FISICA
AMBIENTALE 1
Lezioni 25-26
Radioattività:
effetti
Marie Curie
SOSTANZE RADIOATTIVE
Alcune sostanze naturali sono composte da atomi instabili
Tali atomi subiscono “trasformazioni” in atomi più stabili
DECADIMENTI RADIOATTIVI
+
Particelle cariche (,) o radiazione 

 = Nuclei di elio

-(+) = e-(+) “nucleari”
ad alta v

 = Radiazione
elettromagnetica
IL MECCANISMO DEL DECADIMENTO RADIOATTIVO
ESEMPI:  decay
231
ESEMPI:  decay
α
Gli e- emessi hanno una distribuzione continua in energia
dn/dE
Dipende dalle
caratteristiche
del nucleo
Emax
E(MeV)
L’E più probabile è 1/3 Emax
Emissione di
un positrone
Altri
due
processi:
Cattura
di un e-
NATURAL RADIOACTIVE SERIES
Longest lived member
I232Th: T1/2=1.39 x 1010 years
Longest lived member
I238U: T1/2=4.50 x 109 years
NATURAL RADIOACTIVE SERIES

In natura
Longest lived member
I235U: T1/2=8.52 x 108 years
Longest lived member
I237Np: T1/2=2.20 x 106 years
< dell’età dell’Universo!
UNITÀ DI MISURA
Radioattività
[Bq] = [s]-1
bequerel (Bq)
curie (Ci)  37·109 Bq
Dose assorbita
dalla materia
a seguito delle
esposizioni
rad = 0.01 Gy
Dose
equivalente
sievert (Sv)
Sv = Gy·Q
gray (Gy)
Q=1
Q = 2.3
Q = 10
Q = 20
rem = 0.01 Sv
[Gy] = [J]·[kg]-1
fattore di qualità
raggi X, , eneutroni termici E  0.025 eV
neutroni, protoni..
particelle 
THE RADIOACTIVE DECAY LAW
Nuclei al
tempo t
Nuclei al
tempo t
HALF LIFE
Costante di
decadimento
radioattivo
ATTIVITÀ
THE NUCLIDE CHART
Numero di protoni
Numero di neutroni
INTERACTIONS OF NUCLEAR RADIATION
Radiation
Alpha
Beta
Xe
Neutron
Process
Remarks
Inelastic collisions
with bound electrons
Excitation and
ionization
•Inelastic collisions
with atomic electrons
•Slowing-down in
field of nucleus
Excitation and
ionization
Photoelectric effect
Photon is absorbed
Compton effect
Pair Production
Only part of the
photon energy
is absorbed
Inelastic scattering
Elastic scattering
Capture processes
EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI
L’INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE IONIZZANTE CON IL
CORPO UMANO (SORGENTI ESTERNE O CONTAMINAZIONI
INTERNE) PORTA AD EFFETTI BIOLOGICI CHE SI POSSONO
SUCCESSIVAMENTE MANIFESTARE COME SINTOMI CLINICI.
LA NATURA E L’ENTITÀ DEI SINTOMI DIPENDONO DA
QUANTA RADIAZIONE
È STATA ASSORBITA E CON QUALE VELOCITA’ (rate)
HUMAN PHYSIOLOGY
TYPICAL HUMAN CELL
Interazione della radiazione nucleare con le cellule
Initial physical stage
(~10-16 sec): Ionizzazione
+
Physico-chemical stage
(~10-6sec): Interazione
ioni-H2O. Produzione del
perossido di idrogeno
Chemical stage(~few sec): interazione con molecole della cellula
Morte prematura della cella
The biological stage
(~10 min to 10 years)
Mutazione
Ritardo o accelerazione
di divisione cellulare
DOSE-EFFECT RELATION FOR
STOCHASTIC PROCESSES
MODEL
Natural incidence
of the ill-effect
DATA
SYMPTOMS OBSERVED AT VARIOUS TIMES AFTER
EXPOSURE TO A DOSE OF 400-600 REM
SOME LONG TERM EFFECTS OF RADIATION
TYPICAL ANNUAL GONAD DOSE
DUE TO NATURAL RADIATION
AVERAGE DOSES DUE TO MAN-MADE RADIATION
RADIAZIONE-SICUREZZA
Norme ICRP (1966) per limiti superiori
di radiazione in uso nel 2000
ICRP Proposed
(year 2000)
(mSv/yr)
(mSv/yr)
Population al large
Members of the public
Radiologic workers
1.7
5.0
50.0
0.4
2.0
20.0