Radioattività: definizione e spiegazione

La radioattività, come suggerisce il nome stesso, è l’atto di emettere una radiazione in modo spontaneo. Un nucleo atomico instabile cede parte della propria energia perché si modifica per raggiungere una conformazione più stabile.

Durante la prima metà del XX secolo, gran parte degli studi della fisica sono stati dedicati alla comprensione di questo fenomeno. In natura esistono circa 90 elementi e 270 isotopi, perché esistono diversi isotopi di uno stesso elemento. Ogni elemento chimico ha nel nucleo un numero fisso di protoni, ma può avere un numero variabile di neutroni, ossia esistere in forma di diversi isotopi.

Gli isotopi presenti in natura sono, nella maggior parte dei casi, stabili. Tuttavia alcuni di questi, e soprattutto quelli artificiali, presentano nuclei molto instabili. È questa instabilità energetica che causa la trasformazione che è accompagnata dall’emissione di radiazioni, fenomeno noto appunto come decadimento.

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L’instabilità del nucleo comporta l’immediata emissione di radiazioni, la probabilità che un atomo instabile inizi il processo di decadimento è costante. Il tempo impiegato da metà degli atomi in una data massa per passare a uno stato più stabile è chiamato il tempo di dimezzamento, ossia emivita. L’emivita è una caratteristica notevolmente variabile da un elemento all’altro e differisce da qualche secondo fino a miliardi di anni. Ad esempio lo iodio 131, un isotopo radioattivo comunemente usato in medicina, ha un’emivita di soli otto giorni. L’uranio 238 ha un’emivita di 4.5 milioni di anni.

Come viene misurata la radioattività?

La radioattività è un fenomeno fisico e può essere misurata contando quanti atomi decadono spontaneamente ogni secondo. Si tratta, dal punto di vista concettuale, di una misura semplice, tuttavia sono necessari strumenti complessi progettati per rilevare il particolare tipo di radiazioni emesse con ogni decadimento.

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Per effettuare le misure di radioattività gli scienziati, in origine, avevano concordato sull’impiego del del curie come unità di misura, abbreviato “CI”. Il nome scelto è un omaggio a Pierre e Marie Curie, scopritori del radio 87. Oggi questa unità di misura è stata surclassata dal becquerel, riportato nel sistema internazionale come “SI”. Anche in questo caso il nome è un omaggio ad uno scienziato, Henri Becquerel, lo scopritore della radioattività.

Quali sono gli effetti sulla salute?

Sun

La radioattività è un fenomeno naturale e sono stati scoperti molti minerali che emettono radiazioni in modo costante: l’aria che respiriamo ne contiene, così come gli alimenti e il nostro corpo, nel quale c’è una piccola quantità di potassio 40 e il carbonio 14. La presenza di quest’ultimo isotopo radioattivo è stata da tempo sfruttata per le ricerche di datazione.

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La Terra, inoltre, riceve radiazioni ad alta energia dal Sole, che contribuiscono ad una certa e inevitabile radiazione di fondo. A tutto questo si aggiungono diverse fonti artificiali. Livelli bassi di radioattività compatibili con i fenomeni naturali non creano danno al nostro organismo, mentre in alte dosi le radiazioni sono nocive sia a breve che a medio-lungo termine.

Impieghi della radioattività

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Ecco quali sono gli isotopi radioattivi più diffusi e i loro impieghi.

In medicina:

  • cromo 51, sodio 24, mercurio 203, iodio 131, cobalto 60, oro 189, fosforo 31.

Nel campo dell’archeologia:

  • carbonio 14, potassio 40, isotopi di piombo.

Nel campo dell’agricoltura:

  • cobalto 60, fosforo 32.

17 aprile 2018
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