Paola Tuccimei Radon, dalla geochimica alla geologia

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1 Paola Tuccimei

2 Cos è il radon? Il radon è il più pesante dei gas nobili E radioattivo e radiogenico

3 ISOTOPI DEL Rn SERIE DI DECADIMENTO TEMPI DI DIMEZZAMENTO 222 Rn (radon) 238 U ~ 3,8 giorni 220 Rn (toron) 232 Th ~ 1 minuto 219 Rn (actinon) 235 U ~ 4 secondi

4 Serie di decadimento dell uranio-238 Decadimento Nuclide Tempo di dimezzamento 238U 234Th 234Pa 234U 230Th 226Ra 222Rn 218Po 214Pb 214Bi 214Po 210Pb 210Bi 210Po 206Pb anni 24.5 giorni 1.14 minuti anni anni 1590 anni 3.82 giorni 3.05 minuti 26.8 minuti 19.8 minuti secondi 22.3 anni 5 giorni 140 giorni stabile Th-234 Pa-234

5 Serie di decadimento dell uranio-238 Decadimento Nuclide Tempo di dimezzamento 238U 234Th 234Pa 234U 230Th 226Ra 222Rn 218Po 214Pb 214Bi 214Po 210Pb 210Bi 210Po 206Pb anni 24.5 giorni 1.14 minuti anni anni 1590 anni 3.82 giorni 3.05 minuti 26.8 minuti 19.8 minuti secondi 22.3 anni 5 giorni 140 giorni stabile nuclide genitore

6 Serie di decadimento dell uranio-238 Decadimento Nuclide Tempo di dimezzamento 238U 234Th 234Pa 234U 230Th 226Ra 222Rn 218Po 214Pb 214Bi 214Po 210Pb 210Bi 210Po 206Pb anni 24.5 giorni 1.14 minuti anni anni 1590 anni 3.82 giorni 3.05 minuti 26.8 minuti 19.8 minuti secondi 22.3 anni 5 giorni 140 giorni stabile prodotto figlio

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8 SERIE DI DECADIMENTO DEL 232 Th

9 TORON Concentrazioni di 220 Rn elevate si hanno solo: 1) Se i materiali da costruzione contengono 232 Th 2) Nelle cantine o sale hobby, a diretto contatto con un substrato arricchito in 232 Th 232 Th 224 Ra 220 Rn (gas) Th 224 Ra 220 Rn (gas)

10 Concentrazione di attività (Bq/m3) Concentrazione di attività (Bq/m3) y = 100e -0,693x R² = 1 y = 100e -0,182x R² = 1 y = 100e -998,2x R² = 1 220Rn Tempo (minuti) 222Rn 220Rn Tempo (giorni) Tempo di dimezzamento: 222 Rn ~ 3,8 giorni 220 Rn ~ 1 minuto

11 Substrato geologico Elementi che caratterizzano la concentrazione di radon nel sottosuolo e il suo rilascio all interfaccia suolo/fondazione Natura delle rocce Composizione mineralogica Concentrazione degli elementi precursori (U, Ra, ) Posizione dell atomo di 226 Ra rispetto al margine del granulo Porosità e permeabilità Contenuto d acqua Presenza di fratturazione e faglie Presenza di cavità

12 Rocce ignee Tufo Intrusive Rocce metamorfiche Effusive Rocce sedimentarie Porfido Gneiss Black shale

13 Cristallizzano 1: olivina 2: olivina e pirosseno 3: pirosseno e plagioclasio 4: plagioclasio U, Ra, Th sono elementi incompatibili e si arricchiscono nel magma al procedere della cristallizzazione. Si concentrano nelle fasi minerali di segregazione tradiva

14 Precipitazione dell U (IV) negli ambienti riducenti U (IV)

15 226 Ra 222 Rn

16 poro Fenomeno di rinculo (recoil) granulo 226 Ra 222 Rn

17 226 Ra 222 Rn Distanza di recoil in aria Distanza di recoil in acqua

18 Permeabilitàprimariae secondaria

19 Ruolo di fratture e faglie

20 222 Rn nel suolo 222 Rn medio nella roccia incassante A A B B TRANSETTO ORTOGONALE AD UNA FAGLIA TRASCORRENTE

21 222 Rn 222 Rn / 220 Rn 220 Rn Concentrazione di attività (Bq/m3) y = 100e -0,182x R² = 1 222Rn 220Rn y = 100e -998,2x R² = Attività (Bq/m3) Attività (Bq/m3) Tempo (giorni)

22 Permeabilità per fratturazione secondaria e carsismo

23 Aree caratterizzate da circolazione ed emergenza idrotermali Apparato vulcanico Sorgente idrotermale Sorgente idrotermale

24 La presenza di una copertura ostacola l esalazione del radon, focalizzando i flussi Ghiaccio Neve Asfalto Un suolo secco rilascia il radon più facilmente

25 Radon e frane

26 Invaso della Val Noana

27 Radon e frane Vajont

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29 Radon e sorgenti di subalveo No radon No radon

30 Radon e sorgenti sottomarine in area costiera Emergenze sottomarine, ricche di radon Verticale di misura della concentrazione di radon in acqua

31 Radon e sorgenti sottomarine in area costiera Radon

32 Grazie per l attenzione!!!