Cosa si intende per radioattività naturale?

Anche se associamo la parola "radioattività" ad eventi come Chernobyl o Fukushima, in realtà si tratta di un fenomeno che esiste anche in natura – come ad esempio all'interno delle rocce, degli alimenti e perfino nel nostro corpo. La radioattività naturale, infatti, è dovuta alla presenza di atomi instabili che, decadendo spontaneamente, originano altri elementi chimici – che a loro volta potrebbero essere radioattivi. Con radioattività artificiale, invece, si intende quella derivante da atomi prodotti in laboratorio o apparecchiature costruite dall'uomo (centrali nucleari o apparecchiature per la diagnosi medica). Durante il decadimento vengono emesse delle particelle (o radiazioni) di diverso tipo che possono essere pericolose per l'ambiente e per l'uomo. Vediamo insieme un po' di storia, le caratteristiche della radioattività e delle radiazioni emesse.

Esempi di radioattività naturale

Numerosi sono gli elementi radioattivi presenti sulla crosta terreste: l'uranio (presente nelle formazioni geologiche), il radon (elemento gassoso), il torio e il potassio presente anche nel corpo umano – tanto per citarne alcuni. Gli elementi radioattivi si trovano in materiali o alimenti di uso quotidiano: nel granito dei nostri edifici, nel petrolio, nei fertilizzanti e perfino nelle banane! Attenzione: questo non vuol dire che questi oggetti siano pericolosi per la nostra salute.

La dose annuale di radioattività naturale che un essere umano in media assorbe in Italia infatti è di circa 3 millisievert (mSv) per anno. Un decimo è dovuto alla radioattività del potassio-40 (⁴⁰K) presente all'interno del nostro corpo. Per una persona di circa 70 kg, parliamo di circa 150 g di potassio che generano circa fra i 4000 e i 5000 decadimenti radioattivi al secondo. Inoltre, il 10% di questi decadimenti produce anche raggi gamma. Il carbonio-14 (¹⁴C) all'interno del nostro corpo, invece, genera "soltanto" 3000 decadimenti al secondo.

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Cosa significa “radioattività”?

Mangiando una banana si ingeriscono circa 0.4 g di potassio. Poiché la radioattività naturale del potassio equivale a circa 31 Bq per grammo, si trovano 13 Bq per ogni banana ingerita, un valore ridotto se paragonato alla dose giornaliera.

Il tabacco contiene tracce di torio, piombo, polonio e uranio, le quali vengono concentrate attraverso il processo di essicazione. Fra piombo-210 e polonio-210, ogni sigaretta genera circa 30 mBq. Il conseguente rischio biologico per un fumatore che fuma 20 sigarette al giorno per 1 anno è calcolato essere equivalente a circa 28 radiografie al torace.

I principali studi sulla radioattività

Numerosi scienziati hanno studiato la radioattività: da Wilhelm Conrad Röntgen che nel 1895 scoprì i raggi X, a Antoine Henri Becquerel che l'anno successivo scoprì la radioattività naturale dell'uranio, fino ad arrivare alla conosciuta Maria Sklodowska-Curie e a suo marito Pierre Curie che scoprirono polonio e radio. I loro studi non solo hanno permesso di conoscere questo processo, ma anche di sfruttarlo per applicazioni industriali e mediche nella vita di tutti i giorni.

Come si misura la radioattività

La radioattività si misura in Bequerel (Bq): un Bq corrisponde al numero di atomi che decadono ogni secondo.

Il fondo di radioattività naturale rappresenta la quantità di radiazioni ionizzanti naturali che ci circondano, sia di origine terrestre (come gli isotopi radioattivi sulla crosta terrestre, ovvero atomi dello stesso elemento chimico ma con un numero diverso di neutroni) che extra-terrestre (come i raggi cosmici).

Questo processo di trasformazione viene chiamato decadimento radioattivo e può avere tempistiche diverse. Il tempo di decadimento, caratteristico di ciascun isotopo, può variare dai secondi fino ai milioni di anni. L'emivita rappresenta il tempo dopo il quale la quantità dell'isotopo in questione si è dimezzata.

Tipi di radiazioni emesse

Questi decadimenti possono essere di diverso tipo: alfa, beta e gamma. Le particelle alfa (α), o raggi alfa, sono nuclei di elio, formati da due protoni e due neutroni.

Le particelle beta (β), invece, sono elettroni o anti-elettroni (i quali sono anche chiamati positroni).

I raggi gamma (γ) sono fotoni molto energetici, ovvero radiazioni elettromagnetiche con una lunghezza d'onda cortissima, più corta di quella dei raggi X.