Preparando la verifica di recupero del recupero di chimica di domani (e poi gli alunni si stupiscono che dia titoli del tipo "Ultima spiaggia" oppure "Salviamo il salvabile") mi imbatto in una informazione piuttosto curiosa.
Vi siete mai chiesti come funzionano i rilevatori di fumo per prevenire gli incendi, almeno alcuni modelli?
All'interno del rilevatore di fumo c'è dell'americio che emette particelle alfa e decade, trasformandosi in Nettunio.
Esistono in commercio due tipi di sensori antincendio all’americio:
a cella fotoelettrica;
a ionizzazione.
Il funzionamento di questo dispositivo si basa sulle radiazioni alfa (le più deboli): tali radiazioni sono emesse dall’americio, elemento radioattivo artificiale.
L’americio è alloggiato in una cosiddetta “camera a ionizzazione”.
Questa è formata da due dischi di metallo collegati ai due poli di una batteria che li tiene carichi.
Uno dei due dischi è bucato e l’americio viene posto proprio in prossimità del foro. In questo modo, le particelle alfa emesse dall’elemento radioattivo penetrano nell’area compressa tra due dischi, dove collidono con le molecole di azoto e di ossigeno dell’aria e ionizzandoli e producono cariche positive e negative.
Le cariche attirate dai dischi carichi elettricamente creano una piccola corrente.
Tutto ciò accade se l’aria è limpida.
Se, invece, si verifica un incendio, le particelle di fumo, ionizzandosi a loro volta attraggono gli ioni formatisi precedentemente.
La corrente cessa completamente: tale irregolarità fa scattare l’allarme.
In un rilevatore antincendio sono contenuti mediamente 5 millesimi di grammo di ossido di americio.
Vista l’elevata tossicità di questo elemento è importante sottolineare che nel nostro Paese le sorgenti di Americio 241 presenti sono caratterizzate da sorgenti sigillate con attività compresa tra 0.04-0.75 millicurie (non si richiede pertanto l’obbligo del nulla osta).
Sussiste l’obbligo di assicurare un’adeguata manutenzione e periodici controlli sulla sorgente; i controlli devono essere effettuati a cura degli installatori o di personale specializzato, secondo procedure predeterminate e con idonei mezzi, nel rispetto delle misure di protezione, in quanto l’americio 241 è un nuclide alfa- emittente, incluso fra i radioisotopi aventi radiotossicità molto elevata.
Mooolto interessante potrebbe commentare qualcuno
A me è interessato.
Vi siete mai chiesti come funzionano i rilevatori di fumo per prevenire gli incendi, almeno alcuni modelli?
All'interno del rilevatore di fumo c'è dell'americio che emette particelle alfa e decade, trasformandosi in Nettunio.
Esistono in commercio due tipi di sensori antincendio all’americio:
a cella fotoelettrica; a ionizzazione.Il funzionamento di questo dispositivo si basa sulle radiazioni alfa (le più deboli): tali radiazioni sono emesse dall’americio, elemento radioattivo artificiale.
L’americio è alloggiato in una cosiddetta “camera a ionizzazione”.
Questa è formata da due dischi di metallo collegati ai due poli di una batteria che li tiene carichi.
Uno dei due dischi è bucato e l’americio viene posto proprio in prossimità del foro. In questo modo, le particelle alfa emesse dall’elemento radioattivo penetrano nell’area compressa tra due dischi, dove collidono con le molecole di azoto e di ossigeno dell’aria e ionizzandoli e producono cariche positive e negative.
Le cariche attirate dai dischi carichi elettricamente creano una piccola corrente.
Tutto ciò accade se l’aria è limpida.
Se, invece, si verifica un incendio, le particelle di fumo, ionizzandosi a loro volta attraggono gli ioni formatisi precedentemente.
La corrente cessa completamente: tale irregolarità fa scattare l’allarme.
In un rilevatore antincendio sono contenuti mediamente 5 millesimi di grammo di ossido di americio.
Vista l’elevata tossicità di questo elemento è importante sottolineare che nel nostro Paese le sorgenti di Americio 241 presenti sono caratterizzate da sorgenti sigillate con attività compresa tra 0.04-0.75 millicurie (non si richiede pertanto l’obbligo del nulla osta).
Sussiste l’obbligo di assicurare un’adeguata manutenzione e periodici controlli sulla sorgente; i controlli devono essere effettuati a cura degli installatori o di personale specializzato, secondo procedure predeterminate e con idonei mezzi, nel rispetto delle misure di protezione, in quanto l’americio 241 è un nuclide alfa- emittente, incluso fra i radioisotopi aventi radiotossicità molto elevata.
Mooolto interessante potrebbe commentare qualcuno
A me è interessato.
9 commenti:
E' indubbiamente interessante, Anna Maria!
Un caro saluto
annarita
grazie Annarita anche se resta nulla in confronto ai tuoi di interventi
ciao anna
Ciao!
Anna Maria, non ci conosciamo, ma questo intervento è molto interessante.
Mi sto occupando di questa vicenda.
Qualcuno dice che i sensori a ionizzazione sono sottoposti a restrizione sulle importazioni nel nostro Paese.
Ma non riesco a trovare evidenza di tale circostanza.
Aiuto, consigli, suggerimenti?
Grazie
antonio
Ciao Annamaria, complimenti per il tuo interessamento alla materia, ma devodirti che ci sono alcune inprecisioni nel principio di funzionamento e nei valori minimi e massini di attività dell'americio contenuto nei rivelatori di fumo.
ciao jarr. purtroppo i dati li rinvengo in rete e quindi è facile ci siano imprecisioni. ti sarei molto grata se potessi essere più preciso e segnalarmi cosa c'è di sbagliato, così correggo. grazie per la segnalazione. spero risentirti.
molto interesante , sono un tecnico elettronico ruso , posso dirti con assoluta certeza che ho smontato due rilevatori di fumo , ho recuperato i 4 lamierini radioativi , ed avendo nel laboratorio il contatore ho fatto delle misure : il contatore e andato fondo scala !!!! Dopo questa prova ho sciolto del piombo in una pentola ed ho costruito un contenitore spesso 3 cm . In questa condizione il livello di radioattività e tornato due volte superiore alla normale misurazione di fondo . Per dovere di cronaca , forse i modelli nuovi non hanno piu la camera di ionizazione ( speriamo ) altrimenti ce da preocuparsi ! Se qualcuno ha a disposizione il contatore , fate delle misurazioni e vedrete che quello che ho scritto corisponde al vero , quindi non ce da stare tranquilli in un ufficio o centro comerciale con questi sensori sopra la testa . Complimenti per l'articolo , ho dedicato parecchio tempo a questo tipo di ricerca.
molto interesante , sono un tecnico elettronico ruso , posso dirti con assoluta certeza che ho smontato due rilevatori di fumo , ho recuperato i 4 lamierini radioativi , ed avendo nel laboratorio il contatore ho fatto delle misure : il contatore e andato fondo scala !!!! Dopo questa prova ho sciolto del piombo in una pentola ed ho costruito un contenitore spesso 3 cm . In questa condizione il livello di radioattività e tornato due volte superiore alla normale misurazione di fondo . Per dovere di cronaca , forse i modelli nuovi non hanno piu la camera di ionizazione ( speriamo ) altrimenti ce da preocuparsi ! Se qualcuno ha a disposizione il contatore , fate delle misurazioni e vedrete che quello che ho scritto corisponde al vero , quindi non ce da stare tranquilli in un ufficio o centro comerciale con questi sensori sopra la testa . Complimenti per l'articolo , ho dedicato parecchio tempo a questo tipo di ricerca.
...arrivo un po' "tardino" ma spero in tempo per "resuscitare" l'interesse in questo argomento.
Am241 rappresenta un po'... Amore per gli appassionati di rilevamento delle radiazioni ionizzanti.
Si tratta di un isotopo non naturale (prodotto esclusivamente artificialmente) piuttosto radioattivo, come ordine di idee direi... circa il triplo del Radio 226 che a sua volta è almeno un milione e mezzo di volte più radioattivo dell'Uranio 238. Quindi... all'incirca cinque milioni di volte l'Uranio 238.
Si può maneggiare senza enormi problemi... magari indossando dei guanti e riducendo l'esposizione per quanto possibile.
La radiazione emessa è principalmente Alfa (intensa), vale a dire nuclei d'elio (microscopiche "pallottole" composte di 2 protoni e 2 neutroni), estremamente dannose dal punto di vista biologico quanto innocue nella realtà dei fatti (cinque centimetri d'aria le schermano quasi totalmente, così come le cellule morte della pelle, il primo strato le blocca totalmente). Se invece bombardano tessuto vivo... sono problemi gravi o gravissimi (== il pericolo sussiste quando si ingerisce o si inalano polveri radioattive Alfa, in quanto gli alveoli polmonari rappresentano tessuto vivente direttamente esposto come anche lo stomaco...)
L'Am241 emette tuttavia anche Gamma, ossia fotoni d'energia molto elevata (lambda inferiore ai raggi X) che invece sono ben difficilmente schermabili (sono molto più penetranti dei raggi X!) ma anche molto meno pericolosi a livello biologico degli Alfa (molto più pericolosi degli X, tuttavia).
Per questo motivo quando si gioca coi classici campioncini di Am241 si rilevano elevati livelli di radiazioni anche a 30cm di distanza e anche dopo aver impacchettato il campioncino con diversi strati di plastica (che bloccano totalmente le Alfa).
Usando una sonda pancake 44-9 Ludlum (la sonda Geiger-Muller più sensibile in commercio) e un ratemeter/scaler Eberline ESP-2 (ma anche Bicron, stesso rilevamento), un campioncino (di libera vendita) di circa 1 mg. emette circa 126.000 CPM quando a contatto (fondo radioattivo naturale intorno ai 45 CPM). Circa 1000 CPM a 30 cm. di distanza in aria libera (senza altri schermi).
Si tratta di emissioni massicce (da vicino e a contatto) che suggeriscono sempre l'utilizzo di guanti quando si tocca il campioncino.
Toccarlo a mani nude... è sconsigliato in generale (anche se di tanto in tanto capita, giocando con questi campioni e sempre parlando di quantità bassissime, se ci si trova con un campione di un grammo, ad esempio, il pericolo è elevatissimo, a meno di non essere interamente schermati con una tuta al piombo).
I "soliti" campioncini che si trovano sul mercato si schermano facilmente (e totalmente) con almeno 2 millimetri di piombo.
Nessunissimo problema invece per i rilevatori di fumo "appesi sopra la testa", in quanto ampiamente schermati da plastica (che blocca totalmente le Alfa), poi metallo e infine... aria, tanto da rendere del tutto confondibile col fondo radioattivo naturale il rilevamento a 50 cm. di distanza.
Ci sono diversi video su Youtube a tal proposito, specie su Am241... un "amore" diffuso in tutto il mondo.
Ecco un video (non mio) usando la mia stessa sonda Ludlum 44-9 e un ratemeter Ludlum, macchina professionale, sicuramente non all'altezza dell'Eberline ma perfettamente valida per questo genere di misurazioni.
Questo tizio secondo me è un po' troppo "sportivo" in generale a mani nude con l'Americio. Capita a tutti, di tanto in tanto, di doverlo prendere in mano al volo, magari quando cade il campioncino, ma in genere è sempre meglio usare i guanti o le pinzette, tenendo le mani almeno ad alcuni cm. di distanza.
L'intensità di radiazione (nel vuoto, le Gamma) è inversamente proporzionale al quadrato della distanza, le Alfa invece si abbassano proprio a causa dello schermo dell'aria, ma bastano pochi cm. (in genere a 8 cm. le alfa si confondono col fondo naturale).
241Am è un isotopo sicuramente molto, molto caldo ma... di sicuro non rappresenta un problema per i rilevatori di fumo, neanche per un neonato, e non rappresenterebbe un pericolo neanche per un adulto che dormisse in una stanza col rilevatore a un metro e mezzo di distanza per cent'anni di seguito.
E' straordinariamente comodo per misurazioni, calibrazioni, tarature ed esperimenti di schermatura.
Col Tungsteno basta un foglio molto più sottile del piombo per bloccare tutto anche a 1 cm. di distanza.
https://www.youtube.com/watch?v=-KgXFWy2PMM
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