Biologia delle radiazioni (4/5): Come misurare le radiazioni ionizzanti

Le radiazioni ionizzanti possono causare malattie. Per proteggere la popolazione e il personale degli impianti nucleari da questi effetti avversi, deve essere possibile misurare le dosi di radiazioni in qualsiasi momento e nel modo più accurato possibile.

La sicurezza è la priorità assoluta quando si lavora in impianti nucleari. Ciò vale non solo per il funzionamento delle strutture, ma anche per la protezione del personale. Le persone che sono considerate esposte alle radiazioni durante il loro lavoro negli impianti nucleari devono quindi indossare due diversi dispositivi di misurazione della dose, noti come dosimetri. I dosimetri sono valutati regolarmente e le dosi accumulate vengono memorizzate. Il dosimetro passivo approvato registra l’esposizione alle radiazioni per il registro centrale delle dosi. Il dosimetro elettronico attivo dispone anche di una funzione di allarme. Questo è l’unico modo per intervenire prima che il personale sia esposto a dosi eccessive. In caso di superamento del limite di esposizione alle radiazioni stabilito dalla legge, l’autorità di vigilanza decide, conformemente all’art. 59 dell’Ordinanza sulla radioprotezione, se la persona interessata debba essere sottoposta a controllo medico.

Quando la dose viene superata, occorre determinare la dose efficace individualmente. In tal caso, l’IFSN fa ricostruire la dose da esperti esterni dell’IRA (Institut de radiophysique) di Losanna. Inoltre, viene ordinata un’analisi cromosomica in laboratorio di conferma (vedere la sezione sulla dosimetria biologica). I dati di dosimetria biologica sono comunicati all’IFSN e all’Istituto nazionale svizzero di assicurazione contro gli infortuni (INSAI).

Su questa base, le autorità di vigilanza adottano le misure necessarie come l’esclusione temporanea o permanente dal lavoro in quanto persona esposta alle radiazioni. Dal 2009 si sono verificati tre casi di superamento dei valori limite nella zona di sorveglianza dell’IFSN. Finora non sono stati osservati effetti sulla salute delle persone colpite.

Superamento dei valori limite da parte dei dipendenti delle centrali nucleari in Svizzera

Negli ultimi anni si sono verificati tre casi di superamento dei valori limite in impianti nucleari svizzeri:

  • Durante la revisione della centrale nucleare di Beznau 2 nell’agosto 2009, due dipendenti sono stati esposti a un equivalente di dose personale di 37,8 mSv e 25,4 mSv rispettivamente durante il lavoro sotto il contenitore pressurizzato del reattore. Tale evento è stato causato da una pianificazione inadeguata della revisione e da una carenza nella sicurezza radiologica del luogo di lavoro. Nella sua valutazione dell’incidente, l’IFSN è giunto alla conclusione che non sono previste conseguenze dirette sulla salute per tali dosi.
  • Nell’agosto 2010 un sommozzatore ha raccolto un oggetto sconosciuto nella piscina di trasferimento degli elementi di combustibile durante i lavori di manutenzione alla centrale nucleare di Leibstadt. L’esposizione alle radiazioni sulla sua mano ha superato il limite consentito. La stima dell’esposizione alle radiazioni ha indicato a un valore della dose fino a 7,5 Sv (dose cutanea), per il personale esposto professionalmente alle radiazioni si applica il valore limite di 500 mSv all’anno per la dose cutanea. Ad oggi, non sono state osservate conseguenze per la salute.

Cos’è la dosimetria biologica?

La dosimetria biologica viene utilizzata quando non è disponibile alcun metodo di misurazione fisica o i suoi risultati sono dubbi. Può anche essere considerata un’integrazione al dosimetro ed è particolarmente importante quando occorre determinare retrospettivamente una sospetta esposizione alle radiazioni. Grazie alla dosimetria biologica, è possibile studiare come una certa dose (elevata) di radiazioni colpisca una cellula. Non solo è possibile rilevare qualsiasi cambiamento indotto dalle radiazioni, ma è anche possibile trarre conclusioni sull’entità della dose.

Preparazione di cromosomi irradiati. I cromosomi dicentrici sono contrassegnati in modo ben riconoscibile in rosso: presentano due filamenti facilmente riconoscibili (centromeri). Immagine: AIEA

Nella dosimetria biologica, gli elementi metabolici o le strutture biologiche nel corpo umano – o le loro alterazioni dopo l’irradiazione – sono usati come “dosimetri”. L’analisi dei cromosomi dicentrici si applica come regola aurea globale, soprattutto quando si tratta di rilevare le radiazioni acute su tutto il corpo. Essi sono cromosomi la cui forma è stata modificata dall’irradiazione e che sono facilmente valutabili a livello visivo perché hanno due filamenti facilmente riconoscibili (centromeri). I cromosomi non danneggiati presentano un solo centromero, che divide il cromosoma in due braccia.

Per l’analisi cromosomica si esaminano le cellule dei campioni di sangue estratti dalla vena del braccio. La valutazione può essere effettuata sia manualmente mediante microscopia ottica che automaticamente. La valutazione non è tecnicamente molto complicata, ma richiede molto tempo, poiché per motivi statistici sono necessarie molte cellule, almeno 1000, preparate in modo da poter rilevare dosi ancora più basse. Utilizzando il corrispondente numero di cellule valutate, si possono rilevare dosi ben al di sotto di 100 mSv. Con l’aiuto delle curve di calibrazione, si può anche determinare il tipo di radiazione. Inoltre, queste mutazioni cromosomiche sono specifiche per le radiazioni, cioè non si verificano nel metabolismo normale o, per esempio, dopo gli effetti delle sostanze chimiche. Questo ci permette di rispondere all’importante domanda: «C’è o non c’è stata un’esposizione alle radiazioni?».

Questo è il quarto di cinque articoli dedicati al tema della radiobiologia. L’ultimo articolo si occupa di questioni attuali della biologia delle radiazioni.