La radioattività​

 

La radioattività non è stata inventata dall’uomo, ma è un fenomeno naturale, che esiste da sempre in natura. Gli atomi instabili di alcuni elementi (isotopi), si trasformano (decadono) spontaneamente in altri elementi, stabili o a loro volta radioattivi (famiglie radioattive), emettendo particelle (radiazioni) di diversa natura (alfa, beta, gamma).

Queste particelle possono essere di energia e quantità tali da poter rappresentare un rischio per la salute dell’uomo e per l’ambiente. Per questo motivo è necessario proteggersi dalle radiazioni. 

La radioattività, dunque, non è stata inventata dall’uomo, ma esiste da sempre in natura, nella crosta terrestre, nel cosmo, nel corpo umano e anche negli alimenti.

Numerosi importanti scienziati, come Wilhelm Röntgen, Henri Becquerel, Maria Sklodowska-Curie e Pierre Curie, ed Ernest Rutherford, tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo, si sono impegnati nello studio della radioattività e dei fenomeni ad essa associati. Da allora la conoscenza sulla radioattività è cosi aumentata da permettere, oggi, una sua applicazione in numerose pratiche della nostra vita quotidiana, da quelle industriali, a quelle mediche e di ricerca. 

L’unità di misura della radioattività è il Becquerel (Bq), in onore del fisico Henri Becquerel che la scopri. Essa corrisponde al numero di atomi che si disintegrano in un secondo (unità di tempo). Il processo di trasformazione (decadimento radioattivo) può esaurirsi con tempi (tempo di decadimento) che sono caratteristici dei vari isotopi e può variare da pochi secondi fino a milioni di anni. Qualsiasi sia il (tempo di decadimento si ha la progressiva riduzione della radioattività. 

Radioattività naturale

La radioattività naturale è quella che viene generata da fonti che si trovano in natura. Un esempio è dato dalle radiazioni cosmiche che giungono sulla Terra attraverso gli spessori dell’atmosfera.

 

Sono numerosi, inoltre, gli elementi radioattivi presenti nella crosta terrestre, nel corpo umano e anche negli alimenti. Esempi di radionuclidi naturali sono l’uranio, presente in molte formazioni geologiche, il radon (elemento gassoso derivato da una famiglia radioattiva dell’uranio e presente in molti ambienti domestici) e il potassio presente nel corpo umano.

 

Elementi radioattivi possono trovarsi in materiali di uso comune (ad esempio granito, materiali da costruzione, fertilizzanti, petrolio, ecc). 

 

La radioattività naturale varia da un luogo all’altro, in funzione delle caratteristiche geologiche e dell’altitudine.  ​

 

Radioattività artificiale: i suoi impieghi

 

La radioattività artificiale è quella che si genera a seguito di attività umane: produzione di energia nucleare, apparecchiature mediche per diagnosi e cure, apparecchiature industriali, attività di ricerca.

Tutte le attività sono rigorosamente regolate da legislazioni nazionali.  

Energia Nucleare  
La sala controllo della centrale nucleare di Caorso (Piacenza)

La produzione di elettricità da fonte nucleare rappresenta circa l'11% dell'elettricità totale prodotta a livello mondiale. Il dibattito sull'utilizzo di questa fonte è molto animato e deve tener conto di fattori controversi, in termini di costi-benefici, sia dal punto di vista ambientale che da quello economico. Molti Paesi industriali avanzati producono oggi elettricità dalla fonte nucleare (l’Italia è l’unica eccezione in ambito G-8), ma alcuni Paesi, soprattutto Germania e Giappone, hanno programmato e stanno realizzando una progressiva riduzione dell’utilizzo di questa fonte energetica, mentre altri, soprattutto Federazione Russa e Repubblica Popolare Cinese, continuano a profondere importanti investimenti nel settore.
 
Altri Paesi, tra cui l’Italia, hanno deciso invece di rinunciare a questa forma di produzione elettrica.
L’Italia ha svolto un ruolo pionieristico nell’utilizzo dell’energia nucleare: la costruzione della prima centrale elettronucleare iniziò nel 1958 a Latina (reattore raffreddato a gas), l’anno successivo iniziò la realizzazione dell’impianto del Garigliano (reattore ad acqua bollente) e nel 1961 quella di Trino (reattore ad acqua pressurizzata). Nell’ottobre del 1964, con le tre centrali attive, l’Italia era il terzo Paese al Mondo come potenza elettronucleare installata.
 
Nel dicembre del 1981 entrò in funzione anche l’impianto di Caorso (reattore ad acqua bollente). Nel novembre del 1987, con un referendum gli italiani si espressero a larga maggioranza in favore di tre quesiti che fissavano delle restrizioni all’attività nucleare. A seguito di questo referendum il Governo Italiano decise di fermare l’impianto di Latina – quello del Garigliano era già fermo, per un guasto, dal 1978 - e nel 1990 venne presa anche la decisione definitiva di disattivare gli impianti di Trino e Caorso.
 
Il Decreto Legislativo 31/2010, con il quale l’Italia aveva riaperto l’opzione nucleare, è stato parzialmente abrogato per effetto di un nuovo referendum, svoltosi nel giugno del 2011, con il quale questa opzione è stata nuovamente respinta. 

Medicina nucleare

 
Applicazioni diagnostiche
 
Varie sostanze radioattive sono utilizzate per diagnosticare alcune patologie, in quanto sono in grado di fornire informazioni utili all’elaborazione di immagini.
 
Una fra le principali tecniche è l'imaging molecolare, che permette di fornire immagini dettagliate del corpo umano e di quello che accade al suo interno.

 
Applicazioni terapeutiche
 
Alcune terapie utilizzano i radiofarmaci per distruggere le cellule cancerogene. Per la maggior parte i radiofarmaci sono composti da una piccola quantità di materiale radioattivo, detto radionuclide, combinata all’interno di una molecola che individua le cellule.
 
Alcuni radionuclidi hanno un’abilità naturale di concentrarsi sulle specifiche cellule o sui processi biologici, e non necessitano di essere combinate o modificate. Quando entrano nella circolazione sanguigna del paziente, i radiofarmaci si muovono e rilasciano le radiazioni direttamente nelle parti malate. La terapia molecolare è altamente selettiva nel colpire solo le cellule cancerogene, limitando l’esposizione della parte sana alle radiazioni.
  
Attività di ricerca in medicina nucleare
 
Alcune attività di ricerca medica impiegano la radioattività attraverso analisi di laboratorio finalizzate alla produzione dei radiofarmaci e alla definizione ottimale dei loro dosaggi. Ne sono esempio la RIA (Radio Immuno Assay); l'IRMA (Immuno Radio Metric Assay) e le analisi biologiche.
 

Industria

In campo industriale, l’impiego della radioattività avviene principalmente attraverso le sorgenti sigillate. Di seguito alcuni esempi di applicazioni.

 
  • Gammagrafia industriale: attività finalizzata ad evidenziare anomalie strutturali in materiali solidi di elevato spessore, utilizzando radiazioni con alta capacità penetrante, che consentono una visione radiografica delle parti interne.
  • Irraggiamento: tecnica utilizzata per la sterilizzazione biologica (prodotti medicali o derrate alimentari), e per la “stimolazione” delle sementi, al fine di ottenere una più alta germinazione o resistenza alle avverse condizioni ambientali.
  • Radiometria: applicazione utilizzata per misurare il livello, lo spessore, la densità e l’umidità dei materiali, oltre che nei rilevatori di fumo e nei gascromatografi.
  • Generatori di corrente: strumenti che sfruttano il calore prodotto dal decadimento radioattivo per attivare processi di tipo termoelettrico.   

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