Le radiazioni ionizzanti - radioprotezione

Le radiazioni ionizzanti - radioprotezione

Le radiazioni ionizzanti, comunemente chiamate "radioattività", rappresentano un fenomeno che coinvolge la salute e la sicurezza di tutti noi. Tuttavia, questo argomento rimane spesso confinato agli addetti ai lavori, lasciando il comune cittadino senza le informazioni necessarie per comprendere i rischi e adottare le giuste misure di protezione. Che si tratti di esposizioni accidentali come quelle di Chernobyl o Fukushima, di fenomeni naturali come il gas radon nelle abitazioni, o di procedure mediche come radiografie e TAC, conoscere le radiazioni ionizzanti significa poter fare scelte consapevoli per la propria salute e quella della propria famiglia.

Cosa sono le radiazioni ionizzanti

Con il termine generico di radiazione si intendono fenomeni di trasporto di energia nello spazio. Questo termine abbraccia un'infinità di fenomeni notevolmente diversi uno dall'altro, che spaziano dalle onde radio alla luce visibile, dai raggi X ai raggi gamma.

Se l'energia della radiazione incidente sulla materia è sufficiente a ionizzarne gli atomi o le molecole con i quali viene a contatto, la radiazione si chiama "ionizzante". Tali emissioni, con il loro passaggio, sono caratterizzate dalla capacità di strappare gli elettroni agli atomi, lasciandoli carichi elettricamente, e di distruggere i legami molecolari, generando reazioni imprevedibili.

Se la radiazione ionizzante investe un tessuto biologico può creare dei danni significativi, agendo sul DNA e impedendo a questo di riprodursi in modo corretto. In particolare, le cellule possono venire danneggiate, con effetti immediati come ustioni e dermatiti, o tardivi come leucemie, tumori e danni nelle generazioni successive.

Secondo i dati dell'Istituto Superiore di Sanità, l'esposizione media annuale di un italiano alle radiazioni ionizzanti è di circa 2,4 mSv, di cui la maggior parte deriva da fonti naturali come il radon nelle abitazioni e i raggi cosmici.

In natura, le sostanze radioattive sono caratterizzate da una instabilità atomica e/o nucleare, che le fa trasformare in altri elementi chimici o isotopi, rilasciando energia sotto forma di raggi alfa, beta o gamma.

I diversi tipi di radiazioni ionizzanti

Tale emissione di radiazioni è detta decadimento radioattivo ed è la principale fonte di radiazioni ionizzanti sulla terra:

I raggi alfa consistono in una particella di due protoni e due neutroni, similare al nucleo dell'atomo di elio. Sono altamente ionizzanti ma hanno un potere di penetrazione limitato: non possono superare strati di materia superiori a un foglio di carta. Tuttavia, se si sviluppano all'interno di un organismo possono provocare danni gravissimi e irreversibili.

Nelle reazioni nucleari dove si sprigionano raggi alfa, si ha una diminuzione di massa atomica di 4 unità. Un esempio tipico è la reazione che porta dal Radio-226 al Radon-222:

²²⁶Ra → ²²²Rn + particella alfa

I raggi beta consistono in elettroni o positroni espulsi ad alta energia. L'interazione delle particelle beta con la materia ha generalmente un raggio d'azione dieci volte superiore e un potere ionizzante pari a un decimo rispetto alle particelle alfa. Vengono bloccate completamente da pochi millimetri di alluminio.

Un esempio di reazione con produzione di raggi beta è quella in cui il Cobalto-60 si trasmuta in Nichel-60:

⁶⁰Co → ⁶⁰Ni + particella beta

I raggi gamma consistono in radiazioni elettromagnetiche. Sono più penetranti sia della radiazione alfa sia della radiazione beta, ma sono meno ionizzanti. Per ridurre del 50% l'intensità di un raggio gamma occorre una lamina di 1 cm di piombo oppure 6 cm di cemento. I raggi gamma producono effetti simili a quelli dei raggi X come ustioni, forme di cancro e mutazioni genetiche.

Altre tipologie di radiazioni ionizzanti

• I raggi X, che consistono in radiazioni elettromagnetiche similari ai raggi gamma, ma di lunghezza d'onda diversa e di origine diversa.
• Le emissioni di neutroni, che si sviluppano in alcune reazioni nucleari.
• I raggi cosmici, che consistono in radiazioni provenienti dallo spazio (dal Sole, da altre stelle, da novae, supernovae, quasar, etc.), che investono interamente il nostro pianeta. La radiazione proveniente dal sole ha ciclicità undecennale, ed è caratterizzata per lo più da protoni ad alta velocità.

Rischi e normativa

I danni derivanti dalle radiazioni ionizzanti sono numerosissimi e possono avere insorgenza immediata o tardiva. Se le radiazioni colpiscono la cellula nel momento in cui è più vulnerabile, ovvero quando il DNA è in fase di duplicazione, le strutture del nucleo sono dissolte e gli enzimi che assicurano l'integrità del materiale genetico non possono operare.

L'effetto macroscopico più evidente della radioattività sulle cellule è il rallentamento della velocità di riproduzione: le popolazioni di cellule che si riproducono molto rapidamente sono più vulnerabili di quelle che lo fanno lentamente. Per questo motivo, gli organi più sensibili alle radiazioni sono il midollo osseo e il sistema linfatico.

A livello dell'intero organismo si nota un precoce invecchiamento correlato alla dose totale di radiazione assorbita. Gli organi particolarmente esposti, perché superficiali e scarsamente vascolarizzati, che smaltiscono con difficoltà gli effetti della contaminazione radioattiva, sono:

• Pelle: ustioni, dermatiti, tumori della pelle, perdita dei capelli
• Gonadi: sterilità, facilità all'aborto, aumento delle malformazioni, soprattutto del sistema nervoso centrale
• Intestino tenue: occlusioni derivanti da muco e cellule morte, ulcerazioni
• Occhio: cataratta

Unità di misura delle radiazioni

Come unità di misura per valutare l'attività radioattiva nell'unità di tempo, si utilizza il Becquerel [Bq], definito come il numero di decadimenti di una data quantità di materiale radioattivo per ogni secondo. Per valutare la concentrazione in aria si utilizza il Bq/m³.

La grandezza utilizzata come indice del danno dovuto all'esposizione si chiama dose e si differenzia in:

• Dose assorbita: quantità di energia ceduta per ogni kg di materiale irradiato; si misura in Gray [Gy]
• Dose equivalente: dose assorbita moltiplicata per un fattore di correzione che tiene conto del tipo di radiazione; si misura in Sievert [Sv]
• Dose efficace: dose equivalente moltiplicata per un fattore di radiosensibilità di ogni organo umano; si misura in Sievert [Sv]

Per dare un'idea del valore delle dosi, ecco alcuni esempi (1 mSv = 0,001 Sv):

• 0,02 mSv = dose media assorbita da ogni italiano a causa dell'incidente di Chernobyl
• 0,14 mSv = dose assorbita durante una radiografia al torace
• 1 mSv = dose assorbita durante una mammografia
• 4 mSv = dose assorbita durante una TAC
• 20 mSv = dose assorbita durante una scintigrafia

Come si misura e come proteggersi

Per le schermature antiradiazioni si usano rivestimenti di piombo, che ha una densità elevatissima. Il piombo ha il vantaggio di essere l'elemento finale del decadimento dell'uranio e della sua famiglia, quindi nuclearmente molto stabile.

Le regole più elementari della radioprotezione sono:

• Allontanarsi dalla sorgente di radiazioni, in quanto l'intensità diminuisce con la distanza
• Interporre dispositivi di schermatura tra la sorgente e le persone
• Ridurre al minimo la durata di esposizione alle radiazioni

Le fonti di radiazioni ionizzanti possono essere:

• Il decadimento radioattivo di sostanze radioattive naturali (Uranio, Radon, Radio)
• Il decadimento di sostanze radioattive artificiali (Plutonio impoverito)
• Reazioni nucleari industriali o nei reattori nucleari
• I raggi cosmici che investono il nostro pianeta
• Le macchine radiogene ad uso medico (raggi X, radioterapia)

Il caso particolare del Radon

Nel decadimento naturale, l'Uranio (²³⁸U e ²³⁵U), il Torio (²³²Th), il Potassio (⁴⁰K) e il Rubidio (⁸⁷Rb) sono gli elementi radioattivi primordiali. Dal loro decadimento derivano tutti i principali elementi radioattivi naturali che conosciamo.

Tra questi elementi, il più pericoloso per la salute umana è il Radon (²²²Rn). Essendo gassoso può facilmente spostarsi dal punto di generazione e addirittura essere inalato all'interno dell'organismo, proseguendo la serie di decadimento dell'Uranio direttamente nei polmoni!

Secondo i dati ISPRA del 2019, in Italia il radon è responsabile di circa il 10% dei casi di tumore polmonare, rappresentando la seconda causa dopo il fumo di tabacco. L'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente Americana (EPA) ha dimostrato la correlazione diretta tra concentrazione di radon e probabilità di contrarre un tumore polmonare.

Il meccanismo principale dell'ingresso del radon negli edifici è l'effetto camino. Quando in un ambiente si hanno due zone a differente temperatura, si crea una differenza di pressione che provoca uno spostamento di gas dalla zona più calda alla zona più fredda.

Ad esempio, se nella cantina di un'abitazione si ha una temperatura di 1°C e il terreno ha una temperatura di 25°C, si ha un'aspirazione naturale dal terreno verso la cantina. Da ciò si comprende il motivo per cui i valori di radon sono maggiori in inverno!

Video informativo sul gas radon e i rischi per la salute nelle abitazioni.

Per sapere come si svolge una misurazione del radon in un'abitazione o in un luogo di lavoro, e cosa aspettarti dal sopralluogo tecnico, consulta la pagina dedicata al servizio.

 

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Domande frequenti

Qual è la differenza tra radiazioni ionizzanti e non ionizzanti?

Le radiazioni ionizzanti hanno energia sufficiente a strappare elettroni dagli atomi, causando potenziali danni biologici. Quelle non ionizzanti (come le onde radio) non hanno energia sufficiente per ionizzare la materia.

Il radon è presente in tutte le abitazioni?

Il radon è presente ovunque, ma in concentrazioni variabili. Le abitazioni ai piani bassi e in zone geologicamente ricche di uranio presentano generalmente concentrazioni maggiori. Solo una misurazione può determinare i livelli effettivi.

Quanto tempo occorre per misurare il radon?

Per una misurazione accurata secondo le normative, sono necessari 12 mesi di rilevamento continuo con dosimetri passivi, suddivisi in due semestri per tenere conto delle variazioni stagionali.

Le radiazioni mediche sono pericolose?

Le radiazioni utilizzate in medicina (raggi X, TAC) comportano un rischio minimo se usate appropriatamente. Il beneficio diagnostico supera generalmente il rischio, ma è importante limitare le esposizioni non necessarie.

Come posso proteggermi dalle radiazioni ionizzanti?

I principi base sono: aumentare la distanza dalla sorgente, ridurre il tempo di esposizione e interporre schermature adeguate. Per il radon domestico, è fondamentale garantire un'adeguata ventilazione dei locali.

Le radiazioni ionizzanti sono un fenomeno naturale presente ovunque, ma con le giuste conoscenze e precauzioni è possibile gestire i rischi in modo efficace. La misurazione del radon domestico rappresenta oggi uno strumento essenziale per proteggere la salute della propria famiglia, permettendo di adottare le opportune misure di mitigazione quando necessario.

Il presente servizio è attivo esclusivamente nei seguenti comuni: Salerno, Cava de' Tirreni, Castiglione del Genovesi, Pellezzano, Vietri sul Mare, Baronissi, Fisciano, Pontecagnano Faiano, San Mango Piemonte, Cetara, Bellizzi, Nocera Inferiore, Mercato San Severino, Pagani, Battipaglia, Sant'Egidio del Monte Albino, Montoro Inferiore, Minori, Maiori, Corbara, Nocera Superiore, Eboli, Roccapiemonte, Angri, Atrani, Montecorvino Pugliano, Castel San Giorgio, Amalfi, San Valentino Torio, Solofra, San Marzano sul Sarno, Sarno, Bracigliano, Scafati, Pompei, Montoro Superiore, Siano, Sant'Antonio Abate, Santa Maria la Carità, Striano, Forino, Ravello, Gragnano, Poggiomarino, Torre Annunziata, San Cipriano Picentino, Scala, Lettere, Casola di Napoli, Praiano, Conca dei Marini, Tramonti, Serino, Castellammare di Stabia, San Giuseppe Vesuviano, Santo Stefano del Sole, Cesinali, Terzigno, Campagna, Palma Campania, Ottaviano, Aiello del Sabato, Trecase, Albanella, San Gennaro Vesuviano, Calvanico, Atripalda, Capriglia Irpina, Pimonte, Marigliano, Nola, San Paolo Bel Sito, Contursi Terme, Furore, Torre del Greco, Mariglianella, Avellino, Contrada, Vico Equense, Tufino, San Vitaliano, Scisciano, Comiziano, Saviano, Casamarciano, Camposano, San Sebastiano al Vesuvio, Somma Vesuviana, Brusciano, Palomonte, Portici, Cicciano, Acerno, Cercola, San Giorgio a Cremano, Sant'Anastasia, Pomigliano d'Arco, Oliveto Citra, Domicella, Colliano, Baiano, Montefalcione, Pratola Serra, Volla, Altavilla Silentina, Sicignano degli Alburni, Liveri, Castello di Cisterna, Polla, Agerola, Pollena Trocchia, Napoli, Cimitile, Avella, Acerra, Montefredane, San Michele di Serino, Monteforte Irpino, Mercogliano, Positano, Candida, Parolise, Lauro, Moschiano, Manocalzati, Olevano sul Tusciano, Quindici, Giffoni Valle Piana, Valva, Buccino, Giffoni Sei Casali, Visciano, Carbonara di Nola, Postiglione, Casavatore, Pertosa, Casoria, Sorbo Serpico, San Potito Ultra, Pago del Vallo di Lauro, Casalnuovo di Napoli, Romagnano al Monte, Auletta, Recale, Casagiove, San Nicola la Strada, Sant'Angelo a Scala, Marzano di Nola, Mugnano del Cardinale, Afragola, Arzano, Crispano, Casapulla, Meta, Grottolella, Ospedaletto d'Alpinolo, Taurano, Pietradefusi, Montemiletto, Capaccio, Castelcivita, Santomenna, Curti, San Prisco, Sirignano, Petina, Caserta, Capodrise, Trentinara, Torre Le Nocelle, Caivano, Cardito, Melito di Napoli, Sant'Arpino, Succivo, Sala Consilina, San Felice a Cancello, Santa Maria a Vico, Portico di Caserta, Piano di Sorrento, Montefusco, Roccarainola, Frattaminore, Frattamaggiore, Grumo Nevano, Cesa, Macerata Campania, Santa Maria Capua Vetere, San Rufo, Quadrelle, Aquara, Marcianise.