Radioattività naturale ed artificiale

A partire dagli anni ’40, con l’avvento della tecnologia nucleare, l’uomo ha imparato a produrre sostanze radioattive non esistenti in natura e così è nata la radioattività artificiale (ad esempio il cesio 137, lo iodio 131, il plutonio). In seguito prima ai test nucleari ed alle esplosioni di Hiroshima e Nagasaki, e poi all’uso pacifico dell’energia nucleare ed agli incidenti ad esso correlati (ad esempio quello di Chernobyl o di Fukushima), anche la radioattività artificiale si è diffusa in ambiente. Elementi radioattivi prodotti dall’uomo sono ad esempio il plutonio, il tecnezio e l’americio.

Gli elementi radioattivi naturali possono essere di origine primordiale, come ad esempio l’uranio, il radio, il torio, il radon, oppure cosmogenica, come il berillio 7 o il carbonio 14.  

Di uno stesso elemento chimico possono esistere diversi isotopi, cioè atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni: alcuni di questi isotopi sono stabili (ad esempio il cesio 133 o ¹³³Cs), altri instabili o radioattivi (come il cesio 137 o ¹³⁷Cs, creato artificialmente). Nel caso dell’idrogeno, sia l’isotopo stabile (¹H) che quello radioattivo (³H o trizio) sono entrambi presenti in natura. Alcuni elementi naturali, come l’uranio (U), il radio (Ra) e il radon (Rn), o artificiali come il plutonio (Pu), non hanno isotopi stabili: questo avviene per tutti gli elementi il cui numero di massa (somma del numero di protoni e di neutroni) è maggiore di 210, valore oltre il quale le due forze che agiscono all’interno dei nuclei (elettrostatica – repulsiva – e nucleare – attrattiva) non riescono più ad equilibrarsi.

Tutte le specie radioattive esistenti sono rappresentate nella Carta di Segrè, l’analogo della tavola di Mendeleev per i composti chimici). Nella parte centrale della Carta, detta “valle della stabilità”, si trovano tutti i nuclei stabili.

In condizioni normali la radioattività naturale è la principale causa di esposizione dell’uomo alle radiazioni, in particolare attraverso il radon, un gas radioattivo naturale incolore ed inodore, inquinante degli ambienti chiusi (indoor), noto come agente cancerogeno e seconda causa di tumori polmonari dopo il fumo. Suolo, rocce, materiali da costruzione, falde acquifere sono le sorgenti da cui il radon può facilmente fuoriuscire, grazie anche alla elevata mobilità che lo distingue (il radon è un gas nobile); all’aperto il radon si disperde e si diluisce, mentre in ambienti chiusi può accumularsi, raggiungendo a volte concentrazioni rilevanti. La problematica del radon indoor è da anni ampiamente studiata e discussa a livello mondiale. Anche la radioattività artificiale contribuisce all’esposizione della popolazione.

La pericolosità per l’uomo della radioattività naturale e artificiale è la medesima; ciononostante, la radioattività artificiale è soggetta a limiti molto più severi di quelle previsti per la radioattività naturale perché è generata dall’uomo e si ritiene che il suo impatto sull’ambiente e sulla salute debba e possa essere minimizzato attraverso serie misure di prevenzione.