Radon

Il radon (222Rn) è un elemento chimico naturale, radioattivo, appartenente alla famiglia dei gas nobili o inerti. È incolore, inodore e insapore, quindi non può essere avvertito dai sensi. È prodotto per “decadimento nucleare” dal radio (226Ra) che a sua volta proviene dall’uranio (238U).
Questi elementi sono presenti sulla Terra sin dalle sue origini, in quantità molto variabile, in tutta la crosta terrestre e quindi anche nei materiali da costruzione che da questa derivano (cementi, tufi, laterizi, pozzolane, graniti, ecc.). L’Uranio è il capostipite di una catena naturale che attraverso successivi decadimenti del nucleo si trasforma in elementi e isotopi diversi fino a raggiungere l’elemento stabile del Piombo 206. Durante tutto il processo, ad ogni trasformazione nucleare, sono emesse radiazioni ionizzanti di diverso tipo (alfa, beta o gamma o combinazioni tra di esse). Poiché è presente, a volte in concentrazioni preoccupanti, sia negli ambienti di lavoro, sia nelle abitazioni domestiche, è consigliabile eseguire misurazioni delle concentrazioni in aria. Attualmente, ai sensi del D. Lgs. 230/95 e s.m.i., è obbligatoria la misurazione soltanto negli ambienti di lavoro interrati. Per ulteriori informazioni si vedano, ad esempio, le Linee Guida della Regione Lombardia.

RPA, tra i vari servizi, è in grado di offrire anche il servizio di Misurazione di Radon.

Il gas radon

Ciascuna delle tre famiglie radioattive, che ha per capostipiti rispettivamente il 232Th, l’238U e l’235U contiene un radionuclide allo stato gassoso: il toron (220Rn) in quella del torio, il radon (222Rn) nella serie dell’uranio e l’attinon (219Rn) in quella dell’attinio. La presenza di questi gas radioattivi costituisce una delle principali ragioni della diffusione della radioattività ambientale; in particolare l’esposizione al radon nelle abitazioni a causa della presenza dell’uranio nel suolo e nei materiali da costruzione, rappresenta uno dei maggiori problemi di radioprotezione dei nostri giorni.

Tra i radionuclidi allo stato gassoso precedentemente citati, quello che ha maggiore importanza dal punto di vista degli effetti sanitari è il 222Rn, in virtù sia della distribuzione del nuclide padre sia del tempo di dimezzamento che lo contraddistingue (3,824 giorni).

Esso infatti ha come prodotti di decadimento il 218Po (3,05 min), il 214Bi (19,9 min) e il 214Po (164 µs) che sono tutti α-emettitori. I dati raccolti ed elaborati dall’Unscear [Unscear, 2000] sulla dose efficace annua a cui un individuo della popolazione risulta mediamente esposto a livello mondiale indicano che la dose effettiva dovuta al radon (1,5 mSv anno-1) risulta più della metà della dose assorbita (2,4 mSv anno-1) (tabella 1).

Tab. 1 Dose efficace annua a cui può esse sottoposto un individuo [mSv]; [Unscear, 2000]

Radon in natura

Gli isotopi del Radon di potenziale interesse sono il 219Rn, il 220Rn e il 222Rn, appartenenti rispettivamente alle famiglie dell’235U, del 232Th e del 238U. Il 219Rn non viene di solito preso in considerazione sia perché il suo precursore, l’235U, è un isotopo poco abbondante, sia perché il suo tempo di dimezzamento è di soli 4 secondi e quindi si può supporre che decada prima di essere rilasciato da un materiale. Di norma il 220Rn è prodotto con un tasso confrontabile a quello del 222Rn però il suo tempo di dimezzamento è relativamente basso, 55 secondi, e quindi il suo rilascio dai materiali è in molti casi ridotto rispetto a quello del 222Rn. Tuttavia per materiali molto porosi per i quali risulta facilitata la fuoriuscita degli isotopi del Radon, può essere necessario tenere in considerazione anche questo radionuclide [Sciocchetti et al., 1983]. Sulla base di queste considerazioni, nel seguito si farà riferimento al solo 222Rn.

Il Radon è un gas radioattivo che si origina per decadimento del 226Ra, presente sulla crosta terrestre in quantità e concentrazioni variabili da zona a zona. Le caratteristiche geologiche di una data area quali la litologia, la porosità, la permeabilità e lo spessore del suolo, la presenza di faglie e fratture influenzano notevolmente le concentrazioni di Radon che si osservano al suo interno [U.S Geology]. L’influenza della litologia è dovuta alla diversa concentrazione dei precursori del Radon (226Ra e 238U) nei vari tipi di roccia: è noto che i graniti e alcuni tipi di scisti bituminosi e le rocce fosfatiche presentano concentrazioni di Uranio mediamente più elevate (tabella 2).

Tab. 2 Concentrazioni di attività di uranio e torio in alcuni tipi di roccia [Unscear, 1977]

Tipo di roccia 238U [Bqkg-1] 232Th [Bqkg-1] 40K [Bqkg-1]
Rocce ignee acide 59,2 81,4 999
Rocce ignee
intermedie
22,9 32,6 703
Rocce ignee mafiche 11,5 11,1 240,5
Rocce ignee
ultrabasiche
0,4 24,4 148
Calcari 27,7 6,7 88,8
Rocce carbonatiche 26,6 7,8
Arenarie 18,5 11,1 370
Argillite 44,4 44,4 703

Il Radon resta spesso intrappolato nelle rocce contenenti il suo progenitore, oppure può diffondere nell’aria o nell’acqua circostante ed essere trasportato lontano dal luogo di origine [Tanner, 1964]. Nella maggior parte dei minerali il processo principale di rilascio del Radon è quello del rinculo [Tanner, 1980]: il decadimento del Radio è infatti un decadimento a due corpi, la particellaα emessa ha un energia fissa pari a circa 4,7 MeV, mentre l’energia di rinculo del radon è di circa 86 keV (figura 1).

Fig. 1 Rilascio di un atomo di Radon per effetto di rinculo [U.S. Geological Survey ]

Affinché vi sia rilascio di un atomo di Radon occorre che il decadimento del Radio avvenga in un sottile strato superficiale del granulo del minerale, infatti il range di rinculo dipende sia dalla densità, sia dalla composizione del materiale in cui avviene il fenomeno. In aria esso vale circa 63 µm, 100 nm nell’acqua e 20-70 nm nelle rocce comuni [Tanner, 1980]. Non tutti gli atomi di Radon prodotti per decadimento del Radio raggiungono i pori del minerale ma possono avvenire tre fenomeni:

  • l’atomo dopo aver percorso un breve tragitto rimane all’interno dello stesso granulo;
  • l’atomo può attraversare un poro ed entrare in un granulo adiacente;
  • l’atomo è espulso dal reticolo cristallino ed è successivamente allontanato dai gas del suolo o dall’acqua.

La frazione degli atomi di Radon rilasciati rispetto a quelli prodotti all’interno del granulo è detto coefficiente di emanazione. Il coefficiente di emanazione tipico del suolo e delle rocce varia tra 0,05 e 0,70 [Nazaroff et al.,1988].

Il Radon è spesso generato all’interno dell’edificio stesso, a causa dell’utilizzo di materiali di origine vulcanica, contenenti nuclidi radioattivi come, ad esempio, nel caso di murature in tufo o di elementi di granito o porfido.

L’ingresso del Radon all’interno dell’edificio, anche in assenza di materiali di origine vulcanica, è però sovente causato da una differenza di pressione tra l’ambiente esterno e l’interno dell’edificio.

La differenza di temperatura tra interno ed esterno, soprattutto nei mesi invernali, fa sì che la pressione dell’aria all’interno dell’edificio sia minore, provocando di conseguenza un’aspirazione di gas dall’esterno verso l’interno. Il Radon emesso dal terreno è pertanto aspirato all’interno e può quindi risalire sino ai piani inferiori e diffondersi nei locali di uso quotidiano con permanenza di persone.

Tale evenienza è notevolmente favorita dalla presenza di aperture verso l’esterno al di sotto del piano di campagna (circa 1 m), da crepe nelle murature e nei solai, da giunture non sigillate e canalizzazioni facilitate per l’ingresso del Radon quali scale e condutture per l’aerazione, dall’elevata concentrazione di Radon in acqua e suo conseguente ingresso attraverso l’impianto idrico.

Per saperne di più, puoi consultare il sito di ISPRA al seguente indirizzo:
http://www.isprambiente.gov.it/it/temi/radioattivita-ambientale/Radon

Oppure leggere i seguente documento in lingua inglese tratto dal sito EPA (Environment Protection Agency) americano.

https://www.epa.gov/radon

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