Thread by @f_ronchetti

Ecco il thread sulle radiazioni ionizzanti e non. E' un po' lungo ma discorsivo. Se non avete voglia di leggerlo ora potete salvarlo. Cerco di definire i concetti in modo che poi possiate usarli autonomamente. Non farò #debunking (per quello ci sono altri più bravi).

Si parla sempre più spesso dei rischi connessi al #5G 5G ed all’uso delle onde elettromagnetiche che vengono sempre chiamate “radiazione elettromagnetica”. Anche se questa terminologia non è sbagliata genera tanta confusione.

Articoli di giornale corredati dell’immancabile foto del segnale di pericolo con la paletta nera su sfondo giallo non fanno altro che creare disinformazione pericolosa e bufale. Un giornale che mette una foto del genere merita, secondo me, almeno una sanzione amministrativa.

Prima di discutere di #5G cerchiamo di capire BENE che cosa sono le radiazioni. Per prima cosa diciamo che sono un fenomeno NATURALE. In questo momento esatto siete esposti a delle radiazioni. Da dove vengono ?

Principalmente dall’accumulo di un gas presente nel suolo (Radon), dallo spazio esterno (prodotti di raggi cosmici vi stanno attraversando) e da processi di trasformazione di elementi chimici nella crosta terreste.

Ci sono anche altre sorgenti di radiazione non naturali: una almeno la conoscete, i generatori di raggi X per le “lastre”. Andiamo con ordine: ma prima che vi preoccupiate per quello che ho detto sopra...

... l’esposizione di cui ho parlato (fondo naturale) non ha effetti rilevanti sull’organismo umano perché ci siamo evoluti in questo ambiente e, come vedremo, entro questi limiti le cellule del nostro organismo riescono ad auto-ripararsi rispetto ai danni da radiazione.

Ma vi dirò di più. Il “fondo naturale” è la pietra miliare che permette di valutare se una esposizione a delle radiazioni è pericolosa o meno. È la nostra cartina di tornasole.

Qualcuno pretende dalla scienza risposte “certe” ma questo atteggiamento (in)culturale è antiscientifico per definizione. La scienza è un metodo e quando è chiamata “esatta” NON è perché fornisce certezze “teologiche” ma perché è in grado di quantificare le incertezze.

Quando salite su un aereo c’è una certa probabilità che cada. Noi valutiamo inconsciamente (ma razionalmente) questo rischio e lo giudichiamo accettabile e quindi prendiamo l’aereo.

Dal momento in cui nasciamo in poi ogni giorno facciamo delle scelte valutando il rischio ogni volta. L’approccio scientifico implica una valutazione razionale e quantitativa del rischio invece di quella inconscia e qualitativa. Inoltre non confondete il rischio con il pericolo.

L’infografica chiarisce la differenza tra pericolo e rischio.
Quindi tornando alle radiazioni: sono una fonte di potenziale pericolo: sì. Sono un rischio? Dipende. La vera domanda è: come valutiamo il rischio ?

Una parte della risposta è: se le radiazioni che ci colpiscono per tutta la vita dovute al fondo naturale NON sono rischiose allora diremo che esposizioni simili a quelle cui siamo “abituati” NON sono rischiose.

Esposizioni molto maggiori SONO rischiose. A questo punto non posso ancora dare una valutazione numerica. La darò più avanti nel thread dopo aver introdotto alcuni concetti che ancora non ho menzionato. Per ora ricordiamo che il fondo naturale NON pone alcun rischio.

Ora siamo pronti per un'altra nozione: le radiazioni non sono tutte uguali. Per radiazione si intende fisicamente “energia viaggiante” emessa in un punto dello spazio ed eventualmente assorbita in un altro. Ma cosa è esattamente questa energia? Di che ente fisico stiamo parlando?

E’ presto detto: le radiazioni possono essere composte di particelle (materia) oppure (eccole!) onde elettromagnetiche. Poi dirò qualcosa di più sul tipo di particelle e onde in gioco ma prima introduciamo la ionizzazione, parola che NON COMPARE MAI NEGLI ARTICOLI DI GIORNALE.

Le radiazioni (tutte) si dividono in due categorie: quelle *ionizzanti* e quelle *non ionizzanti*. Questo punto è fondamentale. Ma che vuol dire “ionizzante” ? Ricordiamo come è fatto un atomo:

anche se il modello che assimila l’atomo ad un piccolo sistema solare non è corretto per i fini di questa discussione possiamo comunque ritenerlo valido: un atomo è fatto di un nucleo “pesante” cui ruotano attorno gli elettroni “leggeri”.

Le molecole sono aggregati di atomi ed atomi e molecole formano tutta la materia ordinaria compresi i tessuti dei nostri corpi, per questo ve ne parlo.

Dato che le radiazioni viaggiano e si propagano possono sbattere contro di noi, o detta più pomposamente, possono interagire con gli elettroni esterni (rappresentati in blu) degli atomi che compongono le molecole organiche dei nostri tessuti.

Quindi possono interagire anche con in nostro DNA… e danneggiarlo. Aazz.. suona malissimo… ma calma! Qui tra noi siamo tutti fisici e non ci facciamo impressionare 😉

Riavvolgiamo il film un attimo partendo dalla fine: i tessuti organici dei nostri corpi sono fatte di molecole e atomi. Arriva la radiazione e altera la parte esterna degli atomi e le nostre molecole vengono danneggiate. Ma è sempre vero ? Dipende. Da che ?

Dal tipo di radiazione: se la radiazione è ionizzante l’atomo viene danneggiato e se non è ionizzante NON viene danneggiato. Questa è una di quelle situazioni in cui si può fare un’affermazione netta.

Se le radiazioni NON sono ionizzanti NON possono espellere elettroni dagli atomi (non hanno abbastanza energia) e quindi le caratteristiche chimiche delle molecole organiche non cambiano e il DNA non viene danneggiato.

Quindi tracciamo un GRANDE solco tra radiazione IONIZZANTE e NON IONIZZANTE. Tornando alla foto del nostro giornalazzo, il simbolo con la paletta vuole surrettiziamente significare: pericolo da radiazioni ionizzanti = molecole danneggiate = DNA danneggiato = tumori.

Bene andiamo avanti e aggiungiamo un altro pezzo. Cosa rende una radiazione ionizzante quindi più pericolosa ? Risposta: l’energia. La radiazione ionizzante per un atomo è come per voi una sberla data da un adulto.

La radiazione non ionizzante invece è come ricevere un pugnetto da un bambino. Questa analogia tornerà utile dopo.

Quindi ancora un rewind: la radiazione è energia che viaggia attraverso lo spazio. Nel viaggio può incontrare tessuti organici. La quantità di energia trasportata dalla radiazione la rende ionizzante o meno.

Nel primo caso è in grado o meno di danneggiare gli atomi e le molecole dei tessuti. Quindi concentriamoci sulle radiazioni ionizzanti, per noi sono un pugile, sappiamo che se ci colpisce ci fa male ma pensate ad un pugile spompato, stanco, vecchio e suonato e soprattutto LENTO

Sappiamo che è meglio non andargli a rompere le scatole ma sappiamo anche se ci becca non ci fa tanto male e tra un colpo e l’altro possiamo recuperare. Uscendo dalla metafora stiamo descrivendo una sorgente di radiazioni ionizzanti che sì, fanno male, sì danneggiano le cellule..

MA questi danni sono minimi e soprattutto non avvengono tutti insieme ma sono distanziati nel tempo. Il fatto che il danno cellulare non avvenga tutto in una botta ma sia dilazionato è importantissimo perché le nostre cellule sanno come riparare il DNA in questo caso!

Sapete che il DNA memorizza informazione in una struttura a doppia elica. L’informazione nei due filamenti è la STESSA ed è difficilissimo che il colpo danneggi ambedue i filamenti contemporaneamente. E’ per questo che il fondo naturale che - E’ IONIZZANTE - non ci fa male.

Le nostre cellule si sono evolute per sopportare e riparare i danni di questi livelli “cronici” di esposizione. Quindi per valutare se una radiazione ionizzante E’ RISCHIOSA dobbiamo fare il rapporto col fondo naturale.

Entro certi limiti (stabiliti per legge) il rischio è nullo o minimo e quindi accettabile. Per esempio se siete dei frequent flyers verrete irradiati dal fondo cosmico di più di chi sta a terra.

A meno che non facciate di mestiere il pilota o lo steward o la hostess la differenza col fondo naturale è irrisoria. Per chi fa quei mestieri invece la differenza è un po’ meno irrisoria ed infatti sono previste delle pause forzate per “resettare” l’esposizione.

Lo stesso vale per noi fisici nucleari (quando siamo esposti a sorgenti non naturali nel nostro caso).

Al contrario per gli operatori che soggiornano sulla stazione spaziale internazionale in bassa orbita terrestre l’esposizione è molto maggiore che a terra è può avere conseguenze (anche se la ISS è ancora abbastanza protetta dalla magnetosfera terrestre ...

... essendo a soli 340 km sul livello del mare, pensate ad un po’ più della distanza tra Roma e Firenze ed alzatela in verticale). La magnetosfera è lo scudo magnetico terrestre che ci protegge dai raggi cosmici primordiali e dal vento solare.

Se si volessero mandare degli astronauti su Marte il rischio che sviluppino dei tumori e che arrivino ciechi e con le sinapsi obliterate a destinazione è concreto perché sarebbero esposti direttamente al flusso di raggi cosmici.

In questo caso occorrerebbe schermare la navicella spaziale con dei campi magnetici abbastanza intensi da svolgere la stessa funzione protettiva della nostra magnetosfera terrestre.

Per inciso, una delle possibili applicazioni dei magneti super-conduttori del CERN infatti riguarda la possibilità di usare questa tecnologia per generare una sorta di magnetosfera portatile per gli astronauti.

home.cern/news/news/engi…

Ok ora torniamo sulla terra! Diamo un’occhiata a come è composto il fondo radioattivo naturale che ricordiamo è: 1) ineliminabile, 2) ionizzante ma 3) tollerato dal nostro organismo.

Le misura della “dose” di radiazione ionizzante è detta Sievert ed è una grandezza che esprime l’entità del danno biologico inteso come combinazione tra l’energia assorbita dai diversi organi o tessuti colpiti dalle radiazioni ionizzanti ...

e alcuni fattori che tengono conto della pericolosità dello specifico tipo di radiazione. Nel grafico a torta si vede che il totale/anno ammonta a circa 3 milliSievert (millesimi di Sievert). Ora mi domanderete se è tanto o poco.

La risposta è, come al solito, dipende. Diciamo il fondo naturale è il nostro “zero”. E’ una dose di riferimento, che sappiamo innocua, cui confrontare ogni altra esposizione dovuta ad attività non naturale per capire quanto l’esposizione extra è dannosa.

Per esempio chi deve affrontate una radioterapia deve essere irradiato e la dose assorbita coinvolge anche i tessuti sani, purtroppo. In questo caso si possono fare dei calcoli per minimizzare la dose nei tessuti sani e massimizzare la dose nel tumore.

Come ho accennato in qualche tweet di risposta, gli ormai “famigerati” sensori a pixel monolitici che abbiamo sviluppato per l’esperimento ALICE, possono essere usati, oltre che per le misure che faremo al CERN, anche per applicazioni di questo tipo,

ossia per mirare al tumore minimizzando l’impatto della terapia sui tessuti sani. In questo caso invece della radioterapia si usa un acceleratore di particelle per generare un fascio di particelle adatto ad “uccidere” tumori profondi inoperabili.

Vi ho raccontato queste cose per dirvi che la radioattività non è il demonio ma un fenomeno naturale che capiamo molto bene e che sappiamo non solo gestire ma anche usare a nostro vantaggio.

Quindi: abbiamo capito che le radiazioni ionizzanti possono essere non solo dannose ma anche utili ed in certe condizioni siamo in grado di tollerarle. Ma allora quando le cose diventano rischiose ?

Torniamo alla metafora del pugile. Se invece di un pugile suonato e lento abbiamo a che fare con un campione mondiale di kickboxing che di tira un sacco di calci e pugni potentissimi al minuto è chiaro che questo tasso di colpi ci può procurare danni irreparabili.

La velocità con cui una sorgente radioattiva emette radiazioni è chiamata attività. Una sorgente attiva spara velocemente tanti “cazzotti”.

Ecco il punto: pugni forti ma lenti, non fanno bene ma recuperiamo. Pugni forti e veloci, rischiamo grosso.

Ovviamente potremmo anche avere il caso di pugni deboli e veloci. Ci possono essere sorgenti moto attive che non sono molto dannose e facilmente schermabili.

Per questo quando il giornalista che va a fare il servizio in qualche luogo che è stato il teatro di un disastro nucleare col contatore Geiger in mano e vi fa sentire tic-tic-tic sta probabilmente facendo spettacolo non informazione.

Quindi le radiazioni ionizzanti possono essere rischiose a livello biologico ma dipende da quanto sono attive e quanto sono energetiche. Ora ricordiamo che le radiazioni ionizzanti possono essere particelle (elettroni, neutroni, particelle alfa) oppure onde elettromagnetiche.

I raggi X sono radiazioni ionizzanti e sono onde elettromagnetiche. Ma anche la luce visibile è composta di onde elettromagnetiche e NON è ionizzante mentre i raggi gamma emessi in certi processi nucleari sono luce (non visibile) e sono ionizzanti.

Gli infrarossi emessi dal vostro telecomando sono ancora onde elettromagnetiche e NON sono ionizzanti. E le onde radio sono onde elettromagnetiche? Sì. Sono ionizzanti? No.

I raggi ultravioletti che emette il sole e che ci abbronzano sono onde elettromagnetiche ? Sì.
Sono ionizzanti? Sì (quindi cautela).

Insomma ho voluto confondervi un po’ le idee alla fine per farvi capire che fino a che parlavamo di particelle tutto era facile. Tutta roba ionizzante, magari un po’ più magari un po’ meno. Con le onde elettromagnetiche il discorso cambia.

Dobbiamo capire come funziona il trasporto di energia per le onde elettromagnetiche per dirimere la questione e questo ci permetterà di farci un’idea ragionata circa la pericolosità o meno del #5G.

Ma ne parlerò nel prossimo thread.