La radiazione solare, che è ciclica nella sua intensità con periodi undecennali, è essenzialmente costituita da protoni di energia per lo più inferiore a 100 MeV. Il campo magnetico terrestre funge da parziale schermo di questa radiazione che comunque, raggiungendo l’atmosfera, dà luogo a cascate di altre radiazioni, tra cui muoni, elettroni, gamma e neutroni, alle quali è principalmente dovuta la dose ricevuta al suolo.
La dose della radiazione cosmica, oltre che con l’altezza sul livello del mare, varia anche con la latitudine, e, mediamente, alla latitudine di 50° essa è di circa 270 microSv/a e di 80 microSv/a rispettivamente per la radiazione direttamente ionizzante e per la radiazione neutronica.
La radiazione cosmica è anche responsabile della radiazione cosmogenica, in quanto i neutroni secondariamente prodotti dalla radiazione cosmica attivano i nuclidi stabili rendendoli radioattivi. Tra questi quelli più importanti per la dose sono il trizio, il carbonio-14 e il sodio-22 che hanno anche un ruolo metabolico nell’organismo umano. Si stima che la dose annua sia ripartita come in Tab. 2

I radionuclidi primordiali sono quelli che hanno un periodo di dimezzamento dell’ordine dell’età del sistema solare (e i loro figli), e pertanto si trovano sulla Terra fin dalla sua formazione. I principali sono riportati in tab. 3. La distribuzione estremamente variabile nelle varie regioni terrestri di questi radionuclidi comporta agli abitanti dosi notevolmente diverse; così ad esempio, per alcune regioni ad alto fondo, la dose assorbita in aria è di 790 o 35 o 5 mSv/a rispettivamente in alcune regioni del Brasile (Guarapari), in alcune regioni dell’India (Kerala) e ad Orvieto in Italia.

Analoga disparità di esposizione si può rilevare per quanto riguarda il radon, la cui concentrazione indoor dipende oltre che dalla regione, dal materiale e dalle tecniche di costruzione delle abitazioni e anche dalle caratteristiche climatiche delle zone. Nella tabella 4 sono riportate alcuni valori delle concentrazioni di radon indoor rilevati in alcune abitazioni.

Se si assume il valore di conversione esposizione-dose efficace proposto dall’UNSCEAR:

1 Bq h-1m-3 = 9 nSv,

nel caso del valore massimo di esposizione sopra indicato (in Svezia) e per una permanenza indoor di 10 ore al giorno si avrebbe una dose efficace giornaliera di 7.6 mSv e quindi una dose equivalente al polmone di 63 mSv al giorno.

Figura 1: Distribuzione della dose efficace annua da fondo naturale

Secondo un recente lavoro di F. Bochicchio e S. Risica (ISS), la media nazionale italiana è probabilmente compresa tra 70e 75 Bq/m³. Considerando che il valor medio mondiale stimato dall’UNSCEAR è di 40 Bq/m³, mentre le medie nazionali di altri Paesi vanno da circa 10 Bq/m³, (Australia, Cipro, Egitto) a oltre 100 Bq/m³, (Finlandia, Svezia, Rep. Ceca, Ungheria, Estonia), la media italiana può considerarsi medio alta. La dose efficace media per la popolazione italiana dovuta all’esposizione al radon nell’aria interna alle abitazioni viene stimata in 1.9 mSv/a, di cui 1.8 mSv/a per l’irraggiamento polmonare e 0,1 mSv/a per l’irraggiamento ad altri organi.
A parte le grandi differenze che si possono riscontrare da regione a regione della terra (Figura 1), per quanto riguarda le varie componenti che concorrono a determinare la dose totale, il valore medio dalle varie fonti naturali alla popolazione è sostanzialmente identico a quello che l’UNSCEAR aveva già valutato nel 1988, e che viene riportato nella tabella seguente (tab. 5)

Per quanto riguarda in particolare l’irraggiamento esterno, nel nostro Paese è stata condotta una indagine nazionale dal CNEN negli anni passati che ha portato a rilevare i valori di esposizione gamma annui medi riportati nella tabella 6.

È possibile rilevare che la popolazione napoletana riceve per questa via una dose che è circa 5 volte più alta di quella annualmente ricevuta dalla popolazione aostana. Una indagine nazionale più recente condotta dall’ISS e dall’ANPA ha portato a stimare una dose efficace media gamma per la popolazione italiana compresa tra 0.5 e 0.6 mSv/a. La stessa indagine riferita alla misurazione del radon ha portato a valutare tra 70 e 75 Bq/m3 la concentrazione mediata nel corso dell’anno nelle abitazioni, con differenze notevoli in relazione sia al materiale di costruzione, sia alla localizzazione geografica sul territorio; i dati si distribuiscono seguendo un andamento lognormale con il valore minimo rappresentato da alcuni becquerel per metro cubo fino al valore massimo di 1040 Bq/m³.
Concludendo, la dose media totale della popolazione italiana dovuta e esposizione a radiazioni ionizzanti di origine naturale è stimabile, sulla base dei dati attualmente a disposizione, in circa 3.4 mSv/a, di cui 1.8 mSv/a e 0.5 mSv/a dovuti rispettivamente al radon in aria ed alla radiazione gamma nelle abitazioni. I corrispondenti valori medi mondiali sono di 2.4 mSv/a, 1.1 mSv/a e 0.4 mSv/a.
Alla dose media totale cui la popolazione italiana è esposta a causa delle radiazioni ionizzanti di origine naturale, si aggiunge il contributo delle sorgenti antropiche rappresentate essenzialmente dall’impiego delle radiazioni ionizzanti nelle pratiche medico-diagnostiche, ma anche dal fall-out degli esperimenti nucleari in atmosfera, alla produzione di energia con combustibili fossili, etc. Il contributo medio annuo da queste fonti è stato stimato in 1.1 mSv/a.