Banane radioattive

di Marta Maresca

Gli elementi radioattivi sono molti di più di quelli conosciuti come tali.

Il decadimento radioattivo è un processo naturale cui vanno incontro la maggior parte degli elementi chimici: consiste nell’emissione di raggi alfa ed elettroni da parte di un isotopo instabile.

Oltre ai soliti plutonio, uranio e i loro amichetti belli, quasi tutti gli altri elementi chimici hanno un isotopo radioattivo, una sorta di gemello cattivo: per esempio le banane presentano un grado di radioattività dovuto al decadimento dell’isotopo 40 del potassio, presente in concentrazioni elevate in tale frutto.

Non a caso la banana viene utilizzata in contesti informali come riferimento per stimare il quantitativo di radiazione che un corpo umano può assorbire nell’arco di una giornata: si parla di dose equivalente a una banana, cioè la quantità di radiazione assunta ingerendo una banana, che è stimata essere l’1% della dose di radiazione naturale giornaliera media.

Tuttavia gli alimenti ricchi di potassio non contribuiscono all’incremento della dose giornaliera in quanto la concentrazione di potassio nell’organismo è regolata omeostaticamente. Tale discorso non vale ad esempio per il radon che è presente in alcuni alimenti come le noci brasiliane, dal momento che questo elemento ha una particolare affinità con il calcio per cui tende ad accumularsi nelle ossa.

Gli isotopi sono dunque atomi di uno stesso elemento chimico che differiscono per il peso atomico, ovvero per il numero di neutroni presenti all’interno del nucleo. Il numero maggiore di neutroni rispetto ai protoni causa una situazione di instabilità: è proprio questa che porta al decadimento radioattivo! Come ogni sistema anche l’atomo cerca di tornare alla condizione di equilibrio più stabile, che in questo caso è l’isotopo con egual numero di protoni e neutroni nel nucleo e di conseguenza anche il più abbondante in natura.

Il tempo impiegato da metà degli isotopi a decadere all’isotopo più stabile è il tempo di dimezzamento: tornando alla banana, il potassio 40 ha un’emivita di circa 1,277 miliardi di anni, equivalenti al decadimento di 31 atomi per grammo di potassio. Sulla base del tempo di dimezzamento dei vari elementi gli studiosi possono datare con buona precisione molti oggetti antichi: è sufficiente misurare la concentrazione di isotopi radioattivi presenti in un campione per risalire al periodo di costituzione del reperto.

L’isotopo più noto a questo proposito è il carbonio 14, che presenta un’emivita di 5730 anni; viene utilizzato nella datazione di materiale organico che è in buona parte costituito da carbonio, come fibre tessili, ossa, legno, a patto che non sia più vecchio di 50 000 anni: trascorso tale periodo non è più presente l’isotopo 14 del carbonio all’interno di corpi inanimati.