La radioattività secondo CSI

Chi mi conosce sa che sono un fan della prima ora di CSI. Sarà per quel suo gusto un po' noire o per quel pizzico di scienza che non guasta mai, ma soprattutto gli episodi delle prime serie li trovavo assolutamente imperdibili. Con il passare del tempo, il telefilm ha perso un po' del suo appealing forse perché ha sostituito ad una scienza al limite del credibile, una fantascienza decisamente fuori luogo. Ad ogni modo, anche se con meno entusiasmo, continuo a seguire con interesse gli sviluppi del serial nelle sue tre ambientazioni.

Settimana scorsa, ho visto un episodio della quinta serie di CSI:NY intitolato Il libro della morte in cui il colpevole uccideva le sue vittime attraverso l'avvelenamento da radiazioni e visto che in materia posso dire anche la mia, mi sento in dovere di fare alcune precisazioni e di correggere alcuni messaggi completamente sbagliati. Per poter essere chiaro mi serve introdurre alcuni concetti base circa la radioattività.

Premessa per capire

La radioattività è un fenomeno naturale in cui un nucleo instabile decade verso una configurazione più stabile emettendo energia sotto forma di particelle veloci. Per spiegarla in modo più semplice immaginate un nucleo instabile come un grosso masso sulla costa di una montagna: a seconda della forma del sasso, della morfologia e della pendenza della discesa, il sasso impiegherà più o meno tempo prima di iniziare a cadere, ma il suo destino sarà inesorabile. Cadendo verso il fondo valle, la sua energia potenziale gravitazionale si trasforma in energia cinetica e tutto quanto incontra sul suo cammino viene spazzato via. La stessa cosa succede per i nuclei instabili: prima o poi (vita media) de-cadono verso lo stato fondamentale e l'energia guadagnata viene rilasciata sotto forma di particelle secondarie che se ne scappano via dal nucleo con gran velocità. Queste particelle secondarie, come proiettili impazziti, inizieranno a scontrarsi contro tutto quello che incontrano sulla loro traiettoria scambiando parte della loro energia con i malcapitati.

Per gli scopi di questo post, possiamo classificare le particelle emesse in tre grandi categorie:

• Particelle alfa. Ovvero dei nuclei di elio composti da due neutroni e due protoni, hanno energia di qualche milione di elettron-volt (MeV) e a causa della loro grande massa e della loro doppia carica positiva (2 protoni), interagiscono violentemente con la materia circostante. Questo significa che le alfa depositano enormi quantità di energia in spazi molto piccoli e allo stesso tempo vengono arrestate in pochissimo spazio. Per fare un paragone più concreto, le alfa sono come un camion lanciato sulla folla che assiste ignara ad un concerto. Per fermare completamente una particella alfa sono sufficienti alcuni centimetri d'aria o un foglio di carta. La pericolosità delle alfa è effettiva solo se queste sono a contatto con il corpo e comunque procurano danni solo a livello superficiale. 
• Particelle beta. Questi sono elettroni o positroni (partner di antimateria), hanno energia fino a qualche MeV e interagiscono molto meno violentemente delle alfa. Per fermarle ci vogliono alcuni metri d'aria o un paio di centimetri di acqua. Sul corpo umano, che è molto simile all'acqua, penetrano alcuni centimetri e quindi possono arrecare danni anche agli organi interni.
• Raggi X e gamma. Questi sono fotoni, ovvero particelle di luce, ma di energia molto più alta rispetto a quei fotoni che vediamo con i nostri occhi. I fisici distinguono tra i due tipi, ma a noi non interessa troppo. Ci basta sapere che i raggi X hanno energia inferiore ai raggi gamma e che mentre i raggi X sono parzialmente assorbiti dal corpo umano - sono quelli usati nelle radiografie - i raggi gamma riescono facilmente ad attraversare il nostro corpo. Il problema dei gamma è che interagiscono di rado, ma quando lo fanno lasciano molta energia procurando un danno elevato. Per arrestare gli X basta qualche millimetro di piombo, mentre per i gamma ce ne vuole qualche centimetro. 

Le radiazioni fanno male - questo lo si sa - e possono persino causare la morte attraverso quello che è noto come avvelenamento da radiazione in cui un soggetto dopo aver manifestato una serie di sintomi tipici dell'avvelenamento passa ad una fase più critica e spesso letale in cui si manifesta un deficit multiorgano. Le causa di questa gravissima sindrome sono le radiazioni ionizzanti, in particolare una forte esposizione a raggi gamma e da una contaminazione interna di particelle alfa.

Questo mi permette di introdurre l'ultimo concetto importante, ovvero la distinzione tra esposizione esterna e contaminazione e conseguente contaminazione interna. Una sorgente di radiazione si può presentare in modi e stati differenti, se per esempio, il campione radioattivo è una barra allo stato solido allora si parlerà solo di esposizione esterna e valgono i criteri di schermatura che abbiamo citato sopra, se invece la sorgente è in forma di pulviscolo, o allo stato liquido, allora è possibile che questa venga assimilata dal nostro corpo e l'esposizione sia dall'interno. Nel caso di queste forme volatili si parla anche di contaminazione perché è possibile che parte della sostanza radioattiva si appiccichi o resti adesa al nostro corpo o ai vestiti e venga trasportata in giro.

L'errore di fondo

Il messaggio di fondo che l'episodio vuol trasmettere è che la radioattività può uccidere e che un criminale può utilizzare un radio-isotopo per causare morte e terrore tra la gente. Peccato che il criminale abbia scelto l'isotopo sbagliato. Infatti, nel corso dell'episodio si scopre che è stato utilizzato l'isotopo 201 del Tallio, questo elemento non esiste in natura e viene creato artificialmente con ciclotroni principalmente per uso medicale. Decade con un tempo di dimezzamento di circa 70 ore in mercurio (201) emettendo una particella beta e una manciata di raggi X e gamma di bassa energia. La sua pericolosità come sorgente radioattiva è molto limitata specie perché decade molto velocemente e quindi sarebbe impensabile da usare a scopo terroristico. Il tallio è però estremamente tossico dal punto di vista chimico e può veramente portare alla morte come succede nella serie, ma le radiazioni non c'entrano nulla.

La scoperta 

Il medico legale, Sid, si accorge dell'avvelenamento da radiazione dall'eritema cutaneo sul viso della vittima e dalla perdita di capelli. Entrambi i sintomi possono essere correlati con una forte esposizione alle radiazioni e il medico prontamente prende un dosimetro e misura il livello di esposizione a contatto della defunta e lo trova alle stelle. A quel punto entra nel panico e dichiara la zona contaminata senza nessuna verifica: avrebbe potuto usare lo stesso strumento per verificare se lui fosse contaminato e se la zona intorno a lui e alla deceduta fossero contaminate. Fa giusto in tempo a dire che questo tipo di radiazioni non si diffonde nell'aria per poi cadere a terra svenuto. Non conosco la velocità di intossicazione da tallio, ma se fosse stata così elevata la ragazza avrebbe lasciato una scia di svenuti sulla sua strada e probabilmente sarebbe morta quasi subito. E poi la frase: "non si diffonde nell'aria" è fuori luogo e senza fondamento. Cosa significa di preciso? Intende che basta l'aria per schermarsi, come per le alfa? E come fa a sapere che si tratta di un alfa emettitore? Tutto sbagliato.

L'emergenza

Il collega, nel vedere Sid svenire, interviene in emergenza, peccato che lo fa in modo del tutto insensato. Nel dubbio bisogna sempre agire con la massima precauzione, quindi avrebbe dovuto indossare una tuta con auto-respiratore, ovviamente esporre i dosimetri ed entrare con un rivelatore telescopico in modo da monitorare il livello di rateo di dose anche a distanza. Non fa nulla di tutto questo, però indossa una bella tuta blu con il trifoglio radioattivo giallo sulla schiena.

L'isotopo

Per scoprire di quale isotopo si tratta, viene inviato il corpo della defunta ad un laboratorio specializzato e la risposta sembra non arrivare mai. La cosa è strana perché a CSI impiegano due minuti a fare l'esame del DNA, mentre nella realtà è molto più lungo e difficoltoso. Scoprire l'isotopo è un esame di spettroscopia e con un buon rivelatore al germanio, certamente disponibile in un laboratorio specializzato, ci vogliono davvero pochi minuti.

La cura

Il buon Sid viene curato con il blu di Prussia che è veramente usato per l'eliminazione di tallio, qualunque tallio anche quello non radioattivo. Al telespettatore potrebbe sembrare che il blu di Prussia sia un rimedio per le radiazioni mentre serve solo ad espellere il talio ed altri elementi dall'organismo. Vengono chiamate in causa anche compresse di iodio come panacea contro le radiazioni e anche in questo caso si tratta di un'imprecisione. Infatti in caso di incidente ad una centrale nucleare potrebbe venir rilasciato in atmosfera una gran quantità di iodio radioattivo e visto che la tiroide lo assorbe come fosse una spugna, una tecnica preventiva è quella di assumere per via orale una quantità elevatissima di iodio non radioattivo tale da saturare la tiroide e provocare l'immediata espulsione di quello radioattivo. Anche in questo caso viene fatta una gran confusione visto che non ci sono incidenti nucleari in atto.

Il reattore in cantina e i rivelatori anti-incendio

Fantastico. C'è un tipo che vuole costruirsi un reattore nucleare in garage... e per farlo recupera materiale radioattivo da ogni dove. Non voglio spendere troppe parole a riguardo, costruire un reattore nucleare non è una cosa che non si può fare in cantina. Per rintracciare materiale radioattivo ha smontato i rivelatori di fumo perché - alcuni modelli - contengono un campione di americio 242 che è un alfa emettitore ma che non è possibile usare come combustibile nucleare. Inoltre tali rivelatori antifumo sono sempre più rari proprio a causa del loro contenuto radioattivo. Invece il nostro pazzoide è riuscito a procurarsi del torio che può essere usato come combustibile, ma il cui possesso richiede di essere registrato presso l'Agenzia Atomica internazionale.

E le tute antiradiazione?

Durante i sopralluoghi legati alle indagini, la squadra indossa delle fantomatiche tute anti-radiazioni, composte da una una tuta da lavoro, uno vetro o plexi da mettere sulla faccia e guanti in piombo. Tutto o quasi inutile. Abbiamo già detto che in caso di un alfa emettitore basta stare lontano qualche metro e indossare guanti in lattice per toccare il campione. Nel caso di emettitori beta e X sarebbe opportuno indossare un camice piombato per mettere al riparo gli organi vitali e non certo le mani! Nel caso di radiazioni gamma, lo spessore e il peso di piombo dovrebbero essere tali da rendere impossibile qualsiasi movimento. La protezione per il viso poi è fantastica: il plexi ferma le particelle beta, ma sarebbe di gran lunga meglio indossare qualcosa che protegga interamente il volto non tanto dalle radiazione quanto dalla contaminazione.

Dopo aver scoperto tutte queste imprecisioni circa un tema che conosco, mi diventa quasi impossibile credere che anche tutte le altre affermazioni in ambiti di cui non ho la minima conoscenza possano essere per lo meno incomplete. Questa puntata non ci voleva proprio...