GPT 2001

Per convenzione chiamiamo Radiazione Ambientale l'insieme delle radiazioni ionizzanti provenienti dalla radioattività e sotto forma di raggi cosmici secondari. Essendo intimamente connessa ad innumerevoli processi di origine geofisica (p. es. trasporto in atmosfera, variabili meteorologiche locali, attività tettonica), astrofisica (attività solare in genere) ed antropogenica (incidenti a reattori nucleari, immissione nell'ambiente di inquinanti radioattivi, ecc.), essa è caratterizzata da un'estrema variabilità nello spazio e nel tempo.

Sulla superficie terrestre la radioattività naturale è dovuta in massima parte alla presenza di thoron (²²⁰Rn) e radon (²²²Rn), due gas nobili che fanno parte delle catene radioattive del torio (²³²Th) e dell'uranio (²³⁸U), rispettivamente. Poiché la concentrazione di questi gas nel suolo e nelle rocce, dove sono prodotti, è superiore a quella in atmosfera, essi fuoriescono continuamente per diffusione molecolare e la quantità di gas che esce dipende fortemente dalle caratteristiche fisico - chimiche del luogo di provenienza e da innumerevoli fattori esterni, tra i quali pioggia, neve, pressione atmosferica, velocità del vento e temperatura.

Sia il thoron che il radon sono essi stessi radioattivi, i cui prodotti di decadimento sono isotopi di elementi quali polonio (Po), bismuto (Bi), piombo (Pb) e tallio (Tl), tutti metalli pesanti che si fissano facilmente alle particelle di aerosol presenti in atmosfera. Una volta formatosi l'aerosol radioattivo partecipa a tutti i processi meteorologici, compreso il trasporto su larga scala, e la sua eliminazione dall'atmosfera avviene o per decadimento spontaneo o per rimozione "meccanica" (deposizione secca al suolo per precipitazione gravitazionale, sotto forma di pioggia, neve, ecc.).

Come già accennato all'inizio, la seconda importante sorgente naturale di radiazioni è quella costituita dai raggi cosmici, che sono particelle di alta energia (in prevalenza protoni) di origine extraterrestre. La massima parte proviene da regioni del cosmo esterne al Sistema Solare (ma quasi certamente entro i confini della Galassia), mentre una piccola percentuale ha origine sul Sole, soprattutto quando questo è nelle fasi di attività più intensa.

L'interazione dei raggi cosmici primari con i gas dell'atmosfera dà luogo a grandi quantità di prodotti secondari (protoni, neutroni, muoni, elettroni e fotoni), la maggior parte dei quali è assorbita negli strati alti dell'atmosfera, ma una porzione non trascurabile raggiunge la superficie terrestre. Al suolo, i raggi cosmici secondari sono costituiti in misura preponderante da muoni (particelle simili agli elettroni, ma molto più pesanti), elettroni e fotoni gamma, con una piccola percentuale di neutroni.

La sorveglianza continua della Radiazione Ambientale è di estremo interesse, non solo nella ricerca fisica di base, ma anche per le applicazioni che ne possono derivare. Si pensi, ad esempio, al fatto che il radon ed il thoron presenti in aria, se in concentrazioni elevate, possono rappresentare un serio pericolo per la salute della popolazione; o al fatto che questi stessi gas (in particolare il primo) possono diventare dei preziosi segnali premonitori di imminenti scosse sismiche; o ancora alle possibilità che i radionuclidi, usati come traccianti, offrono nello studio della dinamica atmosferica su piccola e grande scala; oppure all'estrema sensibilità con cui i raggi cosmici rispondono alle variazioni temporali dell'attività solare ed agli effetti che questa ha sull'ambiente terrestre.

Inoltre si tenga presente che quella ambientale è una radiazione di fondo ineliminabile, la cui variabilità merita di essere compresa appieno perché interferisce spesso con le attività umane, come nel caso dell'utilizzo di macchine diagnostiche in medicina nucleare o quando, in particolari ricerche che fanno uso di radiazioni e che richiedono precisione estrema, diventa di capitale importanza saper distinguere fra il segnale d'interesse ed il fondo stesso.

Nell'ambito delle ricerche che abbiamo condotto per alcuni anni nel campo della rivelazione e studio della Radiazione Ambientale, abbiamo sviluppato un sistema innovativo di acquisizione ed analisi di dati relativi all'intensità, e relativa variabilità, di detta radiazione.

Sulla base di questa esperienza siamo in grado di produrre rivelatori di radiazione cosmica e di radioattività aerotrasportata, terrestre e marina, con le seguenti caratteristiche:

- possibilità di effettuare sequenze illimitate di conteggi con tempi di acquisizione variabili a partire da 30 secondi (a discrezione dell'utente)

- possibilità di scelta del campo di energia

- software che permette la graficazione e l'analisi in tempo reale ("quick look") dell'andamento temporale dell'intensità di radiazione in bande di energia scelte a piacere

- gestione via software dell'acquisizione di spettri, loro manipolazione e dei parametri hardware

- facile trasportabilità di tutta la strumentazione per misure in volo, in barca, ad alte quote, su carrello radiocomandato (o controllato con GPS)

- misura dei parametri meteorologici

- possibilità di controllo remoto via rete e con sistema satellitare