Questa storia è stata aggiornata il 1 maggio alle 10:48 a. m. EDT.m. EDT.
Il 6 agosto 1945, gli Stati Uniti hanno sganciato una bomba atomica soprannominata “Little Boy” su Hiroshima, in Giappone, provocando un’esplosione nucleare che ha immediatamente causato circa 45.000 morti. Ora, la mandibola di una di quelle vittime – appartenente a una persona che si trovava a meno di un miglio dall’ipocentro della bomba – sta aiutando i ricercatori a determinare quante radiazioni sono state assorbite dalle ossa delle vittime, secondo un nuovo studio.
La quantità è impressionante: Le analisi mostrano che la dose di radiazioni della mandibola era di circa 9,46 grigi (Gy). Un Gy è l’assorbimento di un joule di energia di radiazione per chilogrammo di materia, che in questo caso è l’osso.
“Circa la metà di quella dose, o 5 Gy, è fatale se l’intero corpo è esposto ad essa”, ha detto in una dichiarazione il co-ricercatore dello studio Oswaldo Baffa, un professore presso l’Università di São Paulo Ribeirão Preto School of Philosophy, Science & Letters.
Studi precedenti hanno misurato altri aspetti degli effetti catastrofici della bomba, compresa la dose di radiazioni a cui le vittime sono state esposte dal fallout nucleare (che è polvere radioattiva) e come il fallout ha influenzato il DNA umano e la salute, hanno detto i ricercatori.
Tuttavia, questo è il primo studio ad utilizzare l’osso di una vittima come dosimetro – uno strumento che permette agli scienziati di misurare una dose assorbita di radiazioni ionizzanti, hanno detto i ricercatori. Inoltre, la tecnica utilizzata dagli scienziati – nota come risonanza di spin degli elettroni (ESR) – è un metodo preciso che può misurare la dose di radiazioni in futuri eventi nucleari, hanno detto i ricercatori.
“Attualmente, c’è un rinnovato interesse per questo tipo di metodologia a causa del rischio di attacchi terroristici in paesi come gli Stati Uniti”, ha detto Baffa. Tecniche come questa “possono aiutare a identificare chi è stato esposto al fallout radioattivo e ha bisogno di cure” in caso di un attacco nucleare, ha aggiunto.
Ricerca decennale
La nuova scoperta è stata fatta da decenni. Negli anni ’70, il ricercatore senior dello studio Sérgio Mascarenhas, che allora era un fisico dell’Istituto di Fisica São Carlos dell’Università di San Paolo, scoprì che l’irradiazione di raggi X e gamma rendeva le ossa umane leggermente magnetiche, secondo la dichiarazione.
Questo fenomeno – chiamato paramagnetismo – avviene perché l’osso contiene un minerale chiamato idrossiapatite. Quando l’osso viene irradiato, produce CO2- che si manifesta nell’idrossiapatite. I radicali liberi risultanti possono quindi essere usati come un marcatore per la dose di radiazioni nell’osso.
All’inizio, Mascarenhas pensava di usare questa tecnica per datare le ossa antiche per gli archeologi. La sua ricerca fu così apprezzata che l’Università di Harvard lo invitò a insegnare. Durante un viaggio dal Brasile nel 1972, Mascarenhas si fermò in Giappone per testare il metodo sui resti di persone provenienti dall’esplosione di Hiroshima.
“Mi diedero una mandibola, e decisi di misurare le radiazioni proprio lì, all’Università di Hiroshima”, ha detto Mascarenhas nella dichiarazione. “La sua analisi era rudimentale; la mancanza di computer avanzati ha fatto sì che la stima non potesse separare il segnale indotto dalla bomba atomica da quello di fondo. Nonostante ciò, presentò i risultati all’American Physical Society’s annual March Meeting a Washington, D.C., nel 1973.
Mascarenhas ebbe il permesso di tenere la mandibola e la portò con sé in Brasile.
Nuova analisi
Grazie ai nuovi progressi nella tecnologia, i ricercatori sono ora in grado di separare il segnale di fondo dalla dose di radiazioni dell’attacco nucleare.
“Il segnale di fondo è una linea ampia che può essere prodotta da varie cose diverse e manca una firma specifica”, ha detto Baffa. “Il segnale dosimetrico è spettrale. Ogni radicale libero risuona in un certo punto dello spettro quando è esposto a un campo magnetico.”
Quando gli Stati Uniti hanno sganciato la bomba atomica, l’arma è esplosa circa 1.900 piedi (580 metri) sopra Hiroshima, ha riferito Live Science. La persona di cui i ricercatori hanno esaminato la mascella si trovava a circa 1,5 chilometri dall’ipocentro della bomba, o il punto al di sotto dell’esplosione.
Per studiare l’osso, i ricercatori hanno rimosso un piccolo pezzo che era stato usato nello studio precedente e poi hanno irradiato quel pezzo in laboratorio, un processo noto come metodo della dose additiva.
“Abbiamo aggiunto radiazioni al materiale e misurato l’aumento del segnale dosimetrico”, ha detto Baffa. Estrapolando da questo segnale, i ricercatori sono stati in grado di misurare altri campioni, comprese diverse parti della mascella.
Questa tecnica ha permesso loro di determinare la dose di radiazioni che l’osso ha ricevuto, che era simile alla distribuzione della dose trovata in diversi materiali intorno a Hiroshima, tra cui mattoni per pareti e tegole, hanno detto i ricercatori.
“La misura che abbiamo ottenuto in quest’ultimo studio è più affidabile e aggiornata del risultato preliminare, ma attualmente sto valutando una metodologia che è circa mille volte più sensibile di” VES, ha detto Mascarenhas. “
Lo studio è stato pubblicato online il 6 febbraio sulla rivista PLOS ONE.
Nota dell’editore: Questa storia è stata aggiornata per correggere il processo che produce CO2- nell’osso irradiato. La CO2 non viene prodotta quando la CO2 perde elettroni.
Articolo originale su Live Science.
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