizzate del nostro corpo per curare i tumori e salvare vite umane.

Essere avvolti dalle fiamme di un incendio può anche ucciderci.

Allo stesso modo, dosi di radiazioni su tutto il corpo superiori a 4000 mSv possono farlo. 

Tipi di radioattività nucleare

Esistono diversi tipi di particelle o onde che possono fuoriuscire da un nucleo radioattivo.

Le particelle alfa, le particelle beta, i raggi gamma e i neutroni sono le forme più comuni di radiazioni ionizzanti (cioè pericolose).

Particelle alfa

Chiamate alfa perché sono state le prime ad essere scoperte, queste particelle sono composte da 2 protoni e 2 neutroni: il nucleo dell’elio.

Spesso i grandi atomi decadono emettendo una particella alfa energetica.

Queste particelle sono relativamente grandi e caricate positivamente e quindi non penetrano molto bene attraverso la materia.

Un sottile pezzo di carta può fermare quasi tutte le particelle alfa.

Tuttavia, le particelle causano danni estremi ai materiali in cui si fermano spostando gli atomi mentre rallentano.

Particelle beta

Le particelle beta sono elettroni energetici emessi dal nucleo.

Nascono quando un neutrone decade in un protone.

Poiché i neutroni sono particelle neutre e i protoni sono positivi, la conservazione della carica richiede l’emissione di un elettrone caricato negativamente.

Alcuni isotopi decadono convertendo un protone in un neutrone, emettendo così un positrone (un antielettrone).

Queste particelle possono penetrare nella materia più delle particelle alfa e ci vuole una piccola piastra di alluminio per fermarle in parte.

Raggi gamma

I raggi gamma sono fotoni emessi dal nucleo. Spesso un atomo in uno stato eccitato si disecciterà emettendo un raggio gamma.

I raggi gamma sono simili alle onde luminose e ai raggi X, tranne per il fatto che di solito hanno una frequenza molto più alta e, di conseguenza, più energetici.

Questa radiazione non ha carica e può penetrare facilmente nella maggior parte della materia, richiedendo piombo per la schermatura.

Fonti comuni di radiazione

Centrali elettriche a carbone

Il carbone è un combustibile impuro e di solito contiene uranio e torio (per non parlare di arsenico, mercurio e zolfo).

Quando il carbone brucia, questi isotopi vengono emessi nell’atmosfera, dove entrano nel nostro ecosistema.

Ciò porta al fatto sbalorditivo che l’equivalente di dose efficace della popolazione proveniente dalle centrali a carbone è 100 volte quella delle centrali nucleari.

Detonazioni di armi nucleari

Le centinaia di test atmosferici sulle armi nucleari che hanno avuto luogo prima che fossero vietati, hanno lasciato radioisotopi di lunga durata nell’atmosfera.

Alcuni di questi sono ancora nell’atmosfera e rappresentano parte della nostra dose giornaliera.

Radiazione naturale

Questo gas naturale proviene dal suolo e si trova in tutto il mondo.

Emette particelle alfa e può quindi danneggiare il DNA e provocare il cancro, se inalato. 

Raggi cosmici

I raggi cosmici sono particelle energetiche che hanno origine al di fuori della terra, nel sole, stelle lontane, galassie e supernove.

La maggior parte di questi sono protoni.

L’atmosfera ci protegge dalla maggior parte dei raggi cosmici, ma durante i viaggi aerei si accumuleranno dosi molto più elevate. 

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