Fonti di esposizione

FONTI DI ESPOSIZIONE All’incirca 4-5 miliardi di anni fa, il nostro pianeta era una massa incandescente costituita in maggioranza da atomi stabili di elementi che ci sono tuttora. In questa massa era presente una certa quantità di atomi instabili (radioattivi) che vengono chiamati Primordiali. Essi cominciarono a disintegrarsi sin da quel momento, e tale processo continua ancor oggi; ogni radioisotopo infatti si trasforma in un nuovo elemento e così via. La vicenda della radioattività non si conclude con un solo decadimento, ma prosegue con un processo di decadimento che origina una sostanza detta , la quale a sua volta decade nuovamente in un processo che continua con una lunga catena sino a pervenire in un nucleo stabile. Questa successione è bene illustrata nella tabella IV, che mostra la sequenza di trasformazioni subite dall’isotopo di Uranio-238: un elemento abbastanza comune più dell’oro e dell’argento nella crosta terrestre. Si può affermare che la radiazione naturale è sempre stata presente nella vita dell’uomo in maniera più o meno consistente. Oggi si aggiunge a quella artificiale, prodotta proprio dall’uomo. Ritornando adesso al decadimento radioattivo di un dato elemento, illustriamo di seguito quello relativo alla catena di decadimento radioattivo dell’Uranio-238. Il nucleo di Uranio-238 decade in quello di Torio-234 per emissione di una particella α, che poi decade per un emissione β- a Protoattinio-234, con un periodo di dimezzamento di circa 24 giorni. Questo nucleo decade a sua volta per mezzo di un emissione beta ad Uranio-234 con un periodo di dimezzamento di poco superiore al minuto. L’Uranio-234 emette una particella alfa, trasformandosi in Torio-230, con un periodo di dimezzamento di circa 245 mila anni. Questa serie di decadimenti continua sino alla formazione di piombo-206, che è un nucleo stabile. Un prodotto inevitabile in questa catena di decadimento è il gas radioattivo radon-222; esso infatti decade per mezzo di un’emissione alfa e ha un periodo di dimezzamento di circa 4 giorni. Questo gas può filtrare dal suolo nelle nostre case, dove i prodotti del suo decadimento rappresentano un rischio per la salute. § 2. FONTI DI ESPOSIZIONI NATURALI. Le radiazioni cosmiche, le radiazioni terrestri esterne al corpo umano e le radiazioni interne al corpo umano, sono le cosiddette fonti di espozioni naturali. Daremo qui, brevemente, una spiegazione di cosa esse siano e di come il corpo umano possa venirne esposto. Radiazioni cosmiche: il livello di esposizione alla radiazione cosmica aumenta notevolmente con l’altitudine quasi si raddoppia ogni 1500 m. La maggior parte della popolazione vive al livello od in prossimità del mare, sicché la dose media per danno di radiazione cosmica ~0,4 mSv –varia di poco. Tuttavia in alcune località di montagna, come Denver negli Stati Uniti, Bogotà in Colombia e La Paz in Bolivia, la dose annua di radiazione cosmica può raggiungere fino a 1 mSv o più. Anche i viaggi aerei sottopongono i passeggeri e l’equipaggio ad un irraggiamento cosmico elevato sebbene per periodi limitati. La durata e la frequenza dei voli determinano in tal caso la dose effettiva di esposizione annua. Radiazioni Terrestri Esterne al Corpo umano: dipendono dall’attività presente in natura e si trovano, pur se a vari livelli, in tutto l’ambiente: rocce, suolo, acqua, aria, cibo. Le sorgenti terrestri più significative sono il potassio-40, il rubidio-87 e le due serie di nuclidi radioattivi provenienti dal decadimento dell’uranio-238 e del torio-232. La radioattività di certe rocce e suoli è la maggior sorgente di irraggiamento terrestre per chi è all’aperto. In genere le rocce di origine vulcanica come il granito sono più radioattive di quelle sedimentarie, con l’eccezione delle rocce fosfatiche e degli scisti che sono pure radioattivi. Poiché la gente passa la maggior parte del suo tempo al chiuso, è importante valutare i livelli di radiazioni nelle abitazioni. Per la maggior parte, l’irraggiamento terrestre è correlato al radon che è un gas inodore. Per radon si intendono il nuclide radon, il nuclide 222 radon-220 e la catena dei loro prodotti di decadimento. In media il radon costituisce poco più della metà della dose pro-capite dalle radiazioni naturali di fondo (1,3 mSv per anno). I canali di ingresso del radon sono diversi; il più frequente è il terreno sottostante e, in minor misura, i materiali da costruzione, l’aria esterna, l’acqua potabile e il gas naturale. Risultati di indagini al chiuso sono disponibili solo da poco tempo ed è probabile che livelli eccezionalmente alti di radon, spesso registrati in varie parti del mondo, si riferiscano ad abitazioni costruite con materiali altamente radioattivi o su suoli che li contengano. Radiazioni interne al corpo umano: l’irraggiamento interno è causato principalmente dall’assunzione di potassio-40, piombo-210 e polonio-210. Tuttavia, in confronto con l’esposizione al radon, il loro contributo alla dose media annuale è modesto. Poiché l’assunzione del potassio-40 è controllata omeostaticamente nel corpo, il campo di variabilità è limitato. Al contrario le diete possono influenzare le esposizioni interne al piombo-210 e polonio-210, (presenti nei pesci). In Giappone, dove la principale fonte di alimentazione è la pesca, sono state rilevate concentrazioni cinque volte superiori alla media. Analoghi valori elevati (fino a 10 volte la media) sono stati misurati nell’emisfero nord dove la maggior parte delle popolazioni si nutre di carne di renna o caribù, animali che si alimentano prevalentemente di licheni che concentrano piombo e specialmente polonio. Piombo-210 e polonio-210 sono stati pure rinvenuti nel tabacco e nel fumo di sigarette. § 3. FONTI DI ESPOSIZIONI ARTIFICIALI Tra le attività umane, l’uso crescente delle radiazioni in medicina, le prove di armi nucleari in atmosfera (fino al 1964), i processi industriali che coinvolgono i radionuclidi e la produzione di energia elettronucleare, comportano l’assorbimento di radiazioni artificiali. L’irradiazione medica, comprende le radiazioni usate per la diagnostica: radiografie mediche varie, diagnosi in medicina nucleare con radionuclidi somministrati internamente, radioterapia nel trattamento del cancro ed altre malattie. La dose media annua varia fra 0,4 e 1 mSv. Agli esami diagnostici con raggi X è imputabile circa il 95% della dose totale annua ricevuta dalla popolazione per irraggiamenti medici, la cui diffusione varia in funzione dello sviluppo del sistema sanitario da paese a paese. Le dosi individuali dipendono dall’efficienza delle apparecchiature. La radiografia dentale incide per l’1% nel totale delle esposizioni per ragioni mediche, con una dose media annuale di circa 0,04 mSv per esame. Questo è oggi, il tipo di diagnostica a raggi X più usato. La frequenza delle pratiche mediche di diagnostica nucleare è progredita da quando furono introdotte circa 30 anni fa, si che esse rappresentano circa il 4% di tutti gli irraggiamenti medici. In alcuni paesi la frequenza è diminuita con l’uso di pratiche alternative con radiazioni non ionizzanti come gli ultrasuoni. Il maggiore contributo deriva dal gas radioattivo radon (~55%) che proviene dal decadimento del radio e che è presente nelle rocce e nel terreno. La parte rimanente proviene dalla radiazione cosmica (~8%), da altre fonti terrestri (~8%) e dalla radiazione interna al nostro corpo(principalmente dal potassio radioattivo) che è circa l’11%. La somma di queste fonti dà luogo ad un esposizione media inferiore ai 3 mSv/anno (300 mrem/anno). La restante parte è costituita da fonti di radiazione artificiale prodotte dall’uomo: l’11% proviene dalle radiografie (raggi X), ed il 4% dalla medicina nucleare, per un totale di circa 0,54 mSv/anno (54 mrem/anno). A questo va aggiunto circa il 3% o 0,11 mSv/anno (11mrem/anno) di esposizione alla radiazione che proviene da sorgenti utilizzate in varie attività economiche. Tra queste figurano la fornitura di acqua potabile, i materiali per l’edilizia, i prodotti estratti dal sottosuolo, i combustibili, (in particolare carbone) ed i prodotti dell’agricoltura. Infine vi è una varietà di altre fonti di esposizione alla radiazione, quali la televisione, gli orologi luminosi, i rivelatori di fumo, le insegne luminose, etc. Va notato che la produzione di elettricità negli impianti nucleari (centrali a fissione), ivi incluse le varie fasi del ciclo del combustibile (uranio) dall’estrazione allo smaltimento dei rifiuti, incide oggi per il solo 0,1% dell’esposizione totale per l’uomo. Può stupire che nelle centrali a carbone la percentuale sia 5 volte superiore (0,5%).

Fonte: Effetti,usi,appplicazooni e legislatura delle radiazioni ionizzanti (ebook,youcanprint,2013)

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