di Enrico Ganz
Di recente ho ritrovato in casa tra oggetti del passato una bussola militare marcata sul fondo “T.G. Co Ltd 1942 London MKIII” con numero di serie “B167802” (Fig. 1). Questo strumento fu acquistato al termine della Seconda guerra mondiale, quando furono messi in vendita numerosi oggetti bellici.
Cercando notizie in Internet, si può scoprire che questo tipo di bussola era utilizzato da ufficiali militari di terra e costituiva il “non plus ultra” tra le bussole militari disponibili in Europa. La sigla “T.G. Co” indica quella che dovrebbe essere stata l’azienda produttrice: The Gramophone Company. In realtà, negli anni ’40 l’azienda era già stata assorbita nella Electrical & Musical Industries (EMI) e vi sono dubbi sul fatto che la EMI fosse la produttrice della bussola; la lettera “B” anteposta al numero di serie fa discretamente riferimento alla “F. Barker & Son”, la vera azienda che mise a punto la MKIII (1).
Le caratteristiche di pregio sono la cassa in ottone, la stabilizzazione della corona con liquido, il prisma ottico e il rivestimento in madreperla della corona, materiale che nell’oscurità esalta la luce lunare.
Gli indicatori erano illuminati da una vernice fluorescente, composta da una sostanza fluorescente e dall’isotopo 226 del radio. Il 226-Ra decade in radon (222Rn) con un’emivita di circa 1600 anni, emettendo radiazione alfa (2) Le particelle alfa sono costituite da due protoni e da due neutroni (4).
Successivamente agli anni ’50 del secolo scorso il pericoloso radio fu progressivamente sostituito dal trizio nelle vernici per indicatori di bussole e di orologi. La pericolosità del radio fu accertata per la comparsa di sarcomi ossei tra gli addetti alla verniciatura dei quadranti, i quali avevano la consuetudine di assottigliare con la lingua la punta dei pennelli, intrisa di vernice radioattiva; di conseguenza il radio era ingerito, assorbito nell’organismo e concentrato nelle ossa. In questa sede si manifestano gli effetti nocivi della radiazione alfa sul periostio e sul midollo osseo (3).
Scopo di questo scritto è di valutare l’entità della radiazione emessa da una vecchia bussola militare a differenti distanze e con differenti barriere protettive. In effetti, tra i dati rintracciabili Internet, si può trovare il consiglio di proteggersi dalle radiazioni dell’oggetto, collocandolo in una teca di vetro. Ritenendo interessante la questione, ho voluto verificare se questa sia una valida soluzione. Chiarire questo aspetto può essere di un certo interesse per i collezionisti di bussole militari.
Per lo studio è stato utilizzato un rilevatore di radiazioni “imi Inspector Alert IA-V2” (International Medcom), calibrato con 137Ce. L’apparecchio rileva raggi alfa, beta, gamma e X; si avvale di un tubo Geiger-Muller “pancake” con diametro di 45 mm e di una lamina in mica con densità di 1,5-2,0 mg/cm2. Le misurazioni sono state espresse in colpi/min. Ogni misurazione ha avuto una durata di 5 minuti. Per ogni situazione è stata effettuata una sola misurazione dopo aver preliminarmente verificato che non vi sono ampie differenze tra misurazioni in alcune di queste situazioni: per gli scopi di questa indagine mi è sembrato sufficiente procedere in questo modo semplificato. La temperatura del locale era di 21,5 °C. L’oggetto testato è una bussola militare T.G. Co Ltd 1942 London MKIII con vernice radioattiva integra.
Risultati
Nell’ambiente in cui si è svolto l’esperimento sono stati misurati 46 c/min in assenza dell’oggetto in studio.
Se il rilevatore è collocato sulla superficie superiore (Nota 1) della bussola, si misurano 17800 c/min.
Il collocamento sulla superficie inferiore della bussola non modifica significativamente il valore.
Se il rilevatore è collocato a una distanza di 50 cm dalla superficie superiore della bussola, si misurano 169 c/min.
Se il rilevatore è collocato a una distanza di 100 cm dalla superficie superiore della bussola, si misurano 85 c/min.
Se il rilevatore è collocato a una distanza di 200 cm dalla superficie superiore della bussola, si misurano 51 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposta una falda di cuoio con spessore di 1 mm, si misurano 16400 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposta una lamina di rame spessa 1 mm, si misurano 14800 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposta una barra di ferro spessa 6 cm, si misurano 339 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposta una tavola in legno d’abete di 5 cm, si misurano 2417 c/min.
Se è interposto uno spazio di 5 cm, si misurano 5456 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposto un muro (composto da mattone, malta e pittura con ossido di titanio per uno spessore totale di 10 cm), si misurano 511 c/min.
Se è interposto uno spazio di 10 cm, si misurano 2076 c/min.
Se tra rilevatore e superficie superiore della bussola è interposta una doppia vetrata (due vetri non piombati di 3 mm con spazio di 1,7 cm), si misurano 5140 c/min.
Se tra il rilevatore e superficie superiore della bussola sono interposti una doppia vetrata (due vetri non piombati di 3 mm con spazio di 1,7 cm) e uno spazio di 50 cm si misurano 114 c/min.
Se il rilevatore è collocato a contatto della superficie laterale della bussola si misura un valore di 4590 c/min.
Se il rilevatore è collocato a una distanza di 50 cm dalla superficie laterale della bussola si misura un valore di 111 c/min.
Se tra rilevatore e superficie laterale della bussola è interposta una doppia vetrata (due vetri non piombati di 3 mm con spazio di 1,7 cm), si misurano 2110 c/min.
Se tra rilevatore e superficie laterale della bussola sono interposti una doppia vetrata (due vetri non piombati di 3 mm con spazio di 1,7 cm) e uno spazio di 50 cm, si misurano 103 c/min.
Nota 1 – La registrazione è stata effettuata poggiando il sensore sul coperchio protettivo della bussola abbassato.
In una successiva valutazione sono stato ottenuti i seguenti dati di radioattività in rapporto alla distanza del contatore Geiger dalla superficie superiore della bussola:
Distanza in cm Radioattività (c/min)
0 20268
5 5687
10 2407
20 876
30 407
40 245
50 150
60 122
70 98
80 93
90 84
100 72
110 71
120 58
La temperatura del locale era di 22,0 °C; la radioattività di fondo 51 c/min.
Conclusioni
Scopo di questa indagine è stato di valutare se una barriera in vetro normale sia adeguata per arrestare la radiazione proveniente dalla vernice fluorescente di una bussola militare T.G. Co Ltd 1942 London MKIII. Infatti, in un blog reperibile in Internet è stato proposto di utilizzare una protezione in vetro normale o in plexiglass, quale compromesso tra visibilità di una collezione di bussole militari con vernice radioattiva e contenimento della radiazione. In questo studio è stato evidenziato che una doppia vetrata consente di dimezzare il valore di radiazione registrabile in stretta vicinanza della superficie laterale della bussola e di ridurre a 1/3 il valore di radiazione proveniente dalla superficie superiore. Tuttavia, è interessante notare che a una distanza di 50 cm e in assenza di protezioni il valore di radiazione si riduce da 17800 c/min a 169 c/min per le superfici superiore e inferiore della bussola e da 4590 c/min a 111 c/min per la superficie laterale. In questo caso l’interposizione della doppia vetrata consente di ottenere un’ulteriore modesta riduzione del valore: da 169 c/min a 114 c/min per la superficie superiore e da 111 c/min a 103 c/min per la superficie laterale. Quindi, questa protezione appare di scarso significato, quando ci si pone a una distanza = > 50 cm dalla bussola.
La protezione offerta da una doppia vetrata diventa significativa nell’immediata prossimità dell’oggetto, pur restando comunque elevato il valore della radiazione registrabile: più di 380 volte il normale valore ambientale per quanto concerne la superficie superiore della bussola e 100 volte il normale valore ambientale per quanto concerne la superficie laterale.
Sulla scorta dei dati presentati, appare evidente che il distanziamento di un metro dalle aree più frequentate di un appartamento consente di ottenere una sufficiente protezione dall’esposizione radioattiva di una collezione di bussole con vernice contaminata con 226-Ra, senza comprometterne la visibilità. L’occasionale avvicinamento a distanze inferiori non dovrebbe costituire un particolare rischio, considerando che la radiazione è principalmente di tipo alfa; essa costituisce un pericolo principalmente in caso di assorbimento sistemico del radio in seguito a sua ingestione o inalazione. Tuttavia, è interessante osservare che nelle prove qui effettuate sono stati registrati valori di radioattività superiori alla norma, seppur modesti, anche dopo aver interposto tra il contatore e la bussola spessori quali una tavola in legno di abete di 5 cm, una barra di ferro di 6 cm e un muro in mattoni di 10 cm. Eppure, le particelle alfa hanno energia sufficiente per un percorso di 4-5 cm nell’aria e non sono in grado di attraversare la pelle (4); le particelle beta sono elettroni ad alta velocità in grado di percorrere alcuni metri nell’aria e pochi millimetri nei tessuti molli (5). Questo significa che la vernice radioattiva della bussola emette anche un tipo di radiazione maggiormente penetrante di quella alfa e beta. Quindi, per esclusione, la radiazione in grado di attraversare barriere come quelle qui utilizzate dovrebbe appartenere al tipo “gamma”, a meno che non mi sfugga qualche peculiarità della radioattività, non essendo esperto del settore.
“Esistono dozzine di diversi raggi gamma di energie variabili, prodotti dal decadimento di 226Ra e della sua progenie; le energie variano da meno di 50 keV a circa 2,5 MeV. Le energie e il numero di raggi gamma che fuoriescono dalla sorgente dipendono da come la sorgente è fabbricata, in particolare dal tipo di materiale utilizzato per l’incapsulamento della sorgente e dal suo spessore. In generale, per la maggior parte delle sorgenti sigillate pratiche di 226Ra, i fotoni con energie inferiori a circa 50 keV non sono molto importanti dal punto di vista della dose (6)”. Per lo studio dei raggi gamma non è sufficiente un contatore Geiger. Diventa necessaria la sofisticata tecnica della spettroscopia gamma.
In assenza di dati più precisi, desiderando ottenere un autentico isolamento radioattivo della collezione, l’utilizzo di vetri piombati per schermatura radiologica è certamente la migliore soluzione. Non appare utile invece utilizzare vetro normale o plexiglass, né è consigliabile tentare di asportare la vernice per il rischio di inalazione di frammenti polverizzati e di contaminazione ambientale.
Bibliografia
- T.G. Co. Ltd. London. In compass museum.com
- Radioactivity alpha. In radioactivity.eu.com
- Scott BR. Radiazioni toxicology, ionizing and nonionizing. Encyclopedia of Toxicology, 2014. In Sciencedirect.com.
- Decadimento radioattivo. In: https://www.unipd.it/nucmed/TF/TF.physics1.ita.html
- Decadimento beta. In: https://www.unipd.it/nucmed/TF/TF.physics2.ita.html
- George Chabot. Answer to Question #4817 Submitted to “Ask the Expert”. In: https://hps.org/publicinformation/ate/q4817.html