di Massimo Burbi
Radioattività in cucina, non quella di cibi “famosi” come le banane o le noci del Brasile, ma quella di oggetti che insospettabilmente contengono molto più uranio della media.
L’Uranio naturale è al 99.28% Uranio 238 (238U), per lo 0.71% Uranio 235 (235U) e il pochissimo che resta è Uranio 234 (234U). Arricchire l’uranio vuol dire aumentare la percentuale di U235, l’unico in grado di sostenere autonomamente una reazione a catena.
Il prodotto di scarto dei processi di arricchimento è il famigerato uranio impoverito, che è il contrario di quello arricchito, ha cioè una percentuale di 235U inferiore a quella dell’uranio naturale, ed è quindi meno radioattivo [1].
Abbiamo tutti sentito parlare degli usi militari dell’uranio impoverito, dalle munizioni anticarro alle corazze. Quello che non tutti sanno è che l’uranio impoverito non sta solo negli arsenali bellici, ma te lo puoi ritrovare anche dentro casa, ad esempio in un servizio da tè o caffè: il piattino e la tazzina che si vedono nelle foto all’apparenza non hanno niente di speciale, ma uno dei due contiene uranio naturale, l’altro uranio impoverito, come facciamo a saperlo? Andiamo per ordine:
Secondo il New York Times [2] le ceramiche più collezionate negli Stati Uniti sono una serie di piatti, piattini, tazze, tazzine, teiere, etc. chiamati Fiesta (o Fiestaware), popolari per le loro tinte sgargianti: giallo, verde, blu, ma soprattutto rosso/arancio, colore con qualcosa di speciale che non si limita all’apparenza: fino alla metà degli anni ’70 infatti lo smalto usato per dargli quella tonalità vivace conteneva ossido d’uranio. Non è certo il primo esempio di uranio usato come colorante, ma è uno di quelli che ha avuto la maggiore diffusione.
Prima della seconda guerra mondiale lo smalto rosso dei Fiesta conteneva uranio naturale, poi, con l’avvio del progetto Manhattan, il governo americano requisì tutto l’uranio disponibile, e il Red Fiesta sparì giocoforza dalla circolazione, per ritornare nel 1959, stavolta non più con uranio naturale, ma con uranio impoverito, che era appunto lo scarto dei processi di arricchimento.
Negli USA ne sono stati venduti milioni, e ancora oggi sono facili da trovare nei mercatini dell’usato o su ebay, dove una ricerca dà migliaia di risultati.
Il piattino e la tazzina sono appunto dei Fiestaware, ed è fin troppo facile spaventare chi guarda avvicinandoci un Geiger e vedendo la lettura schizzare a più di 600 volte i normali valori ambientali.
In realtà non si tratta di oggetti pericolosi da maneggiare, come spiegato nel video, ma mangiarci sopra vuol dire finire per ingoiare un po’ di uranio. Uno studio della Nuclear Regulatory Commission americana ha stimato che mangiando su questi piatti tutti i giorni una persona finirebbe per ingerire circa 0.2 grammi di uranio all’anno, corrispondenti ad una dose efficace di 0.4 mSv all’anno [3], che è più o meno la stessa che riceviamo dai radionuclidi naturalmente presenti all’interno del nostro corpo e pari a circa il 10% di quella totale a cui siamo esposti in media per cause naturali (Radon, gamma terrestri, raggi cosmici, cibo) [4].
Insomma, io non li uso per mangiarci, ma se lo facessi il problema non sarebbe tanto la radioattività, quanto il fatto che l’uranio, come metalli pesanti tipo mercurio, piombo o cadmio, è chimicamente tossico, e quindi mangiarlo non è proprio una buona idea, ricordando sempre che è la dose che fa il veleno [5] e che una persona in media ingerisce 2 microgrammi di uranio al giorno [6].
Ma insomma come facciamo a distinguere il Fiestaware che contiene uranio impoverito da quello che contiene uranio naturale?
La risposta sta negli spettri gamma. Cominciamo dal piattino, L’238U non lascia traccia in uno spettro gamma, ma si vedono bene le impronte digitali del primo della sua progenie: il Torio 234. Più nascosto, ma comunque presente, è il “nipote”: il Protoattinio 234 metastabile. I radioisotopi successivi della catena di decadimento dell’238U non hanno ancora avuto il tempo di formarsi in quantità misurabile.
Ma soprattutto ci sono i due picchi dell’Uranio 235, ed è lì che dobbiamo guardare, perché la differenza tra uranio naturale, impoverito e arricchito sta proprio nella quantità di 235U.
Confrontando lo spettro del piattino e quello della tazzina a prima vista non sembra ci siano differenze, ma se guardiamo meglio proprio i picchi dell’235U vedremo subito che quelli della tazzina sono molto più “bassi” di quelli del piattino, segno che nella tazzina c’è molto meno 235U, e proprio da qui si capisce che si tratta di uranio impoverito, mentre nel piattino c’è uranio naturale. Il piattino è quindi un pezzo di prima della guerra, mentre la tazzina è post-1959. Chi me li ha venduti come pezzi provenienti dallo stesso servizio non me l’ha raccontata giusta, ma senza volerlo mi ha fatto un favore.
Ecco come visualizzare la differenza tra uranio naturale e uranio impoverito usando delle comuni ceramiche da cucina. La radioattività naturale è ovunque intorno a noi, ma anche quella degli oggetti “artificiali” ci è più vicina di quanto tendiamo a pensare.
P.S. nessuno dei ticchettii che si sentono nel video è dovuto a scorie nucleari nascoste sotto il tavolo.
Fonti:
[1] https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium
[3] https://www.nrc.gov/docs/ML0829/ML082910862.pdf
[3] http://tech.snmjournals.org/content/45/4/253.full
[4] https://hps.org/publicinformation/ate/faqs/faqradbods.html
[5] https://www.gov.uk/guidance/depleted-uranium-du-general-information-and-toxicology
Nucleare e Ragione 
Come sempre, articolo interessante e chiaro.
Ottimo articolo! Avrei una domanda: nelle classiche dimostrazioni didattiche sulle particelle alfa con un rivelatore a scintille si utilizzano generalmente sorgenti circolari al polonio. Un piatto Fiesta produce abbastanza particelle alfa per essere utilizzato al posto di tali sorgenti??? Grazie!
Grazie a Lello e a Gab.
Rispondendo alla domanda:
Un Fiesta produce radiazione alfa, beta e gamma, una sorgente di Polonio 210 è invece un’emettitrice alfa praticamente pura.
La radiazione alfa si scherma facilmente con un foglio di carta, quindi facendo una dimostrazione usando una sorgente di Polonio 210 e un semplice contatore Geiger si ottiene un effetto molto appariscente: avvicinandola al Geiger i conteggi vanno subito alle stelle, ma basta interporre tra la sorgente e il Geiger un foglio di carta per far tornare istantaneamente i conteggi ai valori ambientali. Non c’è nemmeno bisogno di guardare il display dello strumento, basta ascoltare i ticchettii. Chi guarda ha un impatto molto forte e immediato. Chiaramente deve trattarsi di un Geiger capace di rilevare anche le particelle alfa, non tutti quelli in commercio lo sono.
Con un Fiestaware l’effetto sarà meno drammatico, il foglio di carta basterà, anche in questo caso, a schermare la radiazione alfa, ma quella beta e quella gamma continueranno a passare. Si noterà quindi una diminuzione dei conteggi, ma non nella stessa misura.
D’altra parte, essendo un emettitore alfa, beta e gamma, un oggetto come un Fiestaware può essere usato per mostrare la differenza tra i tre tipi di radiazione interponendo di volta in volta un foglio di carta (per bloccare gli alfa), una barriera abbastanza spessa di plastica (per bloccare gli alfa e i beta) o di piombo (per bloccarle tutte e tre).
Grazie Massimo per la tua celere risposta! In effetti con il Geiger (GMC-600) avevo fatto diverse prove e frapponendo un foglio di carta il valore risulta pressoché immutato. In realtà io avrei in mente di utilizzare un rivelatore del tipo illustrato in questi e altri video:
Questo tipo di rivelatore qualitativo è sensibile soltanto alle particelle alfa, quello che mi chiedo è: l’attività alfa di un piatto Fiesta è sufficientemente elevata per produrre un effetto ben evidente? Ti ringrazio in ogni caso per quello che potrai dirmi!
I geiger in grado di rilevare la radiazione alfa hanno una finestra di mica, di solito sul retro, come quella visibile nella parte destra della foto sotto (questo è il modello che uso per le mie misure).
Questo proprio perché le particelle alfa non sono in grado di attraversare praticamente nessuna superficie (nemmeno un foglio di carta, appunto), e anche in aria riescono a percorrere non più di pochi centimetri, quindi la misura va fatta praticamente a contatto.
In assenza di questa finestra, che può variare di dimensioni da un modello all’altro, lo strumento è “cieco” alla radiazione alfa e interporre o meno un foglio di carta non causerà differenze rilevabili nella misura, indipendentemente dalla sorgente, perché i beta e i gamma passeranno comunque.
Nel caso del mio geiger, circa il 15% dei conteggi rilevati a contatto con il Fiestaware sono dovuti alla radiazione alfa, ovviamente nel fare un’affermazione del genere bisogna considerare la diversa sensibilità dello strumento di vari tipi di radiazione.
Venendo alla tua domanda, non avendo un’esperienza diretta con questo strumento faccio fatica a dirti se l’emissione alfa di un piatto Fiesta sia sufficiente a produrre quell’effetto con l’intensità che desideri. Credo che alla fine la cosa migliore sia attenersi al metodo sperimentale: i Fiesta sono oggetti facili da trovare e certo non costosi, quindi vale certamente la pena procurarsene uno e fare una prova, nella peggiore delle ipotesi avrai un oggetto capace di far “cantare” il tuo geiger.
Grazie comunque Massimo! Io in effetti possiedo già un paio di piatti Fiesta. Ciò che non possiedo è il rivelatore a scintille, che si può costruire artigianalmente ma è anche disponibile online a prezzi dell’ordine di 200 euro (certamente meno di un buon Geiger). Valuterò il da farsi e nel caso ti aggiornerò. Buona domenica!