Le “Terre Rare”: dalle “Gocciole” alla Risonanza Magnetica Nucleare

Cosa c’entrano le “terre rare” con le Gocciole e la Risonanza Magnetica Nucleare?

E’ frequente da qualche tempo sentire o leggere l’espressione “terre rare” (in inglese rare earth elements, più concisamente REE) in servizi radio-televisivi, sui social, in articoli di quotidiani e riviste economiche.

Cosa sono le “terre rare”?

Un po’ di storia… Negli anni ‘30 le Tavole Periodiche degli Elementi spesso riportavano le “terre rare” all’interno di un’unica casella, nonostante tredici di quei quattordici elementi fossero già stati identificati e caratterizzati, perché essi mostravano proprietà talmente simili, da renderne l’isolamento (o la separazione) un’operazione molto complessa con le tecniche analitiche dell’epoca.

Non è un caso che il nome della prima “terra rara” sia Lantanio (simbolo La), vocabolo di manifesta derivazione dal verbo greco antico lantanein, il cui significato nella lingua italiana è nascondersi. In realtà, l’attributo “rara/e” sottolinea le difficoltà nell’estrazione dei singoli elementi che quindi non sono “rari” nel senso letterale del termine.

Facciamo un esempio pratico ed ecco perché sono utili le “Gocciole”: se, infatti, si volessero togliere i pezzettini di cioccolato (supponiamo che rappresentino oro nei filoni auriferi di una miniera) da questi gustosi biscottini,  ciò non sarebbe affatto  complicato, ma se l’obiettivo fossero i granelli di zucchero (supponiamo che rappresentino le “terre rare”), lo sforzo sarebbe immenso.

Attualmente le “terre rare” – Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Prometeo, Samario, Europio, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Olmio, Erbio, Tullio e Itterbio – sono disposte nella Tavola Periodica degli Elementi nel modo che è possibile osservare in questo disegnino.

Le “terre rare” e il mondo della salute

Il Gadolinio (simbolo Gd), scoperto nel 1880, ha caratteristiche paramagnetiche che ne spiegano il ruolo fondamentale nella Risonanza Magnetica Nucleare con mezzo di contrasto. E’ usato da oltre 30 anni, in forma di cloruro, come mezzo di contrasto intravenoso. In questa tecnica medica, usata anche nella diagnostica del tumore del seno, infatti, l’elemento esalta il segnale proveniente dai tessuti esaminati,  migliorando grandemente la sensibilità strumentale.

L’Itterbio (simbolo Yb), dalla cittadina di Ytterby nell’arcipelago di Stoccolma, dove è stato scoperto nel 1878, trova impiego nella medicina nucleare, perché consente di produrre uno dei migliori radioisotopi terapeutici, il Lutezio -177,  in grado di emettere una gran quantità di radiazioni beta attive sulle cellule tumorali (ad esempio, nel trattamento di alcuni tumori del seno e della prostata) e una minima di radiazioni gamma, necessarie per la diagnostica.

… e oltre il mondo della salute

Il Cerio (simbolo Ce)  protagonista di un commovente racconto all’interno de “Il sistema periodico” di Primo Levi, è stato identificato nel 1803. Questo elemento produce scintille, se strofinato, per questa ragione ha un impiego di rilievo negli accendini/accendisigari di cui costituisce, insieme al Ferro, la “pietrina”.

L’Europio (simbolo Eu), scoperto nel 1901, è particolarmente interessante per la sua proprietà di emettere radiazioni nel rosso e nel blu. Tra le applicazioni di questa “terra rara” rientrano gli inchiostri di sicurezza per il contrasto alla falsificazione delle banconote della moneta unica europea.

L’Olmio (simbolo Ho), scoperto nel 1878, deve il suo nome sempre alla città di Stoccolma (Holmia è, infatti, il nome latino di Stoccolma utilizzato tra il XVII e il XVIII secolo) ed è impiegato per la sua capacità di assorbire neutroni nei reattori nucleari, contribuendo alla sicurezza del processo di produzione dell’energia.

Altri usi nel quotidiano

Quasi tutti i 14 elementi che costituiscono le “terre rare” hanno altri significativi impieghi, come nel caso dei LASER e dei magneti permanenti, materiali in grado di trasformare l’energia elettrica in energia meccanica, utilizzati in molti ambiti dai minuscoli motorini degli alzacristalli elettrici negli autoveicoli ai grandi motori delle turbine/pale eoliche.

Perché è fondamentale il loro recupero

La domanda per le “terre rare” ha mostrato dal XX secolo e mostra tutt’oggi un incremento significativo e costante, anche perché non è stato ancora possibile ridurre le difficoltà nell’aumento della loro produzione. Attualmente, sono noti circa 200 diversi minerali contenenti le “terre rare”, ma solo una decina di essi presenta quantità tali da considerarne l’estrazione economicamente vantaggiosa.

Per questo motivo il loro recupero al termine del ciclo di vita degli oggetti che le contengono (come i nostri indispensabili smartphone) e il loro reimpiego sono l’obiettivo di alcuni progetti di “miniera urbana” sostenuti dall’Unione europea.

In un generico cellulare, infatti, oltre al Rame, all’Argento, all’Oro e al Palladio, è presente  circa 1 grammo di “terre rare”, distribuito negli elementi Lantanio, Praseodimio, Neodimio, Europio, Gadolinio, Terbio e Disprosio.

Prof.ssa Maria Vittoria Barbarulo chimica e docente per Redazione VediamociChiara © riproduzione riservata

Tra le fonti di questo articolo segnaliamo

>>> Pieter Thyssen, Koen Binnemans, Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis in Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, 41, Elsevier, pp.1-93, 2011.
>>> U.S. Geological Survey, Mineral commodity summaries – Rare Earths, 2025.
>>> Convegno dell’Accademia dei Lincei, Materie prime critiche per l’energia, Roma 22 e 23 maggio 2025.
>>>Energy Virginia
>>> World Nuclear
>>> Circulareconomy
>>>Eurare