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Radiazioni in Volo 100% Naturali: i Raggi Cosmici

Milioni di persone volano in aereo [1], poche di loro sanno che starsene a oltre 10.000 metri di quota è una delle attività che comporta il maggiore assorbimento di radiazioni tra quelle accessibili al pubblico.
La causa, 100% naturale, sono particelle ad alta energia, principalmente neutroni, che ci arrivano addosso da dentro e fuori la nostra galassia: i raggi cosmici, che sulla Terra contribuiscono in media a meno del 15% della nostra dose di radiazioni ionizzanti [2], ma alla quota di volo di un aereo di linea, senza lo scudo di qualche chilometro di atmosfera sopra la testa, le cose cambiano.

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Immagine 1 – Andamento del rateo di dose medio orario misurato il giorno del volo tra Roma e New York. Il periodo del volo è contrassegnato dalla banda viola orizzontale, il livello delle radiazioni misurate aumenta rapidamente salendo in quota e si attesta sopra i 3.50 μSv/h. La barra più a sinistra corrisponde al passaggio del dosimetro (dentro al bagaglio a mano) attraverso i controlli di sicurezza, la dose di picco (non riportata in questo grafico) è stata in questo caso di 2.68 mSv/h (millisievert, oltre 700 volte il rateo rilevato in volo, ma durato meno di 2 secondi).

Nel dicembre 2024, in un volo di circa 9 ore da Roma a New York, il mio dosimetro ha accumulato una dose di circa 30 μSv, con ratei alla quota di crociera, di oltre 3.50 μSv/h

Un dosimetro fatto per misurare i raggi gamma e X non è lo strumento migliore per rilevare la radiazione cosmica in quota. Considerando la latitudine e la quota di crociera, il valore che ho misurato è una sottostima [3], anche in un periodo vicino al massimo solare (quando la radiazione cosmica che ci investe è più debole), ma comunque un rateo di 3.50 μSv/h sarebbe più di trenta volte quello che un abitante medio della Terra riceve dal fondo ambientale [4].

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Immagine 2 – Valori complessivi rilevati durante il volo, 29.59 μSv di dose accumulata in un periodo di 9 ore e 9 minuti, inclusi decollo e atterraggio. Il valore do picco di 9.20 μSv/h è il frutto di una fluttuazione momentanea. Dosimetro Tracerco PED+.

 

D’altra parte, una dose di 30 μSv è paragonabile a quella di una radiografia [5], quindi niente di preoccupante, ma ci vuole poco a trasformare questi numeri in dati ingiustificatamente allarmanti, senza nemmeno bisogno di falsificarli, ecco come:

dagli studi sui sopravvissuti alle bombe di Hiroshima e Nagasaki si è visto che la probabilità di decesso aumenta del 5% circa per ogni sievert (Sv) di radiazioni ricevute [6]: se una persona riceve una dose di 1 Sv c’è una probabilità su venti che le sia fatale, se 20 persone ricevono 1 Sv ciascuna, si stima che una di loro non se la caverà.

Un Sv è molto più di quanto una persona media accumuli nel corso della sua vita ed estendere queste conclusioni a dosi centinaia di volte più basse (modello lineare senza soglia) è un’estrapolazione molto dibattuta [7].

Il metodo della dose collettiva parte da qui e introduce il concetto del Sv-persona (Sievert-persona).

Venti persone che ricevono ciascuna 1 Sv fanno una dose collettiva di 20 Sv-persona. Usare questa grandezza per proiezioni di rischio vuol dire affermare che 20 Sv-persona causeranno una vittima, indipendentemente dal fatto che siano spalmati su 20 persone, esposte ciascuna ad 1 Sv, o su 10.000 che ricevono ciascuna 2 mSv (millisievert), che è più o meno la dose aggiuntiva che una persona che vive a Roma accumula, rispetto a me che vivo al confine tra Toscana e Umbria, ogni anno.

Come dire che se per una persona è letale perdere 5 litri di sangue, allora deve esserci almeno una vittima ogni 5 litri-persona di sangue perso, anche se questi 5 litri sono spalmati, ad esempio, su 10 individui che ne perdono mezzo litro a testa. Se così fosse, donare sangue sarebbe quasi un tentato suicidio.

Torniamo agli aerei: un report UNSCEAR del 1993 quantificò una dose collettiva di 10.000 Sv-persona per la popolazione che vola [8]. Rispetto ad allora il numero dei posti occupati sui voli di linea è più che quadruplicato, passando da 1.2 a 4.9 miliardi all’anno [9][10]. Se partiamo dalla stima del 1993, già piuttosto conservativa  e, a parità di altre condizioni, la quadruplichiamo, arriviamo a 40.000 Sv-persona.

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Immagine 3 – Estratto dal report USCEAR del 2000 ed in particolare della sezione sulle radiazioni da raggi cosmici in volo. I valori cambiano molto a seconda del periodo, dell’altitudine e della rotta. Si va da un minimo di circa 1.5 μSv/h all’equatore, a circa 9500 metri di quota al massimo solare, a oltre 9 μSv/h sopra i 50 gradi di latitudine nord, a 12000 metri di quota al minimo solare. Immagine estratta da [3].
Se calcolassimo una morte ogni 20 Sv-persona circa, concluderemmo che ogni anno il trasporto aereo causa circa 2.000 decessi per le radiazioni in volo, sebbene il passeggero medio di ogni volo prenda una dose paragonabile ad una radiografia.

Pare una stima ridicolmente allarmista? Infatti lo è, eppure è lo stesso metodo usato da chi ha calcolato non meno di 30.000 vittime in tutta Europa (di cui qualche migliaio in Italia) a causa dell’incidente di Chernobyl [11][12], partendo da una stima iniziale dell‘UNSCEAR di dose collettiva di 600.000 Sv-persona [13], un numero non ripetuto nei reports successivi, ma non per volontà di insabbiare, come ha accusato qualcuno [14] perché, come chiarito dell’ICRP, la dose collettiva non è uno strumento per studi epidemiologici [15]ed usarla per stimare le morti porta a risultati privi di senso, come quello qui sopra.

Ricordiamocelo al prossimo titolo: “Acchiappa-click”!.

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Immagine 4 – Spettro gamma registrato in un periodo di 6 ore durante il volo. Uno spettrometro gamma portatile con un cristallo di soli 9 cc, non è in grado di rilevare molto di quello che succede in un bagno di particelle ad energia così alta come i raggi cosmici in quota, quindi questa misura non ha molto significato, con l’eccezione del picco a 511 keV, impronta digitale inconfondibile dell’annichilazione elettrone/positrone e conferma della presenza di antimateria nei raggi cosmici. Spettrometro Mirion PDS 100 G

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959378020307779
[2] [4] http://www.fisicaweb.org/doc/radioattivita/geiger%20muller/taratura.pdf?fbclid=IwAR39a3eRqFA4EbZyiEjRzfUNJqb37QTY7BsXGbU-nqTE4mOddlq60C9f5yo
[3] https://www.unscear.org/unscear/uploads/documents/unscear-reports/UNSCEAR_2000_Report_Vol.I.pdf
[5] https://cdn.who.int/media/docs/default-source/documents/radiation/communicating-radiation-risks-in-paediatric-imaging-chapter-1.pdf?sfvrsn=56451823_2
[6] https://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103 (87)
[7] https://www.redjournal.org/article/S0360-3016(05)01135-1/fulltext?fbclid=IwAR04jhS_pSCvuVwQbFociZJa6-wySV2Gk7LnrXG7vi2x8ZY208yu8Kmj6t4
[8] https://www.unscear.org/docs/publications/1993/UNSCEAR_1993_Report.pdf (30) – Pagina 38, dati del 1989.
[9] https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/world-air-passenger-traffic-evolution-1980-2020
[10] https://www.statista.com/statistics/564717/airline-industry-passenger-traffic-globally/
[11] https://blog.ucsusa.org/lisbeth-gronlund/how-many-cancers-did-chernobyl-really-cause/
[12] http://cricket.biol.sc.edu/chernobyl/papers/TORCH.pdf
[13] https://web.archive.org/web/20130830073635/http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull383/boxp6.html

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