Volume 1

MODULO F La velocità del decadimento radioattivo viene espressa da una grandezza definita tempo di dimezzamento o periodo di dimezzamento, indicato con il simbolo t1/2. 14 7N + 10n 146C + 11H (15.3) Come si vede dall equazione 15.3, neutroni (01 n) provenienti dai raggi cosmici interagiscono con normali atomi di azoto con la formazione dell isotopo carbonio-14. Il carbonio-14 così formato, può essere inglobato nell anidride carbonica (CO2) dell aria, che viene assimilata, attraverso il processo fotosintetico, dalle piante come l anidride carbonica dell isotopo stabile carbonio-12. Quindi nelle piante è presente una piccola frazione di carbonio-14: più esattamente, per ogni 1012 atomi di carbonio-12 si ha un atomo di carbonio-14. Una pianta in vita mantiene costante il rapporto 14C/12C, come pure gli animali erbivori ecc. (catena alimentare). Quando una pianta muore, non assimila più il carbonio radioattivo e di conseguenza inizia il decadimento del carbonio-14 secondo la seguente reazione nucleare. 14 6C 149 7N +0 1e (15.4) U. 15 - La chimica nucleare Esso esprime il tempo necessario per il decadimento radioattivo di metà campione della sostanza. Gli isotopi non hanno tutti lo stesso tempo di dimezzamento (t 1/2 ), per alcuni t 1/2 è uguale a pochi secondi, per altri t 1/2 è uguale a migliaia di anni (Tab. 15.2). Basandosi sulla velocità di decadimento del carbonio-14, è possibile determinare l età dei materiali organici. Questo metodo è stato usato per valutare l autenticità di tele di pittori del Rinascimento e per determinare l età di reperti preistorici. Il metodo del carbonio-14 è utile per determinare l età di reperti che hanno un età compresa tra poche centinaia e 50.000 anni. Il carbonio-14 viene prodotto nell atmosfera secondo la seguente reazione nucleare: t1/2 = 5720 anni come si vede dall equazione 15.4 il carbonio-14 decade emettendo una particella , quindi il rapporto 14C/12C con il passare del tempo diminuisce. Misurando questo rapporto, è possibile determinare l età della pianta e di qualsiasi altro reperto organico. Figura 15.4. L età di un fossile viene determinata con il metodo del carbonio-14; per fare un altro esempio, tale metodo è impiegato anche per il riconoscimento di vini prodotti in determinate annate (ricordiamo Chernobil). 15.4 15. 4 Effetti nocivi delle radiazioni sui tessuti biologici Le radiazioni , e quando attraversano i tessuti biologici provocano ionizzazioni e quindi la distruzione delle sostanze organiche di cui sono costituiti. L entità del danno dipende soprattutto da due fattori: 1. il tipo di radiazione assorbita; 2. la quantità di radiazione assorbita. Dose rem Effetto 0-25 25-50 50-100 100-200 200-500 oltre 500 nessun effetto visibile piccola riduzione di globuli bianchi nel sangue grave riduzione di globuli bianchi nel sangue perdita di capelli, vomito, nausea emorragie, possibile morte morte sicura La quantità di radiazione assorbita si misura in rad. Tabella 15.3. Effetti per una singola dose di radiazioni. rad = 10 2 J (Joule) di energia assorbita per chilogrammo di tessuto biologico. 197