Ho avuto modo di accedere ad altri particolari riguardanti il sistema di Giuliani per la misurazione della quantità di radon, e a dire il vero ciò mi è stato possibile, paradossalmente, visionando delle critiche convinte mosse a questo metodo da parte di persone addette ai lavori, nel senso che sembrerebbero occuparsi a loro volta di radon con strumenti però riconosciuti validi dal mondo scientifico.
Nel precedente articolo avevo lamentato la mancanza di seri contradditori basati sui numeri, a parte qualche timido accenno nel convegno all'università di Napoli nel quale vedevo tra l'altro la controparte addirittura in contrapposizione interna (il prof. Gasparini a volte esprimeva parere contrario a quanto mosso dagli interventi in sala) in virtù non di numeri appunto ma di "pareri" sia pur autorevoli.Invece sul web ho avuto il piacere finalmente di poter accedere a posizioni supportate da argomentazioni scientifiche e numeriche controbattute a loro volta con argomentazioni che fornivano altri particolari circa le "macchine" di Giuliani probabilmente non preventivate nel muovere certi giudizi.
Uno di questi particolari per la verità in precedenza era stato in qualche modo oggetto di una mia perplessità anche se non essendo approdato ad una interpretazione valida e ritenendo la cosa forse un tantino difficile da recepire senza avere sufficenti conoscenze avevo preferito non affrontarla.Invece si trattava di una peculiarità del sistema di Giuliani molto importante.
Mi ero chiesto più volte perchè usasse rilevare le radiazioni gamma emesse sia con il decadimento del piombo 214 che con quello del bismuto 214, pensando che questo probabilmente potesse servire ma che forse complicava le cose.Invece si tratta di un accorgimento fondamentale per rendere il sistema capace di distinguere tra le emissioni realmente utili alla misura del radon e quelle dovute a sorgenti che in qualche modo inquinerebbero la misura stessa.
Il bello è che il meccanismo ora appare addirittura banale.
Lo strumento di Giuliani è tarato per recepire fotoni con energia ben definita e cioè quella che caratterizza in maniera identificativa le radiazioni gamma prodotte dal decadimento di piombo 214 e bismuto 214, creando, come si dice nell'ambiente, una finestra.
Da questa finestra di energia vengono di regola esclusi tutti i fotoni gamma che hanno energia inferiore e superiore ai due valori fissati come delimitazione, ma in realtà potrebbe rientrarci qualche fotone di altra origine (da decadimento del potassio 40 per esempio) che pur avendo valori di energia maggiori, per via di certi effetti di interazione con elettroni liberi presenti sul percorso (si parla di effetto Compton), potrebbero comunque essere attenuati e rientrare così tra i due limiti impostati per cui verrebbero contati a loro volta.
Questa però è una condizione casuale.
Casuale invece non è la sequenza del doppio decadimento piombo 214 e bismuto 214 con tempi che li separano che sono noti (circa 20 minuti, quelli dell'emivita del bismuto 214, sempre nei termini probabilistici che regolano questo mondo dell'atomo anche se comunque profiquamente utilizzabili).
Quindi lo strumento rileva tutte le radiazioni gamma che rientrano in quella finestra in un certo periodo impostato come intervallo di lettura, ma il computer che gestisce i dati prende in considerazione solo le coppie di fotoni che si susseguono con un certo intervallo di tempo ben definito, coincidente con l'emivita di circa 20 minuti del bismuto.
Un fotone dal piombo, un fotone dal bismuto, mentre tutti gli altri non in coppia vengono scartati (lettura riservata a sole coppie!).
Questo metodo tra l'altro è agevolato dall'utilizzo di scintillatori plastici che si prestano proprio a conteggi temporali per via di certe loro caratteristiche che li rendono per così dire "veloci" ed in grado di separare anche fotoni che dovessero essere particolarmente vicini nel tempo.
Il tutto è avvantaggiato anche dal fatto che le emivite dei due atomi radioattivi sono molto vicine (circa 27 minuti e 20 minuti) per cui con piccole alchimie matematiche si riesce ad avere misure sufficientemente pulite con letture di dieci minuti in dieci minuti da "rapportare" poi a periodi di 20 minuti.
Scegliendo intervalli di tempo più piccoli si potrebbe avere anche una lettura quasi continua, un tantino sporca, ma che a quanto pare è servita in certe prove ad evidenziare altre caratteristiche comportamentali del radon, o meglio del sistema di propagazione del radon, non ancora note.
Da quello che ho capito il meccanismo matematico che permette di utilizzare proficuamente le letture effettuate dovrebbe essere basato su una situazione detta "equilibrio secolare" tra il radon ed il bismuto 214, cioè la condizione nella quale le variazioni della quantità dei due elementi presenti nella zona di misura risultano essere rapportabili in modo costante e quindi le variazioni del primo comportano variazioni proporzionali del secondo.
Questa situazione interviene dopo circa 6,6 volte l'emivita del bismuto (20 x 6,6) e dunque dopo circa due ore che rappresentano così il ritardo con il quale è possibile avere letture rispetto ai valori reali assunti dal radon.Essendo poi l'emivita del bismuto di 20 minuti le letture fatte ogni 10 minuti vanno "sommate" per ottenere una lettura complessiva corrispondente all'emivita stessa ma con la possibilità così di correggerle avendole comunque disponibili come intervalli utili.
L'emivita di un elemento in decadimento radioattivo è il tempo necessario perchè gli atomi iniziali si dimezzino trasformandosi in atomi di un altro elemento che segue nella catena di decadimento specifica, e rappresenta un riferimento numerico irrinunciabile poichè contando i decadimenti avuti in quell'intervallo si pùò sapere la quantità totale degli atomi in partenza.
Le variazioni della quantità dell'elemento iniziale intervenute successivamente possono essere così rilevate con una certa continuità scegliendo degli intervalli per le letture (campionamento) solo dopo che è trascorso il tempo corrispondente all'emivita appunto.
L'emivita del radon è di 3,824 giorni per cui ritengo che volendolo misurare con l'utilizzo dei suoi decadimenti più diretti solo dopo tale periodo si possa cominciare ad registrarne un andamento della concentrazione che però continuerà ad avere tale ritardo rispetto ai valori reali, contrariamente a quanto mi è capitato di leggere a tal proposito in asserzioni impegnate a mettere alla berlina proprio Giuliani reo di aver sostenuto l'impraticabilità della misura più diretta del radon.
Tornando agli strumenti di Giuliani direi che si possa riassumere che abbiamo delle letture ogni 10 minuti che si perfezionano ogni 20, e che si riferiscono a valori del radon di circa due ore prima ottenute misurando il numero di decadimenti del bismuto 214 e quelli, andando a ritroso, del piombo 214 rilevati 20 minuti prima, entrambi comunque numericamente rappresentativi della concentrazione di radon, affidati per tali operazioni ad un computer in grado di gestire con continuità il sistema operando una pulizia delle letture per mezzo di una selezione che tiene conto della distanza temporale che interviene tra i decadimenti dei due elementi figli del radon stesso.
E' chiaro che quanto scrivo è frutto di una mia interpretazione di quanto ho potuto leggere in merito mediata da ragionamenti che non sono sostenuti da una qualche formazione scolastica specifica ma da ragionamenti "logici" personali non infallibili per cui sarei grato a chi cogliendo delle inesattezze volesse correggerle.
Un altro particolare del quale ho avuto modo di sapere è la presunta direttività degli strumenti di Giuliani, ovvero la capacità che avrebbero di percepire i fotoni gamma quasi esclusivamente dal basso cogliendo così in modo particolare le attività radioattive del radon che affiora dal sottosuolo e potendo valutarne le differenze di flusso direttamente e non leggendole dall'ambiente.
Su questo però non me la sentirei veramente di andare oltre.
Un'altra cosa che mi è capitato di leggere riguarda delle correzioni che il software del computer che gestisce i dati raccolti apporterebbe in virtù di andamenti noti del flusso di radon misurato in assenza di incrementi indotti da eventi sismici, registrati in precedenza e riguardanti le tendenze nei vari periodi dell'anno ,il giorno, la notte e forse con le varie condizioni di temperatura e umidità.In pratica dalle misurazioni verrebbero sottratte le variazioni indotte da andamenti abituali e prevedibili del radon indipendenti da attività sismiche.
Vorrei tornare ancora sugli strumenti tradizionali utilizzati per misurare il radon perchè vedo che vengono difesi con decisione in contrapposizione a quelli di Giuliani e poi perchè ho potuto documentarmi meglio su di essi.
Direi che essenzialmente quelli attivi, che possono produrre misure tali da evidenziare variazioni della concentrazione di radon e non solo una media di un periodo più o meno lungo come fanno quelli passivi si possono dividere in "continui e discontinui" poichè qualcuno di questi può rilevare valori con continuità, come quelli di Giuliani, ed altri lo possono farlo su campioni d'aria contenente radon a più riprese(sono detti propriamente a campionamento continuo e discontinuo).
In quelli continui si realizza un flusso continuo di aria contenente radon a velocità prestabilita mentre negli altri un campione d'aria riempie un certo volume dove sosta per la misurazione per poi essere sostituito da altra aria.
Questi due metodi presentano entrambi il problema dell'introduzione nello strumento di volumi di gas da misurare e la successiva rimozione non solo dell'aria ma anche del materiale che va man mano a depositarsi all'interno dello strumento perchè non bisogna dimenticare che le particelle alfa hanno una consistenza fisica e sono altamente ionizzanti per cui si legano per via elettrica a ciò che incontrano.
Questi strumenti tra l'altro necessitano di un filtraggio dell'aria da immettere all'interno e conseguentemente nasce a mio avviso anche il problema della pulizia di questi filtri.Anche l'umidità e la temperatura dell'ambiente giocano un ruolo rilevante nella bontà delle misurazioni per via di meccanismi che non è il caso di approfondire.Dovendo rilevare delle particelle alfa c'è poi il problema che possono trattare volta per volta solo piccole quantità di aria perchè lo spazio percorso da tali particelle è solo di pochi centimetri (complicazioni a parte) e di conseguenza con volumi più grandi non arriverebbero alle superfici sensibili dello strumento.
I radonmetri attivi più usati che effettuano misure con campionamento discontinuo sono quelli a camera di ionizzazione nei quali si introduce una certa quantità di aria e ne vengono misurate le particelle alfa, dovute al decadimento sia del radon stesso che dei figli polonio 218 e polonio 214, che sono indicative della concentrazione del radon stesso, grazie alla quantificazione degli effetti ionizzanti prodotti da esse.Questi strumenti però presentano "un'incertezza" delle misure pari al 10-20 % mentre la minima e la massima concentrazione che possono rilevare dipende dal volume della camera e dal tempo di misurazione che a mio avviso non può essere inferiore a circa tre ore per via della necessità di dover attendere che il campione introdotto raggiunga " l'equilibrio secolare " (circa tre ore) ovvero la condizione alla quale l'andamento dei valori del radon è in rapporto costante con quello del "figlio" polonio 214, perchè comunque inevitabilmente devono essere contate le particelle alfa emesse nei decadimenti che avvengono dal radon in poi fino appunto al polonio 214 che ha un'emivita brevissima e precede il piombo 210 che invece avendo emivita di circa 25 anni non ha peso nella misura.Quindi in definitiva possono fornire letture ad intervalli di almeno tre ore ed i limiti di concentrazione misurabili sono condizionati dal volume cosiderato e dal tempo di misurazione.
I radonmetri con campionamento continuo più efficienti sono quelli a scintillatore o a "cella di Lucas" abbinati a fotomoltiplicatori che pur presentando il vantaggio di poter permettere un flusso continuo al loro interno hanno un'efficienza del 70-80 %, nel senso che di tutte le particelle alfa che si ritrova a dover contare non ne vede il 20-30 %, mentre possono rilevare radon solo fino a certe concentrazioni (e non al di sopra) per via del volume particolarmente ridotto che possono sottoporre man mano a misurazione.
Risentono fortemente dell'accumulo di materiale radioattivo al loro interno dovuto ai "figli" del radon decaduto, che và ad influenzare man mano le misure successive, oltre che della inevitabile radioattività ambientale estranea al radon come avviene inevitabilmente per gli altri strumenti a misurazione interna.
Inoltre permettono di effettuare misure ogni trenta minuti perchè per quello che ho potuto intuire deve essere raggiunto l'equilibrio secolare tra il radon ed il polonio 218 che comporta circa 20 minuti per poi avere dieci minuti di misura con correlazione tra i due in aggiunta necessari perchè si possa bilanciare gli effetti dovuti al movimento dell'aria che non permanendo all'interno vede ridotti i tempi di interazione con lo strumento con conseguente riduzione della sensibilità alle basse concentrazioni di radon.
Bisogna precisare che anche per le particelle alfa è possibile risalire agli atomi che le generano a partire dalla loro energia per cui mi aspetto che in questi tipi di strumenti vengano contate solo quelle emesse da radon e polonio 218 e non quelle del polonio 214 perchè ciò comporterebbero tempi più lunghi.
Le particelle così contate danno indicazione di quella che è la media della concentrazione di radon nella mezz'ora di misurazione.
Bisogna aggiungere che sicuramente molte delle complicazioni che caratterizzano l'utilizzo di questi strumenti a misurazionie interna vengono corrette con opportuni accorgimenti e correzioni che probabilmente li rendono più attendibili di quanto non lo siano in partenza.
Ma sostanzialmente ho l'impressione che il sistema di Giuliani segni veramente un salto in avanti notevole nella realizzazione e nella metodologia e che può effettivamente aver prodotto vantaggi tali da metterlo in condizione di poter cogliere delle peculiarità del radon insodabili diversamente.
A dire il vero mi capita di pensare che in fondo non si tratti nemmeno di eccezionali intuizioni, nel senso che mi sorprende che certe scelte tecniche non siano state adottate prima da altri soggetti.Ma può essere che i "topi di laboratorio" paradossalmente a volte siano più "liberi" di mettere in opera idee nuove ed estrose, meno condizionati da certi circuiti finanziari e produttivi, liberi anche di sbagliare seguendo dei percorsi non convenzionali e rischiosi, per poì trovarsi magari sulla strada giusta.
A Giuliani secondo me bisognerebbe riconoscere questo merito anche se và detto che il suo modo di rapportarsi con il mondo scentifico è un tantino discutibile per ciò che concerne il linguaggio, suo malgrado.Sembra che tante cose lui le esponga in maniera a tratti confusionaria e a volte il suo discorso si fa farraginoso.
Questo non perchè non conosca bene gli argomenti ma, anzi, spesso, dopo essere ritornato su certi concetti espressi infelicemente dà l'idea di una persona che invece la sa lunga e che tante cose invece le dà per scontate, mentre chi ascolta ha bisogno di canoniche e dettagliate esposizioni.
Io credo che nella sua testa sia tutto fin troppo chiaro ma metterlo in parole non gli riesce tanto bene.
Dall'altra parte invece vedo gente che non riesce a cogliere questo disagio e anzi muove critiche anche irridenti in maniera pretestuosa proprio su qualche suo svarione espressivo che nella interpretazione più immediata sarebbe effettivamente da attaccare ma che poi con opportune correzioni potrebbe anche sorprendere per i contenuti scientifici concreti.
Queste mie ultime cosiderazioni potrebbero sembrare non attinenti con la sostanza tecnica della questione ma a mio avviso questi aspetti purtroppo stanno segnando una linea di pregiudizio nei confronti di Gliuliani; le due parti non parlano la stessa lingua ed in questo io ci vedo un problema anche scientifico perchè rappresenta un grave limite per un mondo che invece dovrebbe sforzarsi di accogliere tutti i pensieri, anche i più umili come la storia avrebbe dovuto insegnare.
Sono convinto che ci sia un vero e proprio movimento contro il ricercatore aquilano, per carità non organizzato, ma concretizzato da singole spontanee invettive che sono dettate probabilmente da un rifiuto condiviso di accettare un'idea che si è prodotta fuori da un contesto di eccellenza scientifica.A tratti ho avuto sentore di "inquisizione" sentendo e leggendo certi giudizi e considerazioni espressi da rappresentanti della comunità scientifica italiana che sembravano più consoni ad un contesto di contrapposizione politica.
Mi riferisco all'inopportuno accostamento fatto tra il caso Giuliani ed il caso del prof. Di Bella per esempio, o alla paventata possibilità di veder venir meno la reattività della popolazione rispetto a rischi sismici dopo eventuali insuccessi di una sperimentazione delle reti antisismiche basate sul rilevamento del radon, oppure, ancora "peggio", la paura che determinate risorse della ricerca vengano utilizzate per una cosa inutile.
Mi è capitato anche di leggere sul web valutazioni scentifiche e giudizi mossi verso le spiegazioni date da Giuliani che si sforzavano in evidente intendo pretestuoso di contrapporsi ad esse a tutti i costi fino a rischiare il ridicolo a loro volta, cavalcando interpretazioni di certe frasi dette dal ricercatore in modo da far apparire lo stesso quasi delirante o almeno fuori da ogni sobria cognizione scientifica, denotando però dei limiti, veri o presunti, nella capacità di guardare oltre le più scontate visioni di certe questioni tecniche.
Non posso non sorridere quando leggo che Giuliani può aver passato anni ad aspettare che qualche atomo di radon "riuscisse ad entrare spontaneamente nelle sue scatole di piombo" per poi rilevarne la presenza con avidità scientifica e farne chilometri di grafici.
Oppure che l'energia dei muoni sia troppa per tarare i suoi strumenti quando mi aspetto invece che ci siano dei modi per ridurla in maniera controllata.
Non parlo poi delle ipotesi che vedono il ricercatore in cattiva fede ostinato nel voler piazzare una patacca nel panorama scientifico mondiale.
Come ho già detto in precedenza è possibile che Giuliani e molti altri (come me) si stiano sbagliando sulle reali potenzialità di quei cubi, ma sinceramente ritengo discutibili certi metodi utilizzati per cercare di escludere a priori tutte le altre possibilità ... le verità non si possono scegliere o imporre senza confronti veri e numeri, almeno non nella scienza.

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