Radioattività e scoperte dei coniugi Curie

La Radioattività

La radioattività naturale

La Terra possiede una radioattività naturale dovuta alle radiazioni che si sprigionano dalle rocce della crosta terrestre e dalle radiazioni che provengono dallo spazio; a tale radioattività gli esseri viventi si sono perfettamente adattati.
Negli ultimi decenni, le esplosioni nucleari (avvenute in luoghi disabitati in forma sperimentale), le radiazioni sfuggite alle centrali atomiche e quelle prodotte dalle apparecchiature mediche e industriali hanno contribuito ad aumentare le radioattività naturale portandola a livelli pericolosi per i viventi e per l’ambiente.

Tipi di radiazioni

La radioattività è la proprietà di alcuni elementi chimici “instabili” di emettere radiazioni. Esistono diversi tipi di radiazioni: α, β e γ. Le particelle α sono composte da due neutroni e da due protoni. Le particelle β possono essere β+ o β- costituite rispettivamente da positroni (elettroni con cariche positive) e elettroni. Le radiazioni γ, invece, sono costituite ognuna da una radiazione elettromagnetica emessa da un nucleo instabile durante il suo decadimento.

Quali sono gli effetti delle radiazioni?

Si è appurato che le radiazioni α e β, poco penetranti, colpiscono solo i tessuti superficiali provocando ulcerazioni e ustioni, mentre le radiazioni γ, molto penetranti, arrivano a colpire le strutture molecolari con gravissime conseguenze.

Gli studiosi hanno inoltre individuato una “dose soglia” di radiazioni, oltre la quale si manifestano effetti dannosi negli individui contaminati; sono stati anche messi a punto degli strumenti, come il notissimo contatore Geiger, che rivelano la presenza e l’intensità delle radiazioni, poiché esse non possono essere percepite con i soli sensi.

Bomba atomica e radiazioni

La bomba atomica, oltre a sviluppare temperature elevatissime, provoca onde distruttrici di enorme potenza ed emette radiazioni γ che salgono nell’atmosfera e, trasportate dai venti, possono raggiungere località molto lontane. Le radiazioni

provocano mutazioni nel corredo cromosomico degli esseri viventi causando gravi alterazioni anche alle generazioni successive.
Le scoperte sulle radiazioni sono state fatte da diversi scienziati. I coniugi Curie hanno scoperto elementi radioattivi, polonio e radio, e le capacità benefiche di questi, ma se ci si espone toppo alle radiazioni può diventare pericoloso; infatti Marie Curie è morta di leucemia dovuta alla prolungata esposizione alle radiazioni.

Contaminazione e misurazione

In varie parti del mondo esistono delle stazioni che rivelano sistematicamente il livello di radioattività.

La contaminazione di una persona avviene per irraggiamento esterno o interno, a seconda che il materiale radioattivo sia presente nell’ambiente o venga introdotto nell’organismo con gli alimenti o con l’aria. Le radiazioni presenti nell’aria possono contaminare direttamente l’uomo attraverso l’inalazione o indirettamente passando nel suolo, nelle piante e infine negli alimenti.

L’unità di misura della dose di radiazioni è il rem, ma viene spesso usato il suo sottomultiplo, il millirem.

Sensibilità alle radiazioni

Non tutti i viventi hanno la stessa sensibilità alle radiazioni. Ad esempio, dosi di poche centinaia di rem possono provocare la morte di un uomo ma possono essere inoffensive per alcuni virus.

I danni causati all’uomo sono più o meno gravi a seconda dell’intensità, della durata e del tipo di radiazioni. Inoltre, si hanno effetti immediati se l’esplosione alle sostanze radioattive è diretta, e ritardati se non vi è contatto diretto.

Danni cellulari

L e radiazioni causano alterazioni alla struttura degli atomi e delle molecole che attraversano e nelle cellule agiscono sulla molecola del DNA rallentando o bloccando la riproduzione cellulare.

Le cellule più attive e in continua proliferazione (cellule del sangue, del midollo osseo, dell’apparato digerente, cellule riproduttive) sono più sensibili alle radiazioni e subiscono i danni maggiori. Le cellule più specializzate (cellule nervose e muscolari) sono meno sensibili e subiscono danni minori.

Effetti a lungo termine

L’esposizione alle radiazioni causa a distanza di tempo, l’insorgere di tumori soprattutto negli organi colpiti dove si fissano le particelle radioattive.
Lo iodio 131, per esempio, si fissa nella tiroide e, avendo tempo di dimezzamento di otto giorni, viene eliminato rapidamente (in circa 120 giorni).

Il cesio 134 e il cesio 137, con un periodo di dimezzamento rispettivamente di due e di trenta anni, si fissano nei muscoli.

Il bario 140 si dimezza in tredici giorni e si concentra nelle ossa dalle quali difficilmente viene eliminato.

Lo stronzio 90 si dimezza in ventotto anni e si concentra nelle ossa dove va a sostituire il calcio causando l’insorgere di tumori ossei; nel caso in cui raggiunga il midollo osseo causa leucemia.

Stabilità nucleare

Un atomo che emette una particella α o β si trasforma in un differente elemento chimico, mentre se ne espelle una di tipologia γ non si modifica.

I neutroni, privi di carica, sono una sorta di “ammortizzatori” per i protoni e rimangono uniti a questi formando un nucleo compatto e stabile grazie alla forza nucleare. Se un elemento è, invece, instabile, in cui entrambe le particelle aumentano troppo di numero (come per esempio l’uranio) la forza nucleare non è abbastanza per mantenere compatto il nucleo, quindi questo si disintegra spontaneamente, eliminando le particelle dal nucleo e trasformandosi in un elemento diverso, non radioattivo e stabile.