Radiazione

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In fisica, il termine radiazione viene generalmente utilizzato per indicare un insieme di fenomeni caratterizzato dal trasporto di energia nello spazio. Tipici esempi di radiazioni sono la luce ed il calore, le quali possono esser percepite facilmente dall'essere umano attraverso i suoi sensi.

Caratteristica comune a quasi tutti i tipi di radiazione (luminosa, termica, etc.) è la cessione di energia alla materia. Questa "cessione" di energia si può spiegare, semplicisticamente, considerando l'energia cinetica posseduta dalle "particelle" che compongono la relativa radiazione (i fotoni); la particella, una volta venuta a contatto con la materia può cedere la propria energia cinetica alla materia, generalmente sotto forma di energia termica e luminosa. Un particolare tipo di radiazione è costituito dalle onde elettromagnetiche, caratterizzate da una velocità nel vuoto costante, finita, pari a circa 299792 km/s (valore arrotondato spesso in 3,0 x 10⁸ m/s), indicata con c, da una particolare frequenza e dalla sua lunghezza d'onda, indicata con il simbolo λ (lambda). La frequenza f è definita come il numero di lunghezze d'onda che passano in un secondo per un determinato punto dello spazio, ed è possibile ricavarlo numericamente considerando la seguente relazione:

$f =\frac{c}{\lambda}$

Questa relazione è sempre valida in quanto c è una costante. Tanto più è alto il valore della frequenza dell'onda tanto minore è la lunghezza d'onda della stessa, quindi la velocità della luce risulta costante per ogni radiazione elettromagnetica che si propaghi nel vuoto. La luce è la radiazione elettromagnetica con lunghezza d'onda che va dai circa 400 nm del violetto ai circa 750 del rosso.

Tipologila di radiazione	Lunghezza d'onda
Onde Elettriche	Tra 10⁶ e 10⁴
Onde Radio	Tra 10⁴ e 10^-2 m
Microonde	Tra 10 e 10^-3 m
Raggi Infrarossi	Tra 10^-4 e 10^-6 cm
Luce Visibile	Tra 700 e 400 nm
Luce Ultravioletta	Tra 400 nm e 10^-8 m
Raggi X	Tra 10^-8 e 10^-10 m
Raggi Gamma e Raggi Cosmici	Al di sotto di 10^-10 m

L'assorbimento di energia da parte della materia può causare un aumento locale di temperatura, cosa che viene sfruttata nel caso del riscaldamento dei pannelli solari da parte della luce del Sole. Se l'energia della radiazione incidente sulla materia è sufficiente a ionizzarne gli atomi, la radiazione si chiama ionizzante.

Se la radiazione ionizzante investe un tessuto biologico può creare dei danni biologici, agendo sul DNA e impedendo a questo di riprodursi in modo corretto. La cessione di energia all'uomo da parte delle radiazioni ionizzanti avviene attraverso l'irradiazione esterna o interna. Si parla di esposizione o irradiazione esterna quando la fonte di radiazioni rimane all'esterno del corpo umano, ad esempio quello che è successo ai liquidatori di Černobyl'. Si parla di esposizione interna quando la sorgente di radiazione viene introdotta nel corpo umano, quello che ad esempio è successo ad Alexander Litvinenko che se pur è morto per avvelenamento di tipo chimico da parte del Polonio ha subito dallo stesso un notevole irraggiamento.

Una fonte di radiazioni ionizzanti deriva dall'instabilità atomica e/o nucleare di alcuni elementi. Gli elementi presenti in natura che hanno questa instabilità sono rintracciabili facilmente sulla tavola periodica degli elementi, ed in particolare sono tutti gli elementi che hanno numero atomico (Z) uguale e superiore a 84 (Z>=84), ovvero a partire dal polonio. Vi sono poi isotopi di altri elementi anche con numero atomico inferiore che sono radioattivi e sono prodotti dall'uomo, il caso più comune è il ⁶⁰Co prodotto dal ⁵⁹Co nei reattori nucleari per aggiunta di un neutrone. Il ⁶⁰Co, con un decadimento beta si trasforma in ⁶⁰Ni ed emette due fotoni di energia 1,17 e 1,33 MeV che vengono utilizzati in svariati campi quali ad esempio quello medico (bomba al cobalto) o industriale (trattamenti di alimenti, di materiali, sterilizzazioni...).

In genere, la trasformazione di tali elementi in altri elementi più stabili avviene attraverso l'emissione di raggi α o β accompagnati inoltre dall'emissione di raggi γ. Gli elementi che presentano tali caratteristiche vengono detti elementi radioattivi ed il processo di emissione di radiazioni viene detto decadimento radioattivo.