Lo studio della radioattività naturale ha trovato nella Grotta di Bossea condizioni ambientali di particolare interesse, essendo il sistema carsico delimitato dalle metavulcaniti, costituite soprattutto da porfiroidi fratturati o cataclastici, con rilevante contenuto in radioisotopi delle diverse serie di decadimento radioattivo. Dal processo di decadimento del 238Uranio deriva il gas 222Radon che si diffonde dalle metavulcaniti nelle acque e nell’atmosfera del sistema carsico ed è presente nella grotta in concentrazioni molto interessanti a fini di studio.

Strumento per la misurazione del radon in una frattura nei porfiroidi – foto: G. Peano

Il radon si concentra nell’atmosfera della grotta grazie ad un doppio processo:

  1. emissione da parte dei porfiroidi che nella zona inferiore costituiscono la gran parte del pavimento e delle pareti della cavità
  2. trasporto idrico dalla zona allagata del sistema carsico, situata a monte della grotta (dove si verifica un diretto trasferimento del gas dalle rocce all’acqua), e successivo passaggio dalle acque all’atmosfera nella zona aerata.

Strumentazione per la misura della radioattività in atmosfera – foto: G. Peano

La ricerca è guidata e condotta dal laboratorio CAI , con alcuni importanti supporti del Politecnico di Torino. L’attività di ricerca ha pertanto comportato lo studio della distribuzione e della concentrazione dei radionuclidi nelle diverse tipologie di rocce presenti nella grotta e dei predetti processi di emissione e di diffusione del radon nell’ambiente ipogeo. In questo ambito è stata avviata nel 2010 una ricerca d’avanguardia sulle dinamiche di scambio del gas fra matrice rocciosa, acque ed atmosfera nel sistema carsico di Bossea, che ha potuto essere realizzata grazie alla disponibilità di una strumentazione innovativa per la misurazione in continuo del radon nelle acque, allora fornitaci come prototipo dalla casa produttrice (Saphymo GmbH di Francoforte). Nel corso di questa ricerca sono state ottenute importi acquisizioni in merito ai rapporti esistenti fra le variazioni del livelli delle acque nel massiccio e la liberazione del radon dalle rocce emittenti del basamento cristallino, con evidente correlazione fra l’incremento dei predetti livelli e l’aumento della concentrazione del radon nelle acque del collettore e dei dreni minori.

Strumentazione per la misura della radioattività in atmosfera – foto: G.Peano

Nel corso di questa ricerca sono state ottenute nuove interessanti acquisizioni in merito ai rapporti esistenti fra le variazioni del livello di falda nel massiccio e la liberazione e la risalita del radon dalle rocce emittenti, con evidente incremento di questo processo legato all’aumento della pressione delle acque sulle rocce del basamento cristallino.

Strumentazione per la misura della radioattività emessa nelle acque – foto: E. Villavecchia

Gli studi suesposti sono stati e vengono tuttora realizzati tramite collaborazioni periodiche o continuative con diversi organismi scientifici operanti nel settore specifico, quali la Sezione Radiazioni dell’ARPA Valle d’Aosta, il Dipartimento Radiazioni di Ivrea dell’ARPA del Piemonte, il Centro Ricerche Ambiente Marino dell’ENEA di Lerici-S. Terenzo, e nel periodo 2006-2010, con la Facoltà di Scienze Nucleari ed Ingegneria Fisica dell’Università Tecnica Ceca di Praga.

Strumentazione per la misura ad accumulo del radon negli ambienti chiusi – foto: E. Villavecchia