Che tipo di radiazione è la più penetrante?

Tutte le stelle, compreso il sole, emettono radiazioni. Anche le sorgenti terrestri, come un reattore nucleare o una bomba atomica, producono energia radiante. Questa radiazione viaggia attraverso lo spazio in linea retta finché non viene riflessa, deviata o assorbita quando incontra qualche altra entità. Le forme di radiazione più penetranti possono passare proprio attraverso gli oggetti solidi. Alcuni tipi sono più penetranti di altri.

Esistono due tipi fondamentali di radiazione: particelle energetiche e pacchetti di energia chiamati fotoni. La radiazione particellare include particelle alfa, radiazioni beta, neutrini, raggi cosmici e una miriade di particelle subatomiche scoperte di recente, come il muone. I fotoni di energia radiante, chiamati anche onde elettromagnetiche, includono onde radio, microonde, onde infrarosse, onde luminose visibili, onde ultraviolette, raggi X e raggi gamma.

Una particella alfa è composta da due protoni e due neutroni. La carta può fermare questa particella voluminosa. Le particelle beta penetrano nella materia in modo più efficace delle particelle alfa. Tuttavia, poiché le particelle beta sono in realtà elettroni, la loro carica elettrica impedisce la loro capacità di penetrazione, e perdono rapidamente la loro energia, così che materiali come legno, plastica e alluminio possono fermare le radiazioni beta. I raggi cosmici primari, che consistono principalmente di protoni, non possono penetrare nell'atmosfera terrestre. Tuttavia, quando i raggi cosmici primari interagiscono con le particelle atmosferiche, producono raggi cosmici secondari penetranti, specialmente muoni. I muoni penetrano nelle parti più dense dell'atmosfera terrestre, raggiungono la superficie e penetrano persino nelle acque oceaniche a una profondità considerevole.

Le onde elettromagnetiche penetrano facilmente nell'atmosfera. Anche le onde radio meno energetiche provenienti dallo spazio raggiungono la superficie della terra. Le radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda più corte penetrano i materiali in modo più efficace. I raggi X hanno lunghezze d'onda molto corte, quindi possono penetrare nei tessuti molli del corpo umano. I raggi gamma, che hanno le lunghezze d'onda più corte di tutte le radiazioni elettromagnetiche, hanno un potere di penetrazione ancora maggiore. Occorrono "diversi centimetri di piombo o più di un metro di cemento" per fermarli, secondo il Dipartimento di Chimica della Duke University.

Le particelle chiamate neutrini non hanno carica elettrica né massa misurabile. I neutrini sono il tipo di radiazione più penetrante. I loro poteri di penetrazione sono così grandi che “un neutrino deve passare attraverso molti ‘anni luce’ di materia per avere un 50-50 possibilità di interagire" con il nucleo di qualche atomo, secondo "The New Quantum Universe" di Tony Hey e Patrick Walter. Possono passare facilmente attraverso la terra.