Che cos'è la radioattività naturale?
Il termine "radioattività naturale" si riferisce a qualsiasi fonte di radioattività non prodotta dall'uomo. Le principali fonti di radioattività naturale includono radiazioni cosmiche, radiazioni terrestri e radiazioni da materiale nel corpo umano. Mentre gli alti livelli di radiazione prodotti da dispositivi artificiali uccidono le cellule umane e possono causare il cancro, i bassi livelli che si verificano naturalmente non hanno effetti negativi sulla salute. Ogni essere umano riceve in media 2,4 millisievert (mSv) di radiazioni naturali all'anno, anche se questa quantità varia in base alla posizione geografica e all'occupazione.
Le radiazioni cosmiche sono costituite da particelle subatomiche provenienti dallo spazio, principalmente protoni e nuclei di idrogeno. Il sole emette anche radiazioni durante i brillamenti solari. Quando queste particelle cariche entrano nell'atmosfera terrestre, si scontrano con atomi e molecole atmosferici per creare altri tipi di particelle subatomiche e isotopi radioattivi, incluso il carbonio-14.
Gli isotopi di un dato elemento avranno protoni dello stesso numero, ma il numero di neutroni sarà diverso. Il carbonio-14 ha un nucleo che contiene 6 protoni e 8 neutroni, per un totale di 14 particelle nucleari. Questo isotopo è radioattivo, nel senso che subisce spontaneamente decadimento ed emette particelle. Il carbonio-14 emette un elettrone che decade nell'isotopo stabile azoto-14 per un periodo di tempo fisso. I materiali contenenti carbonio-14 possono essere collocati nel tempo geologico usando un processo noto come datazione al radiocarbonio, in cui la quantità di carbonio-14 nel materiale viene utilizzata per determinare la sua età.
Le radiazioni terrestri sono la seconda fonte principale di radioattività naturale. Questa radiazione proviene da isotopi di carbonio e potassio, nonché da torio e uranio, che possono essere trovati nel suolo, nelle rocce o nell'acqua. Gli ultimi due isotopi decadono in radon e radio, che sono estremamente radioattivi, sebbene rari. Anche il loro tasso di decadimento è piuttosto lungo - ad esempio, l'uranio-238 ha un'emivita di 4,5 miliardi di anni, il che significa che ci vogliono 4,5 miliardi di anni per ridurre di un dato quantitativo la sostanza attraverso il decadimento. La lunga emivita dell'uranio rende trascurabili i suoi effetti sugli esseri umani.
Oltre alle fonti terrestri e cosmiche di radioattività naturale, anche le sostanze presenti nel corpo umano producono radiazioni. La gamma di isotopi radioattivi trovati nel corpo umano ha una fonte terrestre, poiché sono stati ingeriti attraverso cibo, acqua o aria. Includono carbonio-14, potassio-40, uranio, torio, radio e alcuni altri. Le concentrazioni di queste sostanze sono per lo più piuttosto basse, le più alte sono quelle di carbonio e potassio.
La quantità di radioattività naturale che una persona riceve dipende dalla posizione geografica. Alcune aree contengono terreni arricchiti con un particolare isotopo a causa di depositi minerali o processi organici. Ad esempio, le zone umide possono contenere più uranio a causa del decadimento del materiale organico contenente questo elemento. Le aree di elevata elevazione tendono a ricevere più radiazioni cosmiche, poiché sono più alte nell'atmosfera. Astronauti e piloti ricevono più radiazioni cosmiche su base giornaliera rispetto alla persona media per lo stesso motivo.