Perché il cesio‑137 si concentra più in alto e vicino ai ruscelli?

Tra il 2010 e il 2022 gli scienziati hanno monitorato per 13 anni la presenza di cesio‑137, un isotopo radioattivo, in un'area incontaminata del Messico. Ogni anno hanno prelevato campioni da 17 punti diversi e hanno misurato quante becquerel (Bq) di cesio‑137 c'erano in un chilogrammo di suolo. I risultati mostrano una diminuzione naturale, dovuta al decadimento radioattivo, ma con qualche picco curioso. Nel 2011 la concentrazione più alta, 87 Bq kg⁻¹, è stata registrata su terreni più alti e vicino a piccoli ruscelli intermittenti. Due anni dopo, nel 2013, quel valore è salito a 135 Bq kg⁻¹, probabilmente perché le piogge hanno trasportato il cesio dalle zone più basse verso le alture. Da allora la radioattività è scesa progressivamente, fino a 46 Bq kg⁻¹ nel 2022. In alcuni punti lontani dall’area protetta i valori sono rimasti molto più bassi, tra 0,6 e 13,5 Bq kg⁻¹, suggerendo l’influenza di attività umane locali. L’analisi geospaziale ha permesso di mappare queste variazioni su tutta la zona, mostrando come il paesaggio influisca sul movimento dei contaminanti radioattivi. Questo studio dimostra che, anche in luoghi apparentemente “intatti”, la natura continua a ridistribuire gli isotopi radioattivi in modi legati a topografia e idrologia.

Il cesio‑137 (¹³⁷Cs) è un prodotto di fissione nucleare con un emivita di 30,17 anni, emettendo radiazioni beta e gamma. Dopo il suo rilascio nell'ambiente, si lega fortemente alle particelle di argilla e all'humus, rendendolo poco mobile in suoli sabbiosi ma più trasportabile in terreni ricchi di materia organica. Il fenomeno osservato nel 2013, con un picco di concentrazione a quote più elevate, può essere spiegato da processi di erosione e trasporto idrogeologico: le precipitazioni intense favoriscono il runoff superficiale, spostando il ¹³⁷Cs dalle zone più basse verso i versanti più alti, dove si deposita nei bacini di accumulo. Inoltre, la presenza di ruscelli intermittenti crea micro‑ambienti di deposizione, poiché l’acqua in movimento può trattenere particelle radioattive e rilasciarle gradualmente durante i periodi di secca. L'analisi geospaziale, basata su sistemi informativi geografici (GIS), ha permesso di interpolare i dati di concentrazione su una griglia raster, generando mappe tematiche annuali. Queste mappe hanno evidenziato gradienti di concentrazione correlati all'altitudine (R²≈0,68) e alla distanza dalle linee d'acqua (R²≈0,73). La diminuzione complessiva da 135,5 Bq kg⁻¹ a 46,4 Bq kg⁻¹ tra 2013 e 2022 è coerente con il decadimento esponenziale previsto dalla legge di decadimento radioattivo (N(t)=N₀e^{-λt}), dove λ è la costante di decadimento (λ≈0,023 anno⁻¹). Tuttavia, la riduzione osservata è leggermente più rapida, suggerendo che processi di diluizione, copertura vegetativa e possibile scavo biologico abbiano contribuito al ritiro del ¹³⁷Cs dal suolo superficiale. Infine, i valori più bassi nei punti periferici (0,6‑13,5 Bq kg⁻¹) indicano l'influenza di attività antropiche locali, come l'uso di fertilizzanti o la gestione del suolo, che possono alterare la distribuzione del cesio mediante miscelazione meccanica o l'aggiunta di materiale privo di radioattività.