radiazioni ionizzanti gli effetti il rischio linformazione e le norme 2
Scienza

Radiazioni ionizzanti: gli effetti, il rischio, l’informazione e le norme

Il fondo naturale di radiazioni
Fin dalla sua prima comparsa nella scena della vita terrestre l’uomo è stato oggetto di esposizione alla radiazione ionizzante che è presente sul nostro Pianeta fin dalla sua nascita. Le sorgenti naturali di esposizione vengono suddivise, in ragione della loro provenienza e natura, in: radiazione cosmica (galattica e solare), radiazione cosmogenica e radiazione primordiale. La radiazione proveniente dalla nostra galassia e dagli spazi intergalattici è quella più energetica con valori compresi tra 108 e 1020 eV, la cui costituzione è indicata nella tabella 1.

Tab.1: Composizione della radiazione galattica (%)
Protoni Particelle a Elettroni Nuclei pesanti
86.2 10.8 2 1

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

Tab.2: Dose annua dai principali radionuclidi cosmogenici (microSv/a)
14C P22N0 3H 7Be Totale
12 0,15 0,01 0,03 ~12,2 (15)

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.

Tab.3: Alcuni radionuclidi primordiali
  T½ (a) Dose assorbita in aria
(nGy/h)
Torio-232 (e figli serie 4n) 1,405.1010 18
Uranio-238 (e figli serie 4n+1) 4,47.109 16
Uranio-235 (e figli serie 4n+2) 7,038.108
Potassio-40 1,28.109 17
Rubidio-87 4,75.1010

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.

Tab.4: Concentrazione di radon nelle abitazioni di alcuni paesi (Bq/m³)
  Valore medio Valore massimo
Canada 34 1720
Kazakstan 10 6000
Iran 82 3070
Estonia 120 1390
Finlandia 120 20000
Norvegia 73 50000
Svezia 108 85000
Belgio 48 12000
Francia 62 4690
Svizzera 70 10000
Regno Unito 20 10000
Repubblica Ceca 140 20000
Slovacchia 87 3750
Italia 75 1040
Spagna 86 15400
Portogallo 62 2700

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)

Tab.5: Dose media efficace annua da fondo naturale (microSv/a)
  Irrad. Esterna Irrad. Interna Totale
Raggi cosmici      
Direttamente ionizzanti 300   300
Neutroni 55   55
Radionuclidi cosmogenici   15 15
Radionuclidi primordiali      
K-40, Rb-87 150 186 336
Serie U-238 100 1200 1300
Serie Th-232 160 180 340
Totale 800 1600 2400

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.

Tab.6: Dose assorbita media annua da fondo gamma in varie province italiane (mGy)
Ancona 0,85
Aosta 0,49
Bari 0,83
Bologna 0,80
Campobasso 0,69
Firenze 0,77
Genova 0,75
L’Aquila 0,82
Milano 0,82
Napoli 2,13
Palermo 0,90
Perugia 0,86
Potenza 1,31
Reggio Calabria 1,28
Roma 1,58
Torino 0,86
Trento 0,84
Trieste 0,76
Venezia 0,77

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.

 

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