Autore Topic: [approfondimenti] Fukushima [7] Gli effetti delle radiazioni sugli esseri umani  (Letto 109 volte)

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Offline Mario Giardini

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Approfondimenti - Fukushima Indice

Le fonti naturali. Partiamo da un fatto: tutti gli esseri umani, durante tutta la loro vita, senza eccezioni, sono esposti alle radiazioni. Perciò, tutti noi, in ciascun momento della nostra giornata e per tutta la vita, riceviamo “dosi”, maggiori o minori, che dipendono dal posto in cui ci troviamo e dall’attività svolta in quel momento.
 
Alcune delle fonti di radiazioni sono dentro di noi: tutti noi abbiamo nei  tessuti materiali radioattivi. Il Carbonio 14 è un esempio. Ma anche il Potassio 40, che ingeriamo continuamente con i cibi che mangiamo.  Perciò, tutti noi ci portiamo dietro, built in, una pico-Chernobyl che irradia i nostri tessuti.

Poi ci sono le fonti esterne naturali. Sono di due tipi: radiazioni ad alta energia provenienti dallo spazio. Questo è un “bombardamento” continuo che somiglia ad una radiografia di durata pari alla nostra vita: impossibile schermare il pianeta.

Infine, radiazioni emesse dal materiale radioattivo presente sulla terra. In primis, il radon, che è un gas che tende a concentrarsi all’interno delle abitazioni.

Questo determina quella che si chiama “natural exposure”, cioè esposizione naturale alle radiazioni. Non possiamo farci niente. E non è necessario farci niente: nulla prova che l’esposizione al “fondo naturale” di radiazione sia pericoloso per la salute.

Anzi. Ci sono degli esempi che fanno pensare il contrario: che un certo livello di radiazioni possa essere addirittura benefico per l’organismo. Ma di questo parleremo più avanti.






La cosa che qui preme ricordare è che il livello della esposizione, sulla superficie terrestre, non è costante. Varia fortemente e moltissime sono le località del pianeta ove l’esposizione è superiore di dieci, o perfino cento volte, al valore medio.

Problemi per la salute? La letteratura non ne riporta. Anzi, taluni studi riportano benefici.
Le fonti umane. In aggiunta al fondo naturale di radiazione, ci sono tutte le attività umane che coinvolgono l’uso di sostanze radioattive.

Un esempio è l’attività mineraria di produzione del carbone (che contiene l’isotopo C14, ma non solo). Un’altra, la produzione di energia elettrica in centrali a carbone. Nel primo caso, l’esposizione riguarda i minatori; nel secondo, gli addetti alla centrale elettrica.

La produzione, il test, lo smantellamento di armi nucleari (includendo anche i reattori usati per la propulsione di navi e sommergibili) costituiscono altre fonti, che produce esposizione diretta e indiretta, quest’ultima tramite la produzione di rifiuti radioattivi.

Ci sono, inoltre, usi di materiali radioattivi in vari settori produttivi: industria, agricoltura, ricerca biologica e non. Tutte queste attività, tuttavia, producono, tutte insieme e nella generalità dei casi, un livello di esposizione che si cerca di ridurre, tramite la normativa tecnica, al “minimo ragionevole”.

L’attività umana che più contribuisce, ed è un valore importante, come si vedrà, alla irradiazione di esseri umani è l’uso, in medicina, dei materiali radioattivi. Diagnostica e terapie mediche sono i campi di uso maggiore. E la tendenza è all’aumento. Visti i benefici che apporta, nessun uomo ragionevole potrebbe rifiutarne l'uso.

Nei paesi sviluppati, il livello di esposizione dovuto all’uso in medicina delle radiazioni è arrivato ad essere circa il 50% del livello medio di esposizione totale.

L’utilizzo così esteso del mezzo radiologico non è senza conseguenze: molte sono le vittime di un uso errato di materiali radioattivi nelle radioterapie; e molte altre nelle tecniche di intervento radiologico (per esempio, il radio-monitoramento delle coronarie).

Unità di misura dell’esposizione (dose). Mi sfugge il perché si sia ricorsi ad una classificazione e quantificazione così complessa. Ma tant’è. L’unità di misura per la “dose assorbita” è il Gray. Corrisponde ad assorbire un Joule per ogni Kg di massa corporea (il Joule è una unità di misura dell’energia).

Un Gray corrisponde a 100 rad, vecchia unità di misura. La ragione di questa definizione va ricercata nel fatto che i danni ai tessuti dipendono dalla quantità di energia “assorbita”. Parlare di assorbimento è fuorviante, ma non complichiamo il discorso.

Gli effetti biologici dipendono dal tipo e dall’energia della radiazione cui siamo esporti. Le particelle alfa, per esempio (nuclei composti da due protoni e due neutroni) non fanno danni: basta la nostra pelle per fermarle.
Invece, le radiazioni gamma possono essere pericolose assai.

Esse si distinguono in radiazioni ionizzanti, e radiazioni non ionizzanti.



Le radiazioni (che sono onde elettromagnetiche) hanno una energia proporzionale alla frequenza (secondo la costante di Planck) cioè a radiazione a frequenza più alta, corrisponde energia più alta.

Le radiazioni ionizzanti sono caratterizzate dal fatto di essere in grado di strappare uno o più elettroni agli atomi che compongono le cellule. Modificandone il comportamento e portando la cellula ad “ammalarsi” cioè a non adempiere più il “lavoro” cui è dedicata.

Esiste una soglia di energia al di sotto della quale NON è possibile strappare gli elettroni agli atomi delle cellule.
Dunque, tutte le radiazioni a frequenza più bassa della soglia NON sono dannose. Fra di esse, le frequenze usate per i telefoni cellulari.

Gli effetti dell’assorbimento dipendono non solo dalla energia della radiazione, ma anche dalla parte di corpo esposta.
 
Pertanto, si è definito una unità di misura che tiene conto di questa diversità di effetti: la “dose effettiva”. Cioè la parte di radiazione assorbita che realmente fa male.

L’unità di misura per questa dose è il Sievert, che è sempre 1 J per 1Kg, ma “pesato” in base al tipo di radiazione e alla parte esposta.

Infine, c’è la cosiddetta “dose collettiva”, cioè il totale di Sievert incassati da un gruppo di persone x. Si esprime in uomo Sievert (man Sievert). Dividendo il numero per x si ottiene la dose effettiva.

Dose media e variabilità della dose media. La ricerca di un valore medio valido come riferimento è complessa. Discutibile. E discussa.

Tuttavia, i valori ad oggi accettati internazionalmente sono i seguenti.

Fonti esterne: 0,4 mSievert (millesimi di Sievert) dovuta a radiazioni cosmiche; 0,5 ai raggi gamma terrestri di origine naturale

Fonti interne: 1,2 mSievert dovuta a inalazione di radon; 0,3 mSv dovuta a ingestione di cibi

Totale: 2,4 mSievert.

Tuttavia, questo valore medio ha un “typical range”, cioè una variabilità tipica, che pone la scala fra 1 mSv e 13 mSv.

In caso di incidente nucleare, le dosi assorbite vengono stimate, e classificate, come basse, medie o alte.
 

Una dose “bassa” di irradiamento viene quantificata in 100 mSv. Cioè quaranta volte circa la dose media annuale. Una dose “media” è compresa fra 1 e 10 Sv, cioè fra 400 e 4000 volte la dose media annuale. Dosi superiori ai 10 Sv sono classificate come “alte”.

Sulla difficoltà e complessità delle stime torneremo in seguito.

Ma di “quanta” energia assorbita si parla? Un Joule equivale a 0,239 calorie. Cioè a un quarto circa della quantità di calore necessaria per innalzare di un grado centigrado un grammo di acqua distillata posta al livello del mare. Un grammo equivale a 1 centimetro cubico di acqua.

Quindi 2,4 mSv (millisievert) che è la dose naturale media, rappresenta la quantità di energia necessaria a far aumentare la temperatura di un grammo di acqua di 0,57 millesimi di °C.
 
O, se preferite,  la quantità di energia necessaria per fare aumentare di 0,57 milionesimi di grado la temperatura di un litro di acqua distillata (che pesa un kg).

Sono quantità, come si vede, microscopiche. Una dose alta di radiazioni, diciamo 10 Sv, rappresenta la quantità di energia necessaria a far aumentare la temperatura di un litro d’acqua di 5,7 millesimi di grado.

Ci sono dei lavori che espongono alle radiazioni più di altri. E’ sorprendente constatare quali siano i più pericolosi, e quanto lo siano, quantitativamente parlando. Tutti tendiamo a pensare che occuparsi per professione di sostanze radioattive (lavorare nel cosiddetto nuclear fuel cycle) espone certamente a una dose media annuale elevata.

Ed è vero: infatti, è  pari, in media, a 1,8 mSv (75% della dose media annuale).

Ma se voli per professione (air travel crew) la dose media annuale che ricevi è 3,0 mSv. Quasi il doppio di quella del nuclear fuel cycle.

Se lavori in miniera (non di carbone) la dose è 2,7. Se ti occupi di lavorazioni di minerali, la dose è 1,0.

Ma il mestiere più pericoloso è, non ci crederete, quello dei portieri di albergo (e di tutti i lavoratori che hanno la scrivania al pianterreno): 4,8 mSv. Perché? Perché sono I più prossimi alle sorgenti di radon, che emanano dal terreno: il doppio della dose annuale media.
« Ultima modifica: 18 Settembre 2017, 15:23:29 da Mario Giardini »