Che cos'è la radioattività e che cos'è il tempo di dimezzamento?

Ogni atomo ha un nucleo minuscolo fatto di protoni e neutroni. La maggior parte dei nuclei è stabile e non cambia mai. Altri hanno un miscuglio di protoni e neutroni poco equilibrato, o troppa energia, e sono instabili. Prima o poi un nucleo instabile decade: espelle una particella o un pacchetto di energia e diventa un nucleo diverso, più stabile. Questa emissione è la radiazione nucleare, e la sostanza è radioattiva.

Il decadimento è casuale. Nessuno può dire quando decadrà un certo nucleo, così come non sai quale moneta darà testa. Ma con miliardi di nuclei il comportamento diventa molto prevedibile, ed è proprio quello che descrive il tempo di dimezzamento.

Ci sono tre tipi principali di radiazione:

• Alfa (α): 2 protoni e 2 neutroni, cioè un nucleo di elio. È la più ionizzante (strappa facilmente elettroni agli atomi) ma la meno penetrante: la fermano pochi centimetri d'aria, un foglio di carta o lo strato esterno della pelle.
• Beta (β): un elettrone veloce emesso dal nucleo quando un neutrone si trasforma in protone. È meno ionizzante e arriva più lontano; la fermano pochi millimetri di alluminio.
• Gamma (γ): non è una particella ma un'onda elettromagnetica di energia altissima (vedi lo spettro elettromagnetico). È la meno ionizzante e la più penetrante; piombo spesso o cemento la attenuano.

Il tempo di dimezzamento (o emivita) è il tempo in cui decade metà dei nuclei instabili di un campione, cioè in cui l'attività si dimezza. Cambia da isotopo a isotopo: circa 6 ore per il tecnezio-99m, circa 8 giorni per lo iodio-131, circa 5730 anni per il carbonio-14 e circa 4,5 miliardi di anni per l'uranio-238. Dopo un tempo di dimezzamento resta ½, dopo due ¼, dopo tre ⅛. La quantità non arriva mai esattamente a zero: continua a dimezzarsi.

L'attività si misura in becquerel (Bq): 1 Bq è un decadimento al secondo. Un contatore Geiger (tubo Geiger-Müller) rileva la radiazione e fornisce un numero di conteggi al minuto o al secondo. Il sievert (Sv) misura l'effetto della radiazione sul corpo. La radiazione non si vede, non si sente, non ha odore: per questo servono i rilevatori.

Tutti riceviamo sempre un po' di radioattività naturale (fondo naturale): il gas radon che esce da alcune rocce, come il granito e i tufi vulcanici diffusi per esempio nel Lazio, i raggi cosmici, i materiali da costruzione e il cibo. Le banane contengono potassio, e una frazione minuscola del potassio naturale è potassio-40, radioattivo. La quantità è piccolissima e mangiare banane è del tutto sicuro.

All'indietro funziona allo stesso modo: se resta 1/8 del carbonio-14, sono passati 3 tempi di dimezzamento (½ · ½ · ½), quindi il campione ha 3 · 5730 = 17 190 anni.

Che cos'è la radioattività in parole semplici?#

Alcuni atomi hanno un centro (il nucleo) instabile. La radioattività è quel nucleo che si spezza da solo e lancia fuori una particella o un pacchetto di energia: la radiazione.

Come nasce la radioattività, e chi l'ha scoperta?#

Nasce dall'instabilità del nucleo. La scoprì Henri Becquerel nel 1896 con i sali di uranio; Marie e Pierre Curie scoprirono poi il polonio e il radio, e Marie Curie diede il nome al fenomeno. I tre condivisero il Nobel per la fisica del 1903.

Qual è la differenza tra radioattività naturale e artificiale?#

La naturale viene da sostanze presenti in natura, come l'uranio delle rocce, il radon e il potassio-40. L'artificiale viene da isotopi prodotti dall'uomo: la ottennero per primi Irène e Frédéric Joliot-Curie nel 1934, e nello stesso anno Enrico Fermi, a Roma, produsse nuovi isotopi radioattivi bombardando i nuclei con neutroni.

Come si misura la radioattività?#

Con un rilevatore come il contatore Geiger, che emette dei «clic» o mostra i conteggi. L'attività si esprime in becquerel (Bq), l'effetto sul corpo in sievert, di solito in millisievert (mSv).

Come ci si protegge dalla radioattività?#

Chi lavora con sorgenti radioattive segue tre regole: limitare il tempo di esposizione, stare a distanza e usare schermature. La radiazione ionizzante può danneggiare cellule e DNA, e il rischio dipende dal tipo di radiazione, dalla dose e dal tempo; il fondo naturale è basso.

Si resta radioattivi dopo una PET o una scintigrafia?#

Per poco tempo. Si usano traccianti con tempo di dimezzamento breve (circa 6 ore il tecnezio-99m, poco meno di 2 ore il fluoro-18 della PET), quindi l'attività cala in fretta. Le indicazioni pratiche dopo l'esame le dà il reparto che lo esegue.

Le banane sono radioattive?#

Pochissimo, come molti cibi, perché contengono potassio e una frazione minuscola di esso è potassio-40. Non c'è alcun pericolo.