Radiazioni ionizzanti: cosa sono e cosa provocano

Le radiazioni ionizzanti sono particolari tipi di radiazioni elettromagnetiche o particelle subatomiche dotate di una quantità di energia sufficiente per "ionizzare" la materia che attraversano, determinando la creazione di particelle elettricamente cariche. Queste ultime, rallentando il proprio moto, rilasciano energia creando potenziali danni alla struttura chimica dei materiali attraversati.

Nel caso particolare di esposizione di esseri umani alle radiazioni ionizzanti, le particelle elettricamente cariche prodotte durante l'irradiamento possono generare, a seconda dell'entità dell'esposizione e della modalità con cui essa è avvenuta, danni o conseguenze per la salute anche gravi. Le lesioni prodotte sugli esseri umani dalle radiazioni ionizzanti si possono verificare sia a livello cellulare che dell'organismo, con alterazioni funzionali o della struttura, fino alla morte delle cellule. I danni sono possono essere suddivisi in danni somatici, quando le radiazioni ionizzanti danneggiano o alterano le strutture cellulari ed extracellulari, e in danni genetici quando provocano alterazioni nella struttura dei geni.
 

Le radiazioni ionizzanti possono avere origine naturale oppure essere prodotte artificialmente. Alla prima categoria appartengono ad esempio i raggi cosmici, prodotti da particelle provenienti dal cosmo. Alla seconda categoria appartengono invece le radiazioni prodotte da speciali apparecchiature elettroniche, come i raggi X, oppure da reazioni nucleari prodotte artificialmente. Infine, vi sono le sostanze radioattive (come ad esempio i nuclidi radioattivi), in grado di generare radiazioni ionizzanti e che, a seconda dei casi, possono avere origine naturale oppure create artificialmente dall'uomo. Esempi di radiazioni di questo tipo sono i raggi alfa, beta e gamma.
 

La maggior parte (più di tre quarti dell'intero totale) delle radiazioni ionizzanti a cui sono esposti gli esseri umani proviene da sorgenti di origine naturale, soprattutto dai raggi cosmici che arrivano dal sole e dai materiali radioattivi presenti sulla crosta terrestre. Tra questi ultimi possiamo citare il radon, un gas radioattivo presente tra le rocce e prodotto dal decadimento degli atomi di uranio e di torio. Questo tipo di radiazione, diffusa più o meno uniformemente in tutto il pianeta, non è in genere considerata un fattore di rischio per la salute, fatta eccezione per alcuni casi specifici. Si parla, in particolare, di rischio da esposizione al radon per i lavoratori che svolgono la propria attività in luoghi di lavoro sotterranei o in zone identificate dalle autorità come "aree a rischio radon", gli addetti degli stabilimenti termali e i lavoratori del settore minerario e estrattivo. Il rischio di esposizione alle radiazioni ionizzanti prodotte dai raggi cosmici riguarda inoltre il personale che opera sugli aerei di linea.
 

A partire dalla fine del diciannovesimo secolo, si è cominciato a utilizzare le radiazioni ionizzanti anche per scopi medici e industriali. Ciò ha prodotto una crescita del fattore di rischio da esposizione (in questa caso a una radiazione ionizzante di origine artificiale) non solo per gli addetti del settore, ma anche per tutta la popolazione. L'utilizzo delle radiazioni ionizzanti per finalità mediche, opportunamente controllato e regolamentato, comporta comunque dei benefici sul sistema sanitario superiori rispetto a quanto si otterrebbe senza il loro utilizzo. Tra gli impieghi medici delle radiazioni ionizzanti ricordiamo la diagnostica per immagini tramite raggi X (radiografia e tomografia computerizzata), diagnostica con somministrazione di radioisotopi (PET e scintigrafia) e trattamento dei tumori tramite radioterapia. L'impiego delle radiazioni ionizzanti interessa un numero sempre crescente di settori e non si limita quindi agli ambiti medico e della produzione di energia (in Italia quest'ultimo non è tuttavia consentito). A differenza delle radiazioni di tipo ottico, le radiazioni ionizzanti hanno la proprietà di vedere attraverso la materia opaca, aprendo una serie di interessanti e utili applicazioni anche in campo industriale: radiografia industriale, impianti di sterilizzazione con raggi gamma, controllo di qualità sui pezzi prodotti, controlli di sicurezza, controllo dello stato di conservazione delle opere d'arte e altro ancora.
 

L'esposizione alle radiazioni ionizzanti può causare l'insorgenza di diverse forme patologiche, sia acute che croniche. A seconda delle modalità con cui è avvenuta l'esposizione e in base alla sua durata possono anzitutto verificarsi danni di tipo somatico che interessano le cellule dei tessuti dell'organismo della persona soggetta all'irradiamento. Una cellula sana può in questo caso trasformarsi in una cellula malata, dando origine a leucemie e tumori solidi. Un altro tipo di danno è rappresentato dai danni genetici che interessano le cellule degli organi riproduttivi della persona irraggiata, producendo aborti spontanei e malattie ereditarie. Occorre tuttavia osservare come al danno subito da una cellula non faccia sempre seguito un corrispondente danno all'organismo. Ciò si verifica in quanto la cellula che ha subito il danno muore, oppure si innescano meccanismi interni che ripristinano l'integrità del DNA riparando il danno temporaneo subito. I meccanismi di riparazione cellulare fanno sì che un'esposizione alle radiazioni ionizzanti di dose ridotta difficilmente provochi danni all'organismo.