Radiazioni ionizzanti: cosa e quali sono?

Le radiazioni ionizzanti sono delle emissioni di atomi in particolari condizioni, talmente potenti che sono in grado di creare ioni, vale a dire strappare gli elettroni dagli atomi che investono. Una tale energia, se investisse dei tessuti biologici, porterebbe effetti devastanti e in certi casi persino la morte.

Prendiamo i primi 2 elementi della tavola periodica: l’idrogeno e l’elio. Il primo ha un solo protone nel nucleo, mentre il secondo ha 2 protoni e 2 neutroni. Questo è il “peso forma” di questi atomi. Più un atomo si ingrassa e più diventa un altro elemento andando ad occupare un’altra casella nella tavola periodica.

Può succedere però che un atomo si ingrassi senza diventare un altro elemento. Rimane quindi allo “stesso posto” nella tavola periodica: quello è un isotopo.

L’idrogeno ha 2 isotopi, prima di diventare elio:

• Deuterio = idrogeno + 1 neutrone, stabile
• Trizio = deuterio + 1 neutrone, radioattivo

Quando un atomo ingrassa e diventa un isotopo, si allontana dalla sua forma stabile.

Quando tu ingrassi, vuoi ritornare al tuo peso forma, allora ti alleni e sudi. Più sudi, più dimagrisci.

Il paragone è semplicistico, ma ti aiuta a capire: un isotopo, instabile perchè troppo pesante, che volesse tornare al suo peso forma, per perdere massa deve sudare, cioè deve emette radiazioni ionizzanti.

Sono stati catalogati 4 tipi principali di radiazioni ionizzanti:

• Alfa: l’isotopo emette 2 protoni e 2 neutroni. In pratica emette il nucleo dell’atomo di elio
• Beta: l’isotopo emette elettroni
• Gamma: l’isotopo emette raggi gamma, vale a dire il massimo livello di potenza della luce
• Neutroni: l’isotopo emette neutroni

Man mano che le radiazioni vengono emesse, l’atomo dimagrisce finchè, dopo tantissimo tempo non arriva a stabilizzarsi. A quel punto potrebbe essere un atomo diverso da quello che era prima. Per esempio, l’uranio, nei millenni decade radioattivamente diventando piombo.

Lo strumento per misurare le radiazioni ionizzanti è il contatore Geiger. È dotato di un sensore che produce un sonoro “clic” quando viene colpito da una particella, alfa, beta…

L’unità di misura invece è il Sievert. 1 Sievert indica che un Kg di materia biologica (pelle, organi, tessuti…) ha ricevuto un Joule di energia.

Per intenderci, ricevere 1 Sievert ti pone in serissimo pericolo di vita, a 2 la morte é sicura.

Le radiazioni ionizzanti sono quindi luce o particelle, più o meno grandi, dotate di moltissima energia, sparate via dagli atomi ciccioni che vogliono stabilizzarsi.

Se le immagini come proiettili, puoi capire perchè siano dannose se intercettano dei tessuti biologici. Possono danneggiare il DNA contenuto all’interno delle cellule e disintegrare le molecole del corpo.

I 2 modi migliori sono:

• mettere una barriera
• mettersi a distanza

Basta allontanarsi un po’ da una sorgente di radiazioni ionizzanti e si vede un enorme decremento di quelle che ci raggiungono. L’aria, infatti, costituisce un ostacolo niente male da superare per queste particelle energetiche. Ecco perchè l’atmosfera sulle nostre teste impedisce ai raggi cosmici di nuocerci. Certo, prendere un aereo e volare ad alta quota assottiglia questo schermo.

Quanto a barriere invece, per le radiazioni alfa, un foglio di carta è già sufficiente per bloccarle. Con le beta serve un foglio di piombo, mentre con i raggi gamma e neutroni serve un bel pannello di piombo e magari cemento. Ecco perchè il reattore di Chernobyl è stato ingabbiato in una struttura di cemento armato con muri spessissimi.

Il problema nasce quando non si riesce a mettere distanze o barriere. Se degli elementi radioattivi vengono diffusi nell’ambiente e vanno a depositarsi nei prati, nei laghi, negli oceani e finiscono per essere ingurgitati da bestiame o dai pesci, finiamo per ingerirli anche noi quando ci facciamo una bistecca o un’orata o un piatto di insalata.

A quel punto, la fonte di radiazioni ionizzanti l’abbiamo direttamente nel nostro corpo, a diretto contatto con i nostri tessuti che ne assorbono tutte le sue emissioni, come con le sigarette. Con le bombe atomiche, gli atomi radioattivi generati dalla fissione si vanno a incollare a tutto il pulviscolo che l’esplosione solleva e che, ricadendo al suolo, si deposita su tutto quello che investe. La famosa ricaduta radioattiva.

Ad ogni modo sono casi eccezionali e sappi che, quotidianamente, sei comunque soggetto ad un quantitativo minimo e innocuo di radiazioni: dalla terra stessa per esempio o mangiando una banana.

Le radiazioni ionizzanti sono usate per una miriade di applicazioni e spaziano, per nominarne solo alcune, dalla medicina alla produzione di energia, passando per l’archeologia.

Hai mai sentito parlare di datazione al carbonio 14? Si basa sul decadimento radioattivo di un isotopo del carbonio, il carbonio 14 per l’appunto.

La forma stabile del carbonio infatti ha 6 protoni e 6 neutroni, quindi carbonio 12. Il 14 ha 2 neutroni di troppo che lo rendono instabile e quindi radioattivo. Ogni forma di vita vivente sulla Terra assorbe nei propri tessuti il carbonio 14 costantemente prodotto nell’alta atmosfera. Quando muoriamo non lo assorbiamo più e quindi, quello accumulato fino a quel momento, può solo diminuire, nei millenni, emettendo radiazioni.

Sapendo che il carbonio 14, emettendo radiazioni ionizzanti beta, si dimezza in 5568 anni circa, basta vedere quanto ne rimane in un corpo per capire da quanto tempo sta decadendo.

Le radiazioni vengono utilizzate per le lastre, ad esempio. Non sono altro che fotografie in cui il flash, anzichè emettere luce normale, emette raggi x.

Immagina di posizionarti davanti un muro bianco ed essere investito da un gavettone di vernice rossa. Quando ti sposterai dal muro la tua sagoma bianca sarà stagliata in mezzo ad una macchia rossa. Il corpo ha bloccato la vernice lasciando sul muro il contorno della tua sagoma.

Le lastre funzionano alla stessa maniera: i raggi x attraversano i tessuti molli come muscoli, pelle e organi, ma vengono assorbiti da quelli più duri come le ossa. Lasciano quindi il contorno delle ossa sul ricettore permettendo di farci una foto dove la luce non arriverebbe. Vediamo quindi l’ombra che le ossa, illuminate dai raggi x, proiettano sulla pellicola.

Nelle centrali nucleari viene effettuata una reazione di fissione (come la bomba atomica ma più controllata ovviamente) tramite la quale viene liberata moltissima energia, sottoforma di calore. Il calore fa bollire l’acqua che diventa vapore che viene sparato sulle turbine che producono energia elettrica.

Il risultato della fissione sono però atomi radioattivi, instabili, che quindi emettono radiazioni ionizzanti e vanno, perciò, trattati e immagazzinati.

Le radiazioni ionizzanti incutono timore al solo nominarle. Con questo articolo spero di aver lenito un po’ di quella paura facendoti capire di cosa si tratta. Certo sono pericolose, ma effettivamente, ogni giorno, siamo esposti a dosi innocue da fonti naturali, senza che lo sappiamo.

Davide