Radiazioni: Scopri Qual è Più Pericoloso tra Voli Aerei e Radiografie!

La questione delle radiazioni sui voli aerei viene spesso fraintesa, proviamo a fare chiarezza sul fenomeno. Ma è vero che quando siamo in volo in aereo ci sono più radiazioni del normale? Sì, anche 20 volte la quantità a terra per via delle radiazioni cosmiche.

Radiazioni: Siamo Costantemente Esposti

Siamo esposti alle radiazioni in ogni momento ed in ogni luogo, tuttavia sono il tipo e la quantità di esse a fare la differenza. La radiazione di fondo media è stata stimata intorno ai 2,4 mSv (milliSievert) all’anno, ma ovviamente varia considerevolmente da posto a posto; in alcune città d’Italia, ad esempio, siamo mediamente sui 3,3. Sono valori che dipendono dal radon nell’aria, da uranio e torio nel suolo, e simili.

Contatori Geiger e Unità di Misura

Piccola precisazione per smanettamenti di contatori geiger: mSv (milli Sievert) è 10^-3, µSv (micro Sievert) è 10^-6. Un Sievert corrisponde perciò a mille mSv e a un milione di µSv. I numeri sul display hanno senso solo insieme alla scala in cui stanno venendo espressi. Un contatore geiger misura la potenza di una dose, pertanto l’emissione del momento. Un dosimetro ne memorizza la somma, quindi quante ne sono state assorbite in un lasso di tempo; ci sono contatori che lo posseggono integrato.

Il mondo del nucleare comunque è un frullatore di svariate unità di misura: i Sievert che non misurano piccole bianche foche, i Gray che non conteggiano le sfumature di grigio, i Rem che non esprimono note musicali da sogno, i Becquerel che non rappresentano acquerelli, i Curie che non calcolano i fiori di tuttu l’annu, eccetera…

Radiazioni Cosmiche in Volo: Fattori Determinanti

Le radiazioni cosmiche provengono dallo spazio, sono dovute all’attività del sole e di altri astri, che bombardano amorevolmente i pianeti intorno. Non sono costanti, ci possono infatti essere periodi di maggiore (o minore) intensità, ed è questo un primo fattore importante che determina la radioattività di fondo.

Il nostro pianeta si protegge da suddetti irraggiamenti grazie all’atmosfera, motivo per cui un altro fattore di rilievo è l’altitudine a cui ci stiamo spostando; si difende anche tramite il proprio campo magnetico, caratteristica che condiziona l’esposizione a seconda della latitudine in cui stiamo viaggiando. Più si volerà in alto e più le radiazioni saranno elevate (strato minore di atmosfera che protegge), e più si volerà bassi, specie se sotto le nuvole, e meno il cosmo si farà sentire.

Come si evince, il campo prodotto è, per così dire, meno intenso ai poli magnetici, motivo per cui, svolazzare all’equatore espone a meno radiazioni cosmiche che non a latitudini più polari.

Nocività e Rischi delle Radiazioni

Le radiazioni non sono tutte uguali, c’è qualche distinzione da fare. Esistono:

Le radiazioni alfa, la cui portata è di pochi centimetri.
Le radiazioni beta, la cui portata è di qualche metro.
Le radiazioni gamma, che (come quelle dei raggi x) sono ionizzanti e schermabili solo con piombo o cemento.

In particolare, a riguardo della pericolosità, distinguiamo tra ionizzanti e non ionizzanti, che volendo semplificare al massimo, differiscono per il trasportare molta (o poca) energia nello spazio, sotto forma di raggi, onde o particelle.

Le radiazioni ionizzanti, vista l’alta energia, sono in grado di ionizzare gli atomi (cioè di rimuovere completamente un elettrone), e sono nocive ai tessuti viventi poiché colpiscono cellule e dna. Il nostro corpo è in grado di autoripararsi e rigenerare i legami spezzati; tuttavia in quantità elevate, potrebbe non ripararsi come si deve, e generare riproduzioni cellulari sbagliate (dna ionizzati), degenerando in malattie.

Le radiazioni che invece non hanno tali effetti, cioè le non ionizzanti, sono ad esempio: le onde radio, le microonde, gli infrarossi, lo spettro di luce visibile, e i fotoni di ultravioletti a bassa energia.

Gli studi attuali stimano che sopraggiunga un rischio elevato al di sopra dei 100 mSv/anno. Uno dei luoghi che abbiamo visitato e che riteniamo trattare in maniera molto interessante e dettagliata l’argomento, oltre che colpire emotivamente, è il museo di Hiroshima.

Quantità di Radiazioni di Riferimento

I tessuti umani assorbono in maniera molto differente le radiazioni, ma per farsi un’idea, si è approsimativamente esposti a:

0,01 mSv per una lastra dentale (equivale a un giorno circa di radiazioni).
0,4 mSv per una mammografia.
1 o 2 mSv per una lastra alla testa.
8 mSv per una lastra addominale.
10 mSv per una tomografia di tutto il corpo (equivale ad una dose di 3 anni di fondo naturale).
Una radioterapia può focalizzare anche 40000 mSv sul bersaglio.
0,1 µSv (cioè 0,0001 mSv) per una banana.

Noi stessi, che conteniamo potassio, emettiamo radiazioni. I termoscanner rilevano le radiazioni infrarosse (sottogruppo delle termiche) che provengono da una superficie che emana calore, tipo un corpo, determinandone la temperatura.

La raccomandazione dell’International Commission on Radiological Protection è di attenersi ad un esubero rispetto al proprio valore base di fondo, a non più di 1 mSv/anno. Perciò, se vivete ad esempio in una zona da 3mSv/anno, è di rimanere al di sotto dei 4mSv annui.

Esposizione alle Radiazioni durante il Volo: Quanto è Troppo?

Come detto dipende dall’attività solare e dalla rotta intrapresa, oltre che da quanto tempo effettivo del volo viene trascorso ad alta quota. Se si fanno voli da 3 µSv/ora, provenendo da un’ambiente da 0,3 µSv/ora, quel 2,7 di esubero medio orario richiederà almeno 370 ore a quota di crociera (salite e discese escluse, poiché hanno dosi sensibilmente inferiori) per arrivarci. Un frequent flyer deve quindi essere molto frequent per raggiungere quella soglia. Se si fanno voli con radiazioni da 5 µSv/ora, di ore trascorse ad alta quota ne basteranno 212. Un intercontinentale del tipo Parigi-New York, può equivalere ad un paio di lastre ai denti.

Chiaramente per chi lavora in ambienti dove l’esposizione è particolarmente elevata, come astronauti, impiegati in impianti nucleari, radiologi e simili, le soglie massime vengono fissate più in alto (per qualcuno addirittura a 20mSv/anno), e sottostanno a scrupolosi monitoraggi. Nel caso dell’aviazione commerciale, per piloti e hostess, la radiazione non viene misurata, ma calcolata. Al di sotto di certe quote, vengono usati modelli computerizzati che determinano quanto si è assorbito, sulla base di dove si vola (rotte e altitudini), e di quanto si vola.

Radiazioni Ionizzanti e Rischio di Cancro

Le radiazioni ionizzanti sono un fattore di rischio riconosciuto per l’insorgenza del cancro. Sono in grado di indurre lo sviluppo di ogni forma di tumore, sebbene tra l’esposizione alle radiazioni e l’insorgenza della malattia possano trascorrere molti anni, anche a seconda del tipo di tumore. Alcuni organi sono più sensibili di altri alle radiazioni. Il midollo osseo e la tiroide sono quelli maggiormente soggetti alla trasformazione indotta dalle radiazioni, e per questo alcune forme di leucemia e il cancro della tiroide sono le neoplasie che si verificano più frequentemente e più precocemente nelle persone esposte a radiazioni ionizzanti.

Molto di quel che sappiamo oggi sul rapporto tra radiazioni ionizzanti e cancro deriva da studi condotti su persone sopravvissute agli effetti delle bombe atomiche sganciate dall’esercito statunitense sulle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki al termine della Seconda guerra mondiale. Diversi studi hanno confermato che anche bassi livelli di esposizione a radiazioni ionizzanti possono dare origine alle trasformazioni delle cellule che portano allo sviluppo del cancro.

In generale, oggi è noto che:

Il rischio di cancro aumenta al crescere della dose di radiazioni a cui si è esposti. Inoltre, non è possibile determinare una dose al di sotto della quale l’aumento del rischio di sviluppare un tumore si azzera.
Per la maggior parte dei tumori indotti da radiazioni ionizzanti, le probabilità di ammalarsi sono maggiori se vi si è esposti da bambini e diminuiscono al crescere dell’età.
I tumori del sangue sono il tipo di cancro più frequente e quello che insorge più rapidamente in seguito all’esposizione a radiazioni ionizzanti (anche dopo pochi anni).
I tumori solidi associati all’esposizione a radiazioni impiegano diversi decenni per svilupparsi.

Radiazioni Ionizzanti: Cosa Sono?

La luce, le onde radio e i raggi X sono diversi esempi di radiazioni elettromagnetiche, energia che si diffonde sotto forma di onde elettromagnetiche o di particelle subatomiche. Le radiazioni ionizzanti sono quelle a maggiore energia. Proprio per questa caratteristica sono in grado di interagire con la struttura degli atomi, rimuovendo elettroni che orbitano intorno al nucleo e conferendo agli atomi una carica elettrica, ovvero, appunto, ionizzandoli. Le radiazioni ionizzanti sono le sole considerate cancerogene, perché la capacità di ionizzare la materia fa sì che possano interagire anche con i tessuti degli esseri viventi.

Fanno parte delle radiazioni ionizzanti i raggi X (impiegati per esempio per eseguire le radiografie), quelli gamma (impiegati in esami diagnostici come la PET o emessi da alcuni elementi radioattivi, presenti per esempio nel cosmo e nel suolo), le particelle alfa e le particelle beta.

DNA ed Esposizione al Cancro

Il DNA contiene le istruzioni per la costruzione dell’organismo, e indirettamente per il suo funzionamento. Per questo è importante che le informazioni in esso contenute vengano trasferite senza errori dalle cellule madri alle cellule figlie. L’integrità della struttura di una cellula è salvaguardata da sofisticati meccanismi protettivi e di riparazione.

Il DNA, però, è molto sensibile agli effetti esercitati dalle radiazioni ionizzanti, che possono rompere i filamenti di DNA o indurre cambiamenti nella sua struttura, modificando le informazioni che conserva e trasporta. Tali radiazioni possono anche alterare l’ambiente cellulare e dare origine a radicali liberi, composti altamente reattivi che possono a loro volta produrre molecole dannose per le cellule.

In questo caso i destini della cellula possono essere vari:

Una cellula con un DNA molto danneggiato spesso muore.
Più raramente, può accadere che tale DNA sia riparato completamente ed efficacemente.
Una situazione intermedia, potenzialmente più pericolosa, è quella in cui permangono delle alterazioni che non vengono riparate correttamente, con mutazioni la cui conseguenza può essere un cancro.

Il Problema della Dose

Gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti sono maggiori al crescere della dose a cui si è esposti, e quindi dell’energia che si deposita nei tessuti. La dose assorbita dai tessuti viene misurata in Gray (Gy), mentre l’unità di misura impiegata per misurare l’effetto biologico delle radiazioni è il Sievert (Sv). I possibili effetti delle radiazioni ionizzanti sono di due tipi:

A dosi elevate si osservano effetti definiti deterministici.
A dosi più basse le radiazioni producono invece effetti definiti stocastici, ovvero effetti probabilistici che non si verificano con certezza; le probabilità che avvengano aumentano al crescere della dose e dalle volte in cui si è esposti a radiazioni.

Fonti di Esposizione alle Radiazioni

Le radiazioni ionizzanti non sono estranee alle nostre vite. Siamo quotidianamente esposti a una dose di radiazioni, il fondo naturale di radiazione cosmica e del suolo, proveniente dall’ambiente che ci circonda. Altre fonti di esposizione possibili sono le radiazioni prodotte dagli esseri umani, per scopi soprattutto medici, energetici e militari.

Fondo Naturale di Radiazione

Il fondo naturale di radiazione è la maggiore fonte di radiazioni ionizzanti a cui siamo esposti. Ogni essere umano è esposto in media a circa 2,4 millisievert (mSv) all’anno, l’equivalente di 100 radiografie del torace. L’entità dell’esposizione varia però notevolmente a seconda della zona in cui si vive.

Il fondo naturale di radiazione deriva da diverse fonti:

I raggi cosmici, che sono emessi dal sole e dalle altre stelle e dunque arrivano a noi direttamente dallo spazio.
Le radiazioni emesse dalla Terra. Nel suolo terrestre sono presenti numerosi elementi radioattivi la cui concentrazione può variare di zona in zona.

La fonte di radiazione terrestre più importante per la salute umana è il radon, un gas radioattivo inodore e incolore generato dal decadimento dell’elemento chimico radio. Se inalato, infatti, il radon si deposita sulle pareti dell’apparato respiratorio e da qui irraggia le cellule dei bronchi. In tal modo può dare luogo a trasformazioni cellulari che portano allo sviluppo del tumore del polmone.

Radiazioni Prodotte dall’Attività Umana

Da circa un secolo gli esseri umani sono in grado di sfruttare le proprietà delle radiazioni ionizzanti. Gli impieghi principali sono la produzione di armi, di energia e di applicazioni mediche.

Armi Nucleari

Quando si parla di armi nucleari il pensiero va alle bombe sganciate al termine della Seconda guerra mondiale su Hiroshima e Nagasaki, che esposero centinaia di migliaia di persone a raggi X, raggi gamma e neutroni. La maggiore fonte di radiazioni disperse nell’ambiente dagli esseri umani è rappresentata dai test sulle armi atomiche, specie quelli realizzati in atmosfera.

Centrali Nucleari

Le emissioni di radiazioni dagli impianti di produzione di energia basati sullo sfruttamento di reazioni nucleari sono attentamente monitorate e controllate. La dispersione di radioattività nell’ambiente è trascurabile, tuttavia malfunzionamenti degli impianti o incidenti possono causare grandi perdite di radiazioni ionizzanti nell’ambiente.

Raggi X e Radiografie: Quando Servono

I raggi X sono una forma di energia radiante come le onde radio o la luce. Gli esami radiografici giocano un ruolo importante per la formulazione da parte del medico di una corretta diagnosi. Ogni tessuto od organo ha una sua specifica sensibilità all’esposizione ai raggi X, che dipende anche dal tipo di esame radiologico. Come ogni atto medico, anche i raggi X servono quando vengono utilizzati con prudenza e cognizione di causa.

La decisione di far eseguire un esame radiologico è solo medica e si basa sulla consapevolezza dell’utilità dell’esame per la salute del paziente, rispetto ai rischi potenziali dovuti all’irradiamento. Se per esami a bassa dose radiante (quali una semplice radiografia del torace) la decisione è abbastanza semplice, bisogna prestare più attenzione agli esami radiologici che contemplano l’utilizzo di una più alta dose radiante quali ad esempio la TC.

Gli attuali standard di radioprotezione e le conseguenti pratiche radiologiche sono basati sulla premessa che qualunque dose di radiazione, non importa quanto piccola, può avere effetti negativi sulla salute. I soggetti di sesso femminile sono a maggior rischio rispetto alla popolazione maschile e i bambini molto più a rischio degli adulti perché hanno cellule in divisione rapida ed una maggiore aspettativa di vita al momento dell’esposizione. È quindi di fondamentale importanza che la paziente in stato gravidico informi il proprio medico di base ed il medico radiologo o di medicina nucleare del suo stato prima che venga prescritto od eseguto un’indagine radiologica addominale o pelvica che utilizzi raggi X o se deve sottoporsi ad un’indagine di medicina nucleare.

Livelli di Radiazione Durante un Esame Radiologico

Gli esami radiologici utilizzano radiazioni ionizzanti per produrre immagini diagnostiche del corpo. Durante un esame di radiologia domiciliare, l’operatore segue protocolli rigorosi per minimizzare l’esposizione sia del paziente che di eventuali presenti nella stanza. Le misurazioni effettuate in diversi studi scientifici mostrano che la dose di radiazione scatter, ovvero quella che si propaga nell’ambiente circostante, è estremamente bassa.

Radiazioni Cosmiche a Bordo di un Aereo: La Ricerca NASA

Potete trovare la risposta in una nuova ricerca pubblicata dalla NASA finalizzata proprio a studiare gli effetti della radiazione cosmica nella nostra atmosfera. Quando siamo con i piedi per terra siamo in gran parte protetti da questa radiazione perché la magnetosfera terrestre, che agisce come un gigantesco schermo magnetico, blocca la maggior parte della radiazione che raggiunge il pianeta. Particelle con energia sufficiente, tuttavia, possono penetrare la magnetosfera e scontrarsi in atmosfera con le molecole di azoto e ossigeno.

Per studiare meglio la situazione la NASA ha lanciato a settembre 2015 da Fort Sumner, New Mexico, l'esperimento Radiation Dosimetry Experiment (RaD-X) che consisteva in un pallone ad elio che trasportava nella stratosfera strumenti atti a misurare appunto la radiazione cosmica proveniente dal Sole e dallo spazio interstellare. I risultati di questa ricerca saranno utilizzati per migliorare i modelli meteorologici spaziali, come il Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation for Aviation Safety (NAIRAS), creato apposta per prevedere eventi come le tempeste magnetiche che seguono alle eruzioni solari.

In generale i voli a medio-corto raggio viaggiano a quote comprese fra 30 e 36mila piedi; nelle tratte intercontinentali si raggiungono i 45mila piedi.