Un commento sulla tecnica usata da Giuliani per la misura del radon

Posted on aprile 20, 2009 di

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Questo post è stato pubblicato come commento sul blog di Marco Cattaneo a cui è seguita una discussione interessante.

Saluti a tutti

Gensil

Caro Marco e cari tutti,

Innanzi tutto volevo ringraziarti/vi per aver dato vita a questa discussione davvero molto interessante.
Mi chiamo Gennaro Venoso e sono un fisico che da diversi anni si occupa dello studio del radon e della radioattività ambientale.

Volevo fare il punto su una delle questioni che mi sembra cruciale: il metodo Giuliani si basa su dati attendibili? Non mi riferisco al problema di correlare il radon ai terremoti. Mi riferisco al fatto se Giuliani effettivamente misuri bene il radon. Se la tecnica sperimentale che usa sia valida o no. Alcuni interventi hanno accennato a questo aspetto, ma mi sembra che molti sismologi e geofisici diano per buone le misure di Giuliani, contestando solo il fatto che queste non siano in grado di prevedere i terremoti. Io penso che il problema sia ancora più a monte.

Ho visto tutto il video dell’incontro di Napoli con il geofisico Gasparini e Giuliani a cui fai riferimento nel post. E mi sono rovinato la nottata e la giornata.
Giuliani elenca le caratteristiche della sua invenzione, che ha brevettato ormai qualche anno fa. (Sul seguente sito trovate i documenti del brevetto ed una spiegazione della tecnica : http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2004061448) .
La caratteristica “innovativa” secondo Giuliani sarebbe misurare il radon attraverso la misura dei raggi gamma emessi dai prodotti del decadimento del radon (214Pb e 214Bi) con un rivelatore a scintillazione accoppiato ad una serie di fotomoltiplicatori. Il tutto posto sotto terra in una scatola schermata con piombo.
Scusami la prolissità, ma mi vengono di getto delle considerazioni che non riesco a trattenere da fare sulla tecnica di misura.

1) La schermo di piombo.
Giuliani usa uno schermo di piombo di qualche centimetro per schermare la radiazione non attribuibile al radon. Dopo l’obiezione di un fisico in sala, dice due cose per le quali lo avrebbero bocciato ad un qualsiasi esame di fisica nucleare. Si è rimangiato che pochi centimetri di piombo servissero a schermare i raggi cosmici (per fortuna), ma subito dopo dichiara che il piombo serve per schermare la radiazione naturale.. Con qualche cm di Pb a 3 metri sotto terra? Non solo! Aggiunge che tara lo strumento con i muoni da 20 MeV (che passano lo schermo di piombo), sottolineando che la finestra di misura è tra i 300 e 600 keV circa. E’ la stessa cosa che tarare una bilancia da cucina con un peso campione pesante 200-300 Kg!
N.B nel brevetto sottolinea che bisogna avere l’accortezza di tenere lontano lo strumento da eventuali sorgenti radioattive. Ed il suolo a 3 metri sotto terra che è, se non una sorgente radioattiva??

2) Il potassio-40 (40K) e la misura dei fotoni gamma invece che delle particelle alfa.
Giuliani nel brevetto dichiara che i rivelatori di tipo attivo che si basano sulla rivelazione delle particelle alfa sono soggetti ad interferenze ambientali. Il suo strumento, invece, a detta sua non ha questi problemi, anzi ha un rapporto segnale-rumore ottimo. Beh! Questa è una di quelle frasi che mi mandano proprio in bestia, visto che sono anni che ci lavoro su questo tipo di misure.
Mi sto sforzando di capire su che basi scientifiche si basa questa affermazione, ma niente non ci riesco proprio! Giuliani non considera che lo schermo di Pb non gli permette di fermare i gamma, soprattutto quelli del potassio-40, presente in abbondanza nei suoli. I gamma del 40K hanno un’energia di circa 1460 keV per la quale la sezione d’urto Compton in Pb non è trascurabile, facendo sì che molti di essi penetrino all’interno del rivelatore con energia minore e, purtroppo per Giuliani, all’interno della sua finestra di rivelazione (tra i 300 ed i 600 keV). A questo punto sarebbe giusto dire che quello che risulta alto nello strumento di Giuliani è il rapporto rumore-segnale.
Inoltre, mi preme sottolineare che le misure alfa, in particolare quelle che permettono di fare spettroscopia, invece non hanno affatto il problema del 40K né di qualunque altro nuclide di fondo, riuscendo a discriminare l’energia delle particelle e quindi il nucleo che le ha emesse.
In pratica Giuliani ha brevettato uno strumento che dovrebbe migliorare le performance degli strumenti che misurano le alfa, ma che di fatto ha caratteristiche peggiori.

3) Come rivela il radon.
Se lo schermo di Pb scherma la radiazione naturale (secondo Giuliani), allora scherma anche i gamma provenienti dal radon. Quindi come lo rivela? Forse pensa si rivelare (ma dalla descrizione del brevetto non si capisce) il radon che riesce a passare attraverso gli interstizi del piombo all’interno del volume con il rivelatore.
Ma in questo modo dove sta la tanto esaltata maggiore efficienza di rivelazione che giustifica la rivelazione dei gamma rispetto alle alfa, visto che il volume sensibile è irrisorio? Senza contare il fatto che senza uno strumento che pompi attivamente il radon all’interno dello strumento, si allungano i tempi di risposta che dipendono dalla costante di diffusione del radon. E senza contare il fatto che il fondo ambientale (che putroppo per Giuliani ci passa eccome attraverso il Pb!) crea un fondo che sommerge qualsiasi segnale. Io credo che lui non sappia nemmeno di cosa sta parlando. E’ questo lo scandalo enorme!

4) I tempi di risposta dello strumento, a cui Giuliani fa pure riferimento nell’intervento di Napoli.
Quello che misura uno strumento (vero) è il prodotto della costante di decadimento per il numero di nuclei di radon (corretta per l’efficienza di rivelazione dello strumento). Nemmeno questo gli è chiaro. Quindi il fatto che bisogna aspettare un tempo pari a circa 4 giorni (pari al tempo di dimezzamento del radon) per stimare variazioni di radon è una balla colossale (Ed oltre che a Napoli lo dice pure nel brevetto!). Se c’è una variazione di concentrazione di radon, aumenta il numero di nuclei di radon all’interno del volume sensibile e quindi il numero di atomi che decadono.
La considerazione sul ritardo della risposta dovuto alla (relativamente) alta vita media del radon è aggravata dal fatto che secondo Giuliani misurare i figli del radon abbrevia il tempo di risposta dello strumento, solo perché i figli hanno vita media più breve. Ma da dove vengono i figli? Dal decadimento del radon, quindi la logica vuole che se si rivelano questi, lo strumento abbia un ritardo nella risposta alla variazione di radon maggiore. In particolare, occorre aspettare circa 3 ore affinché la concentrazione dei figli sia pari a quella del radon, e raggiungere la condizione di equilibrio radioattivo.

5) Ad un certo punto Giuliani dice che il suo strumento è riuscito a “vedere” che la concentrazione di radon ha un andamento variabile con le stagioni. Ed aggiunge (con enfasi) che questo la comunità scientifica lo ignora. Lo ignora?? Questa cosa rende evidente un’altra cosa inquietante. Giuliani non è a conoscenza della letteratura scientifica. Va per la sua strada senza degnare uno sguardo ai lavori della comunità scientifica. Allora a questo punto con che faccia si lamenta del fatto che non lo stanno a sentire??

6) La questione dei dati che hanno fluttuazioni enormi. Molti fisici in sala hanno cercato di farglielo notare. E lui alla fine, ha detto (cito a memoria): “Il precursore sismico (i picchi di radon), si vedono all’interno (sic!) delle fluttuazioni.” Ha detto così! L’ho riascoltato. Ha detto proprio che i picchi si vedono all’interno delle fluttuazioni. Una cosa che farebbe ridere un studente del primo anno! Ma come? Ed un’affermazione di questo tipo passa così?

Infine un’ultima considerazione.
Buona parte della discussione è venuta fuori dai dati di Giuliani o, sarebbe meglio dire, dalle sue dichiarazioni, a cui Bruno Vespa ha dato sconsideratamente eco, seguito a ruota da tutti i mezzi di comunicazione. Se Bruno Vespa avesse chiesto a qualche ricercatore un parere sulle misure di Giuliani, prima di diffondere vie etere (ed in esclusiva mondiale) le sue accuse e le sue previsioni, forse non ci troveremmo a questo punto. Se lo spettacolo è più importante dell’informazione lo sia detto con onestà. E non si chiami Porta a Porta un programma di informazione!

Scusate lo sfogo, ma non ce la facevo più.

Un cordiale saluto a tutti

Gennaro

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