Il fondo naturale e i decadimenti Alfa, Beta e Gamma

IL FONDO NATURALE

Il fondo di radioattività naturale è il fondo naturale di radiazioni ionizzanti dovuto a cause naturali e che è possibile rilevare ovunque sulla Terra. Il fondo di radioattività naturale è di origine sia terrestre (dovuto a isotopi radioattivi di elementi naturali contenuti nella crosta terrestre), sia extraterrestre (i raggi cosmici).

La media mondiale della dose equivalente di radioattività assorbita da un essere umano e dovuta al fondo naturale è di 2,4 millisievert (mSv) per anno. Questo valore deve costituire il riferimento per stimare eventuali valutazioni di rischio radioprotezionistico. Tuttavia il livello naturale del fondo naturale di radioattività varia significativamente da luogo a luogo. In Italia ad esempio la dose equivalente media valutata per la popolazione è di 3,4 mSv/anno, ma varia notevolmente da regione a regione. Ci sono aree geografiche dove il fondo naturale è significativamente più alto della media mondiale.

IL DECADIMENTO ALFA

In fisica nucleare il decadimento alfa è un tipo di decadimento radioattivo ovvero un processo per cui atomi instabili (e dunque radioattivi) si trasformano (trasmutano) in atomi di un altro elemento a numero atomico inferiore, che possono a loro volta essere radioattivi continuando a decadere oppure stabilizzarsi. Il processo è accompagnato dall'emissione di radiazioni ionizzanti.

IL DECADIMENTO BETA

In fisica nucleare il decadimento β è un tipo di decadimento radioattivo ovvero uno dei processi o reazioni nucleari spontanee attraverso le quali nuclidi instabili (e dunque radioattivi) si trasformano in altri nuclidi di elementi chimici a numero atomico diverso, che possono a loro volta essere radioattivi (continuando a decadere) oppure stabili, con emissione di altre particelle subatomiche ionizzanti secondo il principio di conservazione della massa/energia. Nel processo sono coinvolte le cosiddette forze nucleari deboli

I RAGGI GAMMA

In fisica nucleare i raggi gamma (spesso indicati con la lettera greca minuscola gamma, γ) sono una forma di radiazione elettromagnetica, appartenente allo spettro elettromagnetico, prodotta dal cosiddetto decadimento gamma o da processi nucleari o subatomici consistenti dunque nell'emissione di fotoni ad alta energia.

I raggi gamma sono più penetranti della radiazione particellare prodotta dalle altre forme di decadimento, ovvero decadimento alfa e decadimento beta, a causa della minor tendenza ad interagire con la materia essendo essi fotoni, ma sono meno ionizzanti.
I raggi gamma si distinguono dai raggi X per la loro origine: i gamma sono prodotti da transizioni nucleari o comunque subatomiche, mentre gli X sono prodotti da transizioni energetiche dovute ad elettroni in rapido spostamento sui loro livelli energetici quantizzati. Poiché è possibile per alcune transizioni elettroniche superare le energie di alcune transizioni nucleari, i raggi X più energetici si sovrappongono ai raggi gamma più deboli.
Uno schermo per raggi γ richiede una massa notevole. Per ridurre del 50% l'intensità di un raggio gamma occorrono 1 cm di piombo, 6 cm di cemento o 9 cm di materiale pressato.
Nonostante i raggi gamma siano meno ionizzanti degli alfa e beta, occorrono quindi schermi più spessi per la protezione degli esseri umani. I raggi gamma producono effetti simili a quelli dei raggi X come ustioni, forme di cancro e mutazioni genetiche.