radioprotezione

Disciplina che studia i metodi per salvaguardare l’uomo dai danni biologici che radiazioni di qualunque genere possono provocare. L’introduzione di norme protettive in ambienti in cui fossero presenti radiazioni comportò la definizione nel 1928 di un’unità di misura per la quantità di radiazione ionizzante, il röntgen; nello stesso anno fu costituita una commissione internazionale, nel 1950 denominata ICRP (International Commission on Radiological Protection), il cui scopo è di emanare raccomandazioni sul valore della dose massima di radiazione che può essere assorbita dall’uomo senza danno.

Generalità

Gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti possono essere di tipo stocastico oppure deterministico (➔ radiazione). Gli effetti stocastici sono caratterizzati da una probabilità di accadimento in funzione della dose ricevuta e dall’assenza di qualsiasi valore di soglia per la loro manifestazione; per essi, non è possibile stabilire a livello individuale un nesso di causalità tra effetto osservato e dose ricevuta. Gli effetti deterministici si verificano invece soltanto quando la dose eccede ben determinati valori e la loro gravità dipende dalla dose ricevuta. I valori di soglia dei vari effetti deterministici sono di norma sufficientemente ben conosciuti e sempre piuttosto elevati in confronto con i livelli di dose oggi riscontrabili nelle situazioni di maggior interesse pratico. L’obiettivo centrale della r. resta pertanto quello della limitazione degli effetti stocastici (per es., carcinogenesi) e degli effetti ereditari.

La definizione delle grandezze e delle unità di misura che intervengono nella r. è fissata dall’ICRU (International Commission on Radiological Units). La dose assorbita è l’energia ceduta nell’unità di massa della sostanza irradiata; si misura in gray (1 Gy=1 J/kg). L’equivalente di dose (o dose equivalente) tiene conto del fatto che il danno provocato da differenti tipi di radiazione non è lo stesso a parità di dose assorbita ed è espresso dal prodotto della dose assorbita per un fattore di qualità che traduce la capacità di danno di una particolare radiazione; si misura in sievert (1 Sv=1 J/kg).

Principi della radioprotezione

Le basi della r. sono costituite da 3 principi enunciati dalla ICRP nel 1987: a) il principio di giustificazione: nessuna attività umana che comporta rischio da radiazioni deve essere accolta a meno che produca un beneficio netto e dimostrabile; b) il principio di ottimizzazione: ogni esposizione alle radiazioni deve essere tenuta tanto bassa quanto è ragionevolmente ottenibile, facendo luogo a considerazioni economiche e sociali; c) il principio del limite di dose. In particolare, la ICRP ha fissato due diversi limiti di dose per gli individui allo scopo di evitare gli effetti deterministici e ridurre a un livello convenientemente basso il rischio di effetti stocastici. I limiti riguardano gli individui professionalmente esposti e particolari gruppi di popolazione (gruppi critici). Per i lavoratori professionalmente esposti, i limiti annuali per la dose equivalente al fine di evitare effetti di tipo deterministico sono fissati a 0,5 Sv per tutti gli organi, escluso il cristallino, per il quale il limite è fissato a 0,15 Sv. Per effetti stocastici i limiti annuali riguardano il caso di irradiazione uniforme del corpo (0,05 Sv) e quello di irradiazione non uniforme (<0,05 Sv).

Articolazione della radioprotezione

La r., nelle sue applicazioni pratiche, considera le condizioni di progetto o di esercizio che si ritrovano nell’ambiente naturare e in quello di lavoro, prende in esame i lavoratori e gli individui della popolazione e provvede a garantire soddisfacenti condizioni per la salute umana; pertanto, presenta vari aspetti e ambiti di approfondimento: la r. generale considera la fisica delle radiazioni, le modalità di irradiazione corporea, la patologia delle radiazioni, gli aspetti ambientali e metabolici delle contaminazioni radioattive; inoltre, determina gli obiettivi, stabilisce i principi e i criteri, propone il sistema di limitazione delle dosi e fissa gli standard appropriati; le tecniche di r. sono date dai dispositivi e dai metodi idonei a realizzare la r. nei luoghi di lavoro e nell’ambiente di vita; la r. operativa utilizza e applica nella pratica gli strumenti conoscitivi e normativi della r. in generale e le tecniche di r. per la scelta e la realizzazione del programma di r. adeguato alle diverse circostanze. La sorveglianza fisica della r. è l’insieme delle operazioni tecniche e delle prescrizioni effettuate da esperti qualificati ai fini della protezione dei lavoratori e delle popolazioni dalle radiazioni ionizzanti.

Misure di radioprotezione

Ogni programma di r. ha come scopo di ridurre al minimo l’esposizione delle persone alle radiazioni. Nel caso delle r. da contaminazione radioattiva sono state sviluppate tutta una serie di regole per il personale addetto e una tecnica di manipolazione a distanza delle sostanze radioattive. Un importante problema di r. della popolazione deriva dall’accumularsi di rifiuti radioattivi soprattutto intorno a centrali nucleari e attività connesse col loro esercizio, quali produzione e rigenerazione degli elementi di combustibile. I rifiuti radioattivi di bassa attività, entro i limiti consentiti dalle leggi, vengono dispersi nell’ambiente naturale. Nel caso di attività che non permettono di seguire questa procedura e se il materiale radioattivo ha vita media non lunga si attende, per eseguire la dispersione nell’ambiente, che l’attività sia scesa al disotto dei limiti consentiti. Negli altri casi si concentrano in piccolo volume i materiali di elevata attività e, come per i residui solidi attivi, s’immagazzinano sotto controllo in serbatoi o si seppelliscono in luoghi desertici o si calano nel fondo degli oceani.

Nel caso di r. da sorgenti esterne, sorgenti radioattive, tubi a raggi X, reattori nucleari, macchine acceleratrici ecc., si può giocare su uno o più dei tre parametri che determinano la dose assorbita dalle persone esposte, che sono: tempo di esposizione, distanza dalla sorgente, schermatura tra sorgente e persone.

R. da radiazioni non ionizzanti

È sempre più diffuso l’impiego di dispositivi che emettono campi elettromagnetici di frequenza inferiore alla soglia di ionizzazione. Le radiazioni non ionizzanti comprendono la radiazione elettromagnetica visibile e infrarossa, le microonde, le onde a radiofrequenza. Tra gli organismi internazionali che si occupano di protezione dalle radiazioni non ionizzanti particolarmente autorevole è l’ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection ), istituita nel 1992. L’ICNIRP promuove iniziative per migliorare la protezione da radiazioni non ionizzanti delle persone e dell’ambiente; sviluppa linee guida a livello internazionale sui limiti di esposizione; emana raccomandazioni circa l’esposizione a dette radiazioni; stabilisce principi di r. per la formulazione di programmi di protezione internazionali e nazionali. In Italia sono attivi in questo settore il CNR e l’ENEA.

Radioprotettori

Sono sostanze capaci di proteggere gli organismi viventi dall’effetto di radiazioni. Sono considerate tali l’S-adenosilmetionina, le sostanze chimiche ad azione antiossidante, quali le vitamine A ed E, l’acido ascorbico, gli enzimi catalasi, glutationeperossidasi, superossidodismutasi e composti, quali la cisteina, la cistammina e il glutatione, che contengono uno o più gruppi sulfidrilici allo stato ridotto (SH). La r. si attua attraverso il trasferimento di atomi di idrogeno dal radioprotettore (X-SH) ai radicali liberi (R^•) che si formano in seguito all’irradiazione secondo la reazione X−SH+R^• → RH+XS^• nella quale R^• viene così trasformato nella molecola non reattiva RH. Presso il Walter Reed Army Hospital di Washington sono stati sintetizzati dalla fine degli anni 1940 circa 3000 r. aventi un gruppo solfidrilico legato a un gruppo fosfato. Alcuni di essi, quali il Citofos (WR638) e l’amifostina (WR2721), data la loro bassa citotossicità, sono considerati particolarmente utilizzabili nella radioterapia.

Come radioprotettore assume un ruolo rilevante anche il metabolismo cellulare dell’ossigeno. L’abbassamento della tensione fisiologica dell’ossigeno nelle cellule e nei tessuti (ipossia) riduce l’effetto delle radiazioni ionizzanti a basso trasferimento lineare di energia.