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Radiometria del territorio


La radiazione gamma viene generata in processi di disintegrazione radioattiva e rappresenta la radiazione elettromagnetica più penetrante tra quelle generate da sorgenti sia naturali che fabbricate dall’uomo: la spettrometria gamma è di fatto uno strumento molto efficace per misurare e tenere sotto controllo la radioattività ambientale.

I rilievi e le mappature radiometriche sono applicabili in molti ambiti scientifici. Possono dare informazioni geofisiche e geologiche utili alla ricerca mineraria, ma anche a studi di geologia strutturale, permettendo inoltre la comparazione delle caratteristiche geologiche su vaste aree.

Sebbene la metodologia della spettrometria gamma sia stata sviluppata in origine come uno strumento ad uso delle scienze geofisiche, questa è stata in seguito applicata con successo a varie situazioni di emergenza ambientale.
Utilizzando questa tecnica è stato infatti possibile in passato non solo localizzare materiale radioattivo disperso, ma anche realizzare mappe della contaminazione dovuta a diffusione in atmosfera e ricaduta al suolo di polveri radioattive liberate in esplosioni nucleari o incidenti in impianti.

Gli isotopi radioattivi normalmente presenti in natura possono essere contenuti in molti tipi di terreno o rocce, che presentano quindi una attività naturale nella emissione di radiazione gamma.
Gli elementi radiattivi più abbondanti sono potassio (40K), uranio (238U) e torio (232Th). Il loro decadimento genera radiazione gamma di sufficiente intensità da poter essere misurata da strumenti al suolo o in volo a quota sufficientemente bassa.

Mentre i metodi di spettroscopia da piattaforma aerea permettono la copertura sistematica di vaste aree, la spettroscopia al suolo permette, grazie al migliore rapporto segnale/rumore, di migliorare grandemente la risoluzione con cui si discriminano gli elementi presenti all’interno delle sorgenti radioattive. Nella figura sottostante è riportato un tipico spettro gamma.

Figura 1

Poichè la concentrazione di questi diversi radioelementi all’interno dei vari tipi di rocce è variabile e conosciuta, l’informazione che ci viene dallo spettrometro gamma permette una mappatura della distribuzione delle rocce stesse. I rilievi radiometrici possono essere utili per rivelare e mappare rocce granitiche che, ad esempio, producono un forte segnale sul picco del potassio essendo ricche di questo radionuclide.
I contenuti di potassio in rocce e terreni possono inoltre essere alterati dalla presenza di depositi di alcuni tipi di minerale, rappresentando quindi un utile indicatore della loro presenza.
Segnature di potassio e/o del rapporto tra torio e potassio sono state riconosciute e documentate come correlabili con presenza di oro, rame, porfido e depositi di minerali di zolfo.

I dati radiometrici possono inoltre fornire informazioni su:

  • misura del livello di radioattività naturale, che rappresenta il valore di fondo in relazione al quale definire il livello di eventuali contaminazioni future. Questo fondo è necessario inoltre in studi epidemiologici e biostatistici.
  • distribuzione del radionuclide 137Cs (Cesio) (liberato ad esempio dall’incidente di Chernobyl)   
  • identificazione sul territorio di rifiuti radioattivi provenienti da industrie nucleari   
  • identificazione di aree a rischio per presenza di alti livelli di Radon (222Rn)
  • informazioni geofisiche sulla tipologia di rocce e terreno
  • informazioni di base per ricerca mineraria

 

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