Per quali scopi l'uomo usa la radioattività?

I principali utilizzi di sorgenti di radiazioni sono sicuramente in ambito sanitario, anche se vi sono ulteriori applicazioni in campo industriale e militare. È in medicina infatti che la radioattività viene diffusamente impiegata in esami di tipo diagnostico quali: raggi X, tomografia assiale computerizzata (TAC), positron emission tomography (PET), singol photon emission tomography (SPET), scintigrafia; ma anche impiegata in campo strettamente curativo tramite la radioterapia e medica nucleare.

Chi si occupa del "pericolo radiazione" per le persone?

È l’ Esperto Qualificato (EQ). In italia è la figura professionale che si occupa di radioprotezione dei lavoratori e della popolazione. Le competenze dell'Esperto Qualificato sono indicate nel D.Lgs. 230/95 (successivamente modificato e integrato dai D.Lgs. 241/2000 e D.Lgs. 257/2001 ed altri), dove è definito come:

“persona che possiede le cognizioni e l'addestramento necessari sia per effettuare misurazioni, esami, verifiche o valutazioni di carattere fisico, tecnico o radiotossicologico, sia per assicurare il corretto funzionamento dei dispositivi di protezione, sia per fornire tutte le altre indicazioni e formulare provvedimenti atti a garantire la sorveglianza fisica della protezione dei lavoratori e della popolazione.”

L'Esperto qualificato è un consulente del datore di Lavoro, dal quale riceve, tramite nomina, la competenza tecnico-scientifica esclusiva della garanzia della sorveglianza radiologica. Inoltre indica i dispositivi per la protezione individuale (DPI) da utilizzare quali: elmetti, occhiali, protezioni per l’udito, le vie respiratorie ed il corpo e ne verifica periodicamente la loro idoneità. Inoltre classifica le zone a rischio radiazioni (libera, sovergliata e controllata) indicandone le modalità di accesso. Senza altro nella tua vita avrai visto dei cartelli simili:

Fig. Zone a rischio radiazione (Dispense dott.Elio Giroletti, "elementi di radioprotezione")

Ma quindi sono pericolose!!?

La capacità delle radiazioni di indurre un danno all'organismo dipende dall'energia che riescono a depositare nel corpo umano. La quantità di energia che si deposita nell'organismo viene detta dose assorbita. La grandezza che misura la dose assorbita è il gray (Gy) che è dato dal rapporto tra energia misurata in Joule e massa misurata in kilogrammi. Un organismo che riceve una dose di 1Gy vuol dire che ha ricevuto un'energia di 1 Joule per ogni kilogrammo del suo peso. L'energia della radiazione però non ha lo stesso peso per tutte i tipi di radiazione in virtù delle diverse caratteristiche e del diverso modo di interagire con l'organismo: a parità di energia assorbita, ad esempio, i neutroni sono molto più dannosi dei γ. Si introduce quindi una nuova grandezza, il Sievert (Sv), sempre calcolata in J/kg, che però tiene conto anche della diversa capacità di indurre il danno da parte dei diversi tipi di radiazione (la cosiddetta dose efficace).

Tieni presente però che 1 Sv è una quantità grandissima e nella pratica giornaliera un essere umano è esposto alla radioattività naturale per una quantità di circa 6 microSievert (vale a dire 6 milionesimi di Sievert). Casi di esposizione alle radiazioni per quantità del Sievert o più si sono verificate solo nel caso dei grandi incidenti nucleari o in altre rare situazioni.

Gli effetti sull'organismo dovuti all'esposizione alle radiazioni ionizzanti si dividono in 2 categorie: gli effetti deterministici e gli effetti stocastici.

Gli effetti deterministici sono legati alla presenza di una dose soglia, vale a dire che al di sopra di quella dose si avranno sicuramente degli effetti sull'organismo, dalla sterilità fino alla morte (si considera come dose soglia di mortalità quella pari a 1,5 Sv in una singola esposizione).

Gli effetti stocastici (probabilistici) invece sono legati alla probabilità di avere un effetto sull'organismo (indipendentemente dalla sua gravità) dopo aver assorbito una certa dose di radiazioni (inferiore comunque a 100 mSv/anno). La differenza tra i due tipi di effetti è che nel caso di quelli deterministici TUTTI gli esposti oltre la  dose soglia riporteranno gli stessi danni all'organismo; nel caso di quelli stocastici invece gli effetti sugli esposti avranno natura probabilistica, pertanto 2 individui esposti alla stessa dose non è detto che presentino i medesimi effetti sull'organismo.

Radiazioni, cosa sono e come agiscono

Per approfondire:
http://xkcd.com/radiation/ 
http://www.fastcodesign.com/1663509/infographic-of-the-day-the-best-radiation-chart-weve-seen-so-far

Come fanno le radiazioni ionizzanti a danneggiare l'organismo?

Le radiazioni ionizzanti possono danneggiare l'organismo perché possiedono l'energia sufficiente per rompere i legami molecolari all'interno delle singole cellule. La molecola fondamentale per la vita è il DNA. L'esposizione a radiazioni ionizzanti può pertanto comportare la rottura di legami della molecola di DNA causandone una modifica che può portare a mutazioni tumorali.


Per approfondire:
1) http://it.wikipedia.org/wiki/Malattia_acuta_da_radiazione

Come si formano le radiazioni ionizzanti?

Le radiazioni ionizzanti sono generate da diverse sorgenti, che possono avere origine terrestre o extraterrestre. Le sorgenti extraterrestri sono le stelle da cui ci giungono i raggi cosmici. Le sorgenti terrestri sono costituite da nuclei radioattivi naturali e artificiali. I nuclei radioattivi naturali sono a loro volta divisibili in 2 gruppi: primordiali e cosmogenici. I nuclei radioattivi primordiali sono presenti sulla Terra dal tempo della formazione del Sistema Solare, mentre quelli cosmogenici sono prodotti in continuazione dall'interazione della radiazione cosmica con gli atomi dell'atmosfera.

I nuclei radioattivi sono caratterizzati da una proprietà importantissima: il tempo di dimezzamento, vale a dire il periodo di tempo dopo il quale la metà degli atomi di partenza è decaduta, cioè si è “trasformata” in un atomo diverso, emettendo radiazione durante la “trasformazione”. 

I nuclei radioattivi primordiali hanno un periodo di dimezzamento di miliardi di anni, comparabile con l'età della Terra, per questo sono ancora presenti in abbondanza sul nostro pianeta. Quasi tutti i nuclei radioattivi naturali (cioè dire quelli non prodotti dall'uomo) sono il prodotto del decadimento di 3 nuclei radioattivi primordiali, che sono i “capostipiti” di 3 famiglie radioattive: l'uranio 238 (²³⁸U), capostipite della famiglia dell'uranio, il torio 232 (²³²Th), capostipite della famiglia del torio, e l'uranio 235 (²³⁵U), capostipite della famiglia dell'attinio. Oltre ai 3 sopra citati esistono altri 13 nuclei radioattivi primordiali, tra cui il potassio 40 (⁴⁰K), presente in abbondanza nel corpo umano. 

I nuclei radioattivi cosmogenici non sono invece presenti naturalmente sulla Terra ma sono prodotti dall'interazione tra i raggi cosmici e l'atmosfera.

Le sorgenti di radiazione artificiali sono dovute all'azione dell'uomo, che le produce utilizzando alcuni processi fisici, tra cui la fissione nucleare o il frenamento delle particelle cariche negli acceleratori di particelle (la radiazione così prodotta è detta radiazione di frenamento). 


Vedi sezione "Mappe concettuali"

Ho sentito parlare di radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, cosa sono esattamente?

Si definisce radiazione ionizzante qualsiasi tipo di radiazione in grado di produrre, per via diretta o indiretta, la ionizzazione degli atomi o delle molecole del mezzo attraversato, ovvero qualunque radiazione capace di estrarre uno o più elettroni dall’atomo su cui va ad impattare. In questo modo la radiazione modifica la struttura atomica e molecolare della materia.

Sono direttamente  ionizzanti, le particelle cariche come protoni, elettroni, particelle alfa, la cui energia cinetica eguaglia o supera la ionizzazione degli atomi del mezzo. Sono indirettamente ionizzanti neutroni e fotoni poichè interagendo con la materia, possono liberare particelle cariche, le quali a loro volta produrranno ionizzazione.

Tieni conto addirittura che il decreto legislativo 230/95  sancisce la definizione di radiazione ionizzante, ossia:

“radiazione ionizzante è quella radiazione con un’ energia almeno di E>12eV e quindi lunghezza d’onda, λ<100nm"

Eccoti un'altra immagine, simile a quella che ti ho mostrato prima.

Fig. Distinzione radiazioni ionizzanti e non ionizzanti

Per approfondire: 
http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazioni_ionizzanti