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Le radiazioni vengono definite ionizzanti quando posseggono energia
sufficiente ad attraversare la materia e provocare la formazione di cariche
elettriche (ioni positivi e negativi), espellendo in questo modo elettroni
dagli atomi o dalle molecole con cui vengono in contatto, o interagendo con il
nucleo provocandone la disintegrazione con emissione di radiazioni. Gli effetti
delle radiazioni ionizzanti sui sistemi biologici sono: il rialzo termico,
conseguenza della cessione di energia da parte della radiazione ionizzante. Le
radiazioni ionizzanti possono arrivare ad avere anche effetti letali per i
tessuti viventi perché l'energia ceduta non viene assorbita in modo uniforme
dalle molecole del tessuto biologico, ma la quantità rilevanti di energia
vengono cedute casualmente a singoli atomi o molecole, rompendo i legami di
molecole biologiche di importanza critica.
Un secondo effetto dannoso delle radiazioni ionizzanti si spiega tramite
l'azione chimica dei radicali liberi (frammenti di molecole estremamente
reattivi e dotati di carica elettrica) i quali rilasciano la loro energia
rompendo i legami chimici delle macromolecole presenti nelle cellule, in particolare
quelli del DNA. Il danno, in questo caso, può causare la disfunzione delle
cellule, con effetti sul funzionamento di organi che possono portare anche alla
morte, oppure all'alterazione della struttura genica. I danni pertanto possono
manifestarsi direttamente sulle persone irradiate, oppure sui loro discendenti.
I suddetti danni biologici quindi dipendono dall'energia assorbita, dalla durata dell'esposizione e dal tipo di radiazione incidente.
Esistono diversi tipi di radiazioni ionizzanti e sono:radiazione ultravioletta, raggi X e raggi γ.
L'ultravioletto
Le onde elettromagnetiche che hanno una frequenza appena al di sopra della luce violetta, da circa 7,5 .1014 Hz a 1017 Hz, sono chiamate ultraviolette o raggi UV.
Sebbene questi
raggi non siano visibili, spesso rivelano la loro presenza provocando
l'abbronzatura della nostra pelle dopo una leggera esposizione. Esposizioni più
prolungate o intense ai raggi UV possono avere conseguenze nocive, compreso un
aumento di probabilità di sviluppare un tumore della pelle. Fortunatamente, la
maggior parte della radiazione UV proveniente dal Sole che raggiunge ) e da altre molecole. Una significativa diminuzione della
concentrazione di ozono nell'atmosfera comporta anche, come sgradita
conseguenza, un aumento della radiazione UV sulla superficie terrestre.
Raggi X
Aumentando ancora
la frequenza delle onde elettromagnetiche, nell'intervallo fra circa 10 Hz e 10
Hz, troviamo la parte dello spettro conosciuta con il nome
di raggi X.
I raggi X utilizzati in medicina sono generati dalla rapida decelerazione di elettroni ad alta velocità proiettati contro un bersaglio di metallo. Questi raggi piuttosto energetici, che sono assorbiti solo debolmente dalla pelle e dai tessuti molli, attraversano il nostro corpo abbastanza liberamente, eccetto quando incontrano le ossa, i denti o altri materiali relativamente densi. Questa proprietà rende i raggi X molto preziosi per la diagnosi medica, la ricerca e la cura. Però, i raggi X possono creare un danno al tessuto umano, e quindi conviene ridurre il più possibile le esposizioni ai casi in cui sia strettamente necessario.
Raggi gamma
Infine,
le onde elettromagnetiche con frequenze al di sopra di circa 10
Hz sono generalmente chiamate raggi gamma (γ).
Questi raggi, che sono ancora più energetici dei raggi X, sono prodotti spesso quando neutroni e protoni si risistemano all'interno di un nucleo o quando una particella collide con la sua antiparticella e si annichilano l'un l'altra.
I raggi gamma
sono fortemente penetranti e distruttivi per le cellule viventi. E per questa
ragione che essi sono utilizzati per distruggere le cellule cancerose e, recentemente,
i microrganismi negli alimenti. II fatto che il cibo venga irradiato, pero, è
un fenomeno non ancora ben conosciuto dalla massa, anche se
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