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La radiazione nascosta: i Raggi X vengono dallo Scotch!

In una foto a lunga esposizione è possibile mettere in risalto la luce emessa dallo scotch quando viene srotolato

Spesso la parola radiazione evoca nell’uomo comune ancestrali paure legate a residui di affari pericolosi a proposito della produzione di energia o medicina nucleare. Invece radiazione è un termine generico per indicare una fauna di emissioni di svariata natura e pericolosità. A volte innocua e comune a tutti gli oggetti (come la radiazione di corpo nero o la radiazione luminosa che rimbalzando e venendo assorbita dagli oggetti ci permette di vedere) a volte più perniciosa e generata da fonti isotopiche o artificiali (come raggi X e gamma e tutta la radiazione ionizzante). Ogni tipo di radiazione in realtà permea indissolubilmente la natura quotidiana anche degli oggetti più comuni: ogni materiale è permeato di isotopi instabili che emettono diversi tipi di radiazione e difatti è molto difficile isolare dalle radiazioni provenienti dai materiali stessi durante esperimenti.

E' risaputo come sia possibile generare radiazione elettromagnetica per mezzo di metodi meccanici, ad esempio semplicemente strofinando un palloncino, tale metodologia può arrivare anche a generare radiazione ad alta energia e pontenziali di milioni di Volt sofisticando leggermente il processo utilizzando una cinghia di materiale isolante per strofinare la palla conduttiva (ovvero il Generatore di Van der Graaf). Tale sistema viene utilizzato anche per costruire acceleratori di particelle chiamati Tandem.

Tuttavia, a volte, notevoli quantiativi di radiazioni anche ionizzanti vengono generati involontariamente nei modi più inaspettati anche dagli oggetti più comuni. Ad esempio è stato recentemente scoperto che il comune nastro adesivo rilascia raggi UV, raggi X ed elettroni veloci (altrimenti chiamati raggi Delta) quando lo si strappa da una superficie a cui si èattaccato (o lo si srotola).

Il principio è relativamente semplice: come quando strofinando il palloncino la plastica separa elettroni dal nostro maglione caricandosi negativamente, così gli strati adesivi dello scotch sono compenetrati l’uno con l’altro, così quando viene strappato gli elettroni seguono lo strato che è meccanicamente più affine (quello i cui atomi si trovano più in zona) determinando quindi delle zone staticamente cariche.

L’adesivo quando si strappa lo scotch forma filamenti sottili

Come si vede in figura il collante tende a formare filamenti (è la natura stessa dell’adesione) sempre più sottili, potenzialmente anche grandi una manciata di atomi, finchè si rompono per separare le due superfici. Questi microscopici filamenti sopportano la tensione (e il flusso di carica) di macroscopiche aree di nastro determinando condizioni estreme di pressione e carica elettrica che sfociano nell’emissione di notevoli quantiativi di radiazione luminosa ed elettroni fino ad arrivare a raggi X.

Quest’effetto apparantemente banale riscontrabile in un materiale assai comune ha risvolti pratici interessanti (si pensa di utilizzarlo come fonte di raggi X per radioagrafie in luoghi diagiati), ma porta anche a considerazioni teoriche inaspettate. Infatti la normale teoria dell’effetto triboelettrico (la teoria che spiega la scarica elettrostatica in seguito a sfregamento) non riesce completamente a spiegare fenomeni così violenti come l’emissione di raggi X, e non è ancora chiarita il ruolo della superficie a cui si attacca l’adesivo che ha un effetto più importante del previsto sullo spettro di radiazione misurate.

Per gli eSperti: è interessante notare come una eccitazione a bassa frequenza, come lo srotolamento di un nastro di scotch o lo sfregamento di una superficie, riesca generare fenomeni ad elevata (o elevatissima) frequenza a causa della conservazione statica dell’energia e al suo rilascio violento.

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