2.

Propagazione e proprietà

Esistono tipi di radiazione che possono propagarsi nel vuoto, in assenza di un mezzo materiale che operi da supporto per il moto ondulatorio che li caratterizza; le onde meccaniche invece possono viaggiare solo attraverso la materia. Un esempio di radiazione del primo tipo sono le onde elettromagnetiche, che si trasmettono nel vuoto, benché velocità, direzione e intensità del flusso di energia che le accompagna dipendano dal mezzo in cui si muovono; un esempio di onde del secondo tipo sono le onde elastiche o quelle sonore.

1.

La radiazione elettromagnetica

Lo spettro della radiazione elettromagnetica si estende dalle lunghezze d’onda estremamente brevi dei raggi X e gamma, fino a lunghezze d’onda di centinaia di chilometri, senza che vi sia un preciso limite a entrambi gli estremi. I raggi gamma e raggi X “duri” hanno lunghezze d’onda da 0,005 a 0,5 nm (1 nanometro, o nm, corrisponde a un milionesimo di millimetro); i raggi X “molli” arrivano fino alla radiazione ultravioletta, dove la lunghezza d’onda raggiunge i 10 nm circa. I raggi ultravioletti confinano con la luce visibile, che si estende approssimativamente dai 400 agli 800 nm. Nello spettro è a essa adiacente la radiazione infrarossa, o “radiazione termica”, che a sua volta confina con le microonde, caratterizzate da lunghezze d’onda comprese tra 1mm e 50 cm circa. Da questo limite fino a circa 15.000 m lo spettro è costituito da onde radio di diversa lunghezza; al di là di queste, si estendono le basse frequenze, con lunghezze d’onda di decine di migliaia di chilometri.

2.

Radiazione ionizzante

Quando la radiazione ha energia sufficiente da indurre modificazioni negli atomi investiti, viene detta ionizzante; anche i fasci di particelle, se dotati di sufficiente energia, possono costituire una radiazione ionizzante; ne sono un esempio i raggi cosmici, i raggi alfa e i raggi beta. I primi sono costituiti da sciami di particelle cariche, principalmente protoni, elettroni, elio, ma pure percentuali minori di nuclei di elementi pesanti quali carbonio, ossigeno e ferro, e altri nuclei emessi nei processi di nucleosintesi stellare. I raggi alfa sono un flusso di nuclei di elio, provenienti di norma dai materiali radioattivi, mentre i raggi beta sono costituiti da elettroni, anch’essi di origine radioattiva.

Le proprietà di penetrazione della radiazione ionizzante caratterizzano lo studio dei materiali radioattivi, sia in previsione del loro utilizzo come strumenti di indagine mediante l’esposizione di materiali od organismi viventi, sia riguardo agli effetti del loro assorbimento casuale. I raggi alfa di origine naturale sono arrestati dallo spessore di pochi fogli di carta o da un guanto di gomma. I raggi beta vengono fermati da pochi centimetri di legno. I raggi gamma e i raggi X, a seconda della loro energia, richiedono schermature spesse, realizzate in materiali come ferro, piombo o calcestruzzo. Sulle proprietà ionizzanti e di penetrazione dei raggi X e gamma e dei fasci di particelle si basano numerosi metodi diagnostici in medicina e terapie per la cura dei tumori.