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RADIAZIONI IONIZZANTI
Cosa sono
Si definiscono ionizzanti quelle radiazioni che sono in grado, grazie al loro elevato
contenuto energetico, di rompere i legami atomici della materia trasformando atomi o
molecole, neutri dal punto di vista elettrico, in particelle atomiche cariche elettricamente,
chiamate “ioni”. Il contenuto energetico efficace per la ionizzazione è di 12,6 eV
(elettronvolt). Possiedono questo livello di energia le radiazioni con lunghezza d’onda
inferiore a 10-7 metri, quindi di frequenza superiore a 3 x 1015 Hz.
Le particelle dotate di carica elettrica, come gli elettroni e le radiazioni alfa (vedi
Radioattività), sono in grado di ionizzare direttamente la materia, mentre le radiazioni elettromagnetiche e i neutroni dotati di sufficiente
energia sono indirettamente ionizzanti, in quanto, interagendo con la materia, conferiscono energia a particelle che divengono a loro volta
ionizzanti. Le radiazioni ionizzanti (RI) hanno una differente capacità di penetrazione nella materia: così le radiazioni alfa, che possiedono
un’elevata capacità di ionizzazione, hanno una limitata capacità di diffusione in aria e possono essere arrestate da barriere di modesta
entità (un foglio di carta o un guanto di gomma). La loro pericolosità è quindi legata ad un’eventuale penetrazione all’interno
dell’organismo, ad esempio attraverso l’introduzione delle sostanze che le emettono mediante alimentazione e respirazione e l’accumulo
in tessuti di deposito. Le radiazioni beta (elettroni) sono più penetranti (circa un metro in aria e un cm nella pelle) ma anch’esse possono
essere fermate da ostacoli di modesta entità come una tavoletta di legno di pochi centimetri o un foglio di alluminio. I raggi gamma e i
raggi X passano attraverso i tessuti a seconda della loro energia e richiedono schermature spesse, realizzate in materiali come ferro, piombo
o calcestruzzo.
Dove si trovano
Va in primo luogo sottolineato che esiste un fondo naturale di radiazioni ionizzanti, vale a dire una radiazione naturale, cui da sempre sono
stati sottoposti l’uomo e gli altri esseri viventi e che ha probabilmente giocato un importante ruolo nel cammino dell’evoluzione delle
specie, favorendo le mutazioni genetiche. Le radiazioni naturali sono la somma della radiazione cosmica, che giunge alla terra dallo spazio
(raggi cosmici), della radiazione terrestre, che proviene principalmente da elementi radioattivi (radionuclidi: radio, uranio, torio, ecc.)
presenti nelle rocce e della radiazione corporea. Quest’ultima è interna al corpo umano ed è legata alla radioattività assorbita con l’aria,
l’acqua e l’alimentazione. La radiazione naturale totale è in media, al livello del mare, di 2 millisievert (mSv) all’anno (particolarmente
significativa è quella legata all’inalazione del gas radon). Questa dose di radiazioni viene quindi considerata “normale” per la popolazione
generale, poichè non è in alcun modo evitabile o eliminabile. In edifici costruiti con materiali ricchi di radionuclidi di origine naturale, per
effetto soprattutto della emissione di uno di essi (il radon) si può realizzare una esposizione superiore a quella ordinaria da fondo naturale.
Tra le sorgenti artificiali di radiazioni ionizzanti va ricordato in primo luogo il cosiddetto “fallout radioattivo”, fenomeno che consiste nella ricaduta al suolo di particelle radioattive rilasciate nell'atmosfera in seguito ad esplosioni nucleari o fuoriuscite da centrali nucleari (vedi
Chernobyl). La dimostrazione dei gravissimi danni all'uomo e all'ambiente causati dalle radiazioni ha portato nel 1963 alla ratifica del
trattato di parziale messa al bando degli esperimenti nucleari. Fonti di radiazioni ionizzanti sono oggi le centrali elettronucleari, le cui
emissioni non influiscono significativamente sugli ecosistemi nelle normali condizioni di esercizio, ma possono essere causa di vere e
proprie catastrofi ecologiche in caso di incidente. Altre fonti di radiazioni ionizzanti strettamente collegate sono le miniere da cui si
estraggono materiali radioattivi, gli impianti per l’arricchimento del minerale, la produzione e il riprocessamento del combustibile nucleare
e lo smaltimento dei rifiuti radioattivi, problema ancora parzialmente irrisolto. Va ricordato che i contaminanti radioattivi immessi
nell’ambiente senza adeguate misure di protezione raggiungono il suolo e, attraverso le piante, possono raggiungere l’uomo lungo la
catena alimentare.
Un’ulteriore importante sorgente di esposizione alle radiazioni è costituita dagli usi medici delle RI per scopi diagnostici (raggi X,
radioisotopi) e terapeutici, che impiegano raggi X, gamma, beta e alfa.
Quale rischio comportano
Quando le radiazioni ionizzanti interagiscono con i tessuti viventi, trasferiscono energia alle molecole delle strutture cellulari e sono quindi
in grado di danneggiare in maniera temporanea o permanente le funzioni delle cellule o causarne la completa distruzione. La gravità del
danno dipende dal tipo e dalla dose di radiazione, dalla via di esposizione (irraggiamento esterno, inalazione, ingestione) e dalla sensibilità
del tessuto interessato alle radiazioni. Con l’eccezione del cristallino sono maggiormente sensibili alle radiazioni i tessuti a intensa attività
di replicazione delle cellule, come il midollo osseo, la pelle, le mucose, gli spermatozoi, ecc.. I danni più gravi derivano dall’interazione delle
radiazioni ionizzanti con il DNA dei cromosomi. La fonte radioattiva può essere situata all'esterno o all'interno del corpo con danni in
entrambi i casi. L'esposizione protratta a RI è meglio tollerata a parità di dose rispetto ad una dose acuta, poiché alcuni dei danni possono
essere riparati mentre l'esposizione è ancora in corso. Se tuttavia la dose è sufficiente a provocare effetti clinici gravi, i meccanismi di
riparazione possono essere insufficienti. L'esposizione a dosi di radiazioni, insufficienti a causare la distruzione delle cellule, può indurre
modificazioni cellulari con effetti clinici rilevabili solo dopo anni. Vanno distinti effetti somatici che interessano i diversi tessuti
dell’organismo ed effetti genetici sulle cellule deputate alla riproduzione. Questi ultimi possono portare a mutazioni il cui risultato si può
manifestare nei discendenti dell’individuo irradiato e interessare quindi le generazioni future. Sono molto difficilmente prevedibili. Si
possono verificare danni conseguenti ad irradiazioni acute o effetti cronici da esposizioni prolungate.
Irradiazione acuta. Dosi elevate di radiazioni estese a tutto il corpo provocano lesioni e quadri clinici caratteristici. L’irradiazione acuta è la
conseguenza di eventi eccezionali, quali catastrofi ecologiche o esplosioni nucleari. L’unità di misura delle dosi assorbite utilizzata è il gray
(Gy). Per dosi assorbite superiori a 5-6 Gy la sopravvivenza è impossibile e la morte interviene nel 100% dei casi nel giro di ore o giorni,
per diarrea emorragica grave e disidratazione o per interessamento del sistema nervoso centrale. Tra i 2 e i 4,5 Gy la mortalità è ancora
elevata. Si manifestano gravi danni alle cellule del sangue a livello del midollo osseo che le produce che sono causa di facilità alle emorragie
e alle infezioni, anemia, danni all’apparato gastrointestinale con vomito e diarrea, perdita di peso, lesioni alla pelle e ad altri tessuti, sterilità, danni fetali. Tra 1 e 2 Gy i sintomi sono attenuati e la mortalità è bassa, mentre per dosi inferiori (
Effetti cronici. Sono effetti tardivi, espressione di esposizione cronica a piccole dosi di radiazioni ionizzanti con elevato accumulo delle
stesse. E’ dimostrato un accorciamento dell’aspettativa di vita, ma l’effetto tardivo più grave e insidioso è rappresentato dall’aumentata
probabilità di andare incontro a tumori. E’ stato rilevato un aumento significativo di tumori del sangue (leucemie) e delle ossa
(osteosarcoma) che possono manifestarsi già a due anni dall’esposizione. Si sono osservati aumenti statisticamente significativi di tumori
alla mammella, alla tiroide, al polmone e alla pelle, che insorgono dopo un periodo di latenza più lungo, superiore ai 5 anni. Non è stata
dimostrata ad oggi un’evidenza che le radiazioni ionizzanti possano indurre leucemia linfatica cronica, linfoma di Hodgkin e carcinoma del
collo uterino. Si possono avere anche danni cronici localizzati che colpiscono la pelle (radiodermite) o l’occhio (cataratta).
Come si rilevano
Sono disponibili diversi strumenti per misurare la radioattività:
- dosimetri: servono a misurare la dose assorbita da un individuo in un certo tempo. Vengono utilizzati in campo sanitario e in tutte le situazioni in cui sia necessario conoscere l’esposizione individuale. A seconda del tipo di radiazioni in causa si impiegano differenti strumenti;
- contatore Geiger e strumentazione portatile basata su vari tipi di rivelatore (scintillatori, contatori proporzionali a gas,…): vengono usati per le rilevazioni ambientali; sono sensibili ai diversi tipi di radiazione;
- vengono inoltre utilizzati per applicazioni di laboratorio: spettrometri gamma al germanio, scintillatori liquidi per alfa e beta emettitori.
Cosa dice la legge
Il documento europeo fondamentale in materia di radiazioni ionizzanti è il trattato che istituisce la Comunità europea per l'energia atomica
(Euratom), firmato a Roma nel 1957 con l'obiettivo di contribuire allo sviluppo delle cognizioni tecniche dell'energia nucleare, di fare in
modo che tutti possano trarre beneficio dallo sviluppo di tale energia e di garantire sicurezza di approvvigionamento. Allo stesso tempo,
il trattato garantisce un livello di sicurezza elevato per la popolazione assicurandosi, inoltre, che le materie nucleari destinate a finalità civili
non vengano utilizzate per fini militari. È importante sottolineare che l'Euratom ha competenze soltanto nel settore dell'energia nucleare
civile e pacifica.
Dal punto di vista normativo la legislazione italiana in materia di radioprotezione dei lavoratori e della popolazione si basa sul D.Lgs.
230/1995, in attuazione di una serie di direttive Euratom, modificato dal D.Lgs. 241/2000 e dal D.Lgs 257/2001.
Il D.Lgs. 230/1995 classifica gli ambienti di lavoro, gli operatori potenzialmente esposti e definisce i relativi limiti di esposizione. Il limite di
dose efficace, vale a dire la dose di radiazione ionizzante assorbita, ponderata in base al tipo di radiazione per il corpo intero, è attualmente
di 20 mSv (= millisievert) per anno. Per la popolazione generale il limite è di 1 mSv per anno solare.
Chi controlla
Il Decreto Legislativo n. 230 del 1995 affida all'APAT (all’epoca ANPA) il coordinamento tecnico delle Reti Nazionali di Sorveglianza della
Radioattività ambientale. In questo ambito APAT è tenuta alla raccolta e all'analisi dei dati di radioattività ambientale provenienti dalle
istituzioni partecipanti alle Reti Nazionali (tra cui il Comando dei Carabinieri, i Vigili del Fuoco, il Servizio Forestale, le ARPA e la Protezione
Civile), assicurandone la diffusione periodica tramite appositi rapporti annuali. In ottemperanza agli accordi internazionali, gli stessi dati
sono trasmessi anche alla Commissione Europea.
Le Reti Nazionali consistono in un insieme di punti di osservazione localizzati sul territorio nazionale definiti per analizzare l'andamento e
la concentrazione della radioattività ambientale nel territorio italiano. Il rilevamento avviene sulla base di un programma di
campionamento di matrici ambientali rappresentative dei principali comparti ambientali ed in alcuni alimenti.
L’ARPAV, tramite i Dipartimenti Provinciali e l’Osservatorio Agenti Fisici, partecipa alla rete di monitoraggio nel Veneto effettuando
misurazioni ambientali e determinazioni in alimenti e materiali.
Prevenzione
Sui luoghi di lavoro la prevenzione si basa sul rispetto della normativa vigente, sull’opportuna schermatura delle aree in cui vengono
utilizzate radiazioni ionizzanti, sul monitoraggio ambientale e individuale sugli esposti tramiti adatti dosimetri, sul rispetto rigoroso dei
limiti di esposizione, sugli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria delle apparecchiature e sulla sorveglianza sanitaria dei
lavoratori esposti. Va ricordato che l'esposizione a radiazioni ionizzanti in molte situazioni si riduce grosso modo con il quadrato della
distanza. E' pertanto talora sufficiente mantenere un'adeguata distanza dalla sorgente.
Gli obiettivi prioritari della protezione ambientale sono il contenimento dell’emissione di RI alla fonte, in particolare sorvegliando possibili
contaminazioni che coinvolgano la catena alimentare. Un capitolo a sè riguarda la processazione dei combustibili nucleari, anche in vista
di ridurre la radioattività dei rifiuti. Un altro importante obiettivo, previsto dalla stessa legge 230/1995 è la limitazione di indagini
radiologiche non indispensabili o la loro sostituzione con altre metodiche diagnostiche che non impieghino radiazioni ionizzanti, quali
l’ecografia ad ultrasuoni. Analoga finalità hanno gli interventi in ambito industriale che mirano a sostituire l’impiego di RI con altre
tecnologie. La legge prevede la messa a punto di piani di emergenza e delle relative norme di intervento.
E’ importante infine sottolineare che non esiste una dose soglia al di sotto della quale si abbia l’assoluta certezza che le radiazioni ionizzanti
non aumentino la probabilità di sviluppare un tumore. Per questo motivo, in particolare in campo sanitario, si applica il principio chiamato
ALARA (As Low As Reasonably Achievable) che prevede che vengano posti in atto tutti i ragionevoli sforzi per mantenere l’esposizione alla
dose più bassa consentita dalla attuale tecnologia, tenendo conto dei benefici che derivano alla salute pubblica dall’utilizzo dell’energia
nucleare.
