LEZIONE 12 Esposizioni da Radioattività Naturale

Transcript

1 LEZIONE 12 Esposizioni da Radioattività Naturale Radioattività naturale Sorgenti esterne e sorgenti interne L uomo è sottoposto ad irradiazione naturale dovuta a sorgenti sia esterne che interne. L irradiazione esterna è dovuta ai raggi cosmici e dalla radioattività del suolo e dell aria. L irradiazione interna è dovuta alle sostanze radioattive che si trovano normalmente nell organismo avendo percorso la catena alimentare. Secondo stime internazionali (UNSCEAR,1988) il valore medio delle dosi derivanti dalla radioattività naturale è complessivamente di circa 2,4 msv/y. Italia Veneto Irradiazione esterna naturale Radiazione cosmica I raggi cosmici alta energia sono composti da una componente primaria e secondaria. I raggi cosmici primari ( particelle cariche e gamma duri) vengono assorbiti nello strato più alto dell atmosfera. A circa 20 Km dalla terra i raggi cosmici sono già quasi interamente di natura secondaria. Sulla Terra i raggi secondari sono costituiti principalmente da mesoni ( massa fra elettrone e protone)(componente dura); elettroni e fotoni (la componente molle); neutroni e protoni (la componente nucleonica). Al livello del mare, circa tre quarti dell intensità dei raggi cosmici è dovuta alla componente dura. I poli ricevono radiazione cosmica in misura maggiore rispetto all equatore perché il campo magnetico della terra devia la radiazione. L'intensità dei raggi cosmici aumenta con l altitudine, dato che a maggiori altezze c è una minore quantità di aria che fa da schermo. A livello del mare lo schermo dell aria equivale a circa 4 m di calcestruzo. A 10 km di altezza( 1 m calcestruzzo equivalente) l esposizione alla radiazione cosmica è quasi 100 volte più elevata di quella a livello del mare. ( aereo) Irradiazione dal suolo I principali materiali radioattivi presenti nelle rocce sono il K 40, Rb 87 e gli elementi radioattivi che derivano dal decadimento dell U-238 e del Th-232 (Radon): presenti sulla terra fin dalla origine. Le concentrazioni di questi materiali nella crosta terrestre variano da luogo a luogo. Le rocce ignee e i graniti contengono concentrazioni di U-238 più elevate delle rocce sedimentarie come il calcare e il gesso. (fanno eccezione alcune sedimentarie di origine marina: pomice). Tipici valori di concentrazione nel suolo sono compresi fra Bq/kg ( K-40 ) e Bq/kg ( serie U-238 e Th-232)

2 Irradiazione interna naturale Solo una minima parte di questa dose interna proviene da sostanze prodotte dalla radiazione cosmica ( C-14 e H-3 ). Gran parte deriva da sorgenti terrestri: In media si ricevono circa 0,18 msv/y dal K-40, assunto insieme al potassio non radioattivo, una dose quasi doppia proviene dagli elementi del decadimento dell U-238 e, in misura minore, dal decadimento delth-232. Alcuni di questi Pb-210 e il Po-210, sono introdotti essenzialmente attraverso il cibo.( Sigarette) Dose efficace annua da fondo naturale in msv/anno (da UNSCEAR1988) Sorgente di irradiazione Raggi cosmici componente ionizzante componente neutronica Irradiazione esterna 0,3 0,055 Irradiazione interna Totale 0,3 0,055 Radionuclidi cosmogenici H-3,C-14,Na-24 0,015 0,015 Radionuclidi primordiali K-40,Rb-87 serie dell U-238 serie del Th-232 0,150 0,100 0,160 0,186 1,20 0,18 0,336 1,30 0,34 Totale (arrotondato) 0,80 1,60 2,40

3 Radon Recentemente ci si è accorti che la più importante delle sorgenti di radiazione naturale è rappresentata da un gas nobile insapore, inodore e invisibile, sette volte e mezzo più pesante dell aria: il Radon. Il radon si produce nell'ambito delle tre famiglie radioattive naturali. CAPOSTIPITE ISOTOPO DEL RADON U-238 Rn-222 T1/2 = 3,5 d U-235 Rn-220 T1/2 = 55 sec (Toron) Th-232 Rn-210 T1/2 = 4 sec Diffonde attraverso il suolo e nell'atmosfera e si concentra negli ambienti chiusi a bassa circolazione d'aria. La concentrazione è favorita dall'uso di materiali da costruzione ricchi di Radio ( tufo; ceneri) Poiché il Radon è un gas nobile esso non produce direttamente contaminazione interna ma se intrappolato nel pulviscolo può depositarsi nell'apparato respiratorio. I suoi discendenti sono costituiti da ioni positivi che diffondono velocemente e si aggregano ad acqua a gas e areosol presenti in aria con diametro < 1 um. I discendenti sono isotopi del Po; Bi; Pb emettono alfa, beta gamma e sono pericolosi. Sono molto radioattivi: Granito, pietra pomice, fosfato di gesso, scorie di altiforni, tufo, pozzolana. Da una indagine nazionale risulta che la media delle concentrazioni di radon nelle abitazioni è 77 Bq/m 3. Il 5% delle case hanno concentrazioni > 200 Bq/m 3, Il 1% delle case concentrazioni > 400 Bq/m3. Acque solfuree.

4 In un ora di volo in aereo si assorbe una dose di 1 mrem Radiazione terrestre a Viterbo 200 mrem Radiazione terrestre ad Aosta 2 mrem Dose media annua procapite in Italia dovuta al fondo naturale è 110 mrem ( 1,1 msv) Dose media annua procapite dovuta alla Diagnostica 0,9 msv Dose media alla pelle a un paziente standard per radiografia al Torace 0,4 1,5 mgy Dose media alla pelle a un paziente standard per Radiografia Indorale 2 8 mgy La dose efficace è però minore se si tiene conto che la regione irradiata è limitata.

5

6

7 Di seguito sono mostrate delle figure che indicano in che modo sia cresciuta la concentrazione di alcuni radionuclidi contenuti nel fallaout nucleare prodotto dalle esplosioni nucleari militari.

8