La "nube radioattiva" è arrivata in Italia da qualche giorno e subito voci allarmistiche di vario tipo si rincorrono su web e media. Vediamo dunque i primi dati, e le deduzioni che da essi possono essere tratte.
Torino, 31 marzo 2011
A seguito del terremoto, con conseguente tsunami, dello scorso 14:46 JST on 11 Marzo 2011, alle ore 14:46 JST, si è verificato l'incidente che ha messo fuori uso (e forse fuori controllo) le centrali nucleari di Fukushima, in Giappone.
Immagine
aggiornata delle centrali di Fukushima (l'ora è espressa un
UTC, ma vva tenuto conto che in Giappone siamo 7 ore avanti rispetto
all'Italia) -
da www.tepco.co.jp
Da una settimana circa tutti i giornali parlano della nube radioattiva proveniente da Fukushima (qui la webcam puntata sulle centrali) e soprattutto del suo arrivo sui cieli italiani.
È ormai facile trovare su internet delle mappe che mostrano le traiettorie delle masse d'aria in partenza da Fukushima, o addirittura le uscite dei modelli di dispersione. Ne segnaliamo alcune qui di seguito, premettendo che un'ottima guida alla loro comprensione e decifrazione la si può trovare sul blog del collega Antonello Pasini, che lavora all'Istituto sull'Inquinamento Atmosferico del CNR di Roma (e che, per inciso, ho visto lunedì scorso, quando mi ha invitato a tenere un seminario sull'importanza del bilancio idrologico in relazione ai cambiamenti climatici).
Su questo sito sono visualizzate le traiettorie calcolate in tempo reale a cura del Karlsruher Institut für Technologie (in basso è mostrato un esempio che si riferisce al calcolo fatto tra il 31 marzo ed il 1° aprile).
Traiettorie calcolate a partire dai dati del modello globale GFS partendo come coordinate iniziali dalla centrale nucleare di Fukushima I. Le traiettorie sono calcolate a 4 diversi livelli, che possono essere scelti dall'utente. Calcolo effettuato il giorno 1° aprile 2011.
Anche questo sito, che è una sottopagina del sito spagnolo Weather Online, visualizza le traiettorie in tempo reale (in basso è mostrato un esempio che si riferisce al calcolo fatto tra il 31 marzo ed il 1° aprile).
Traiettorie calcolate a partire dal modello HYSPLIT della NOAA, che lo mette liberamente a disposizione degli utenti, tanto che ciascuno può calcolarsi via web le traiettorie che vuole in tempo reale. Questa figura si riferisce al calcolo del 1° aprile 2011.
Le traiettorie non tengono però conto che, durante il suo percorso, la massa d'aria originaria si diluisce, per cui la concentrazione dei suoi costituenti diminuisce a causa di vari processi (la diffusione ed il rimescolamento turbolento sono i principali).
Pertanto, risulta più interessante vedere come evolve la massa d'aria anche in termini di concentrazioni. Questo lo si può ad esempio fare da altre sottopagine di Weather Online, aggiornata in tempo reale, che mostrano le mappe della diffusione di un ipotetico rilascio di Cesio 137 (ipotetico perché non abbiamo i dati relativi alla quantità di materiale rilasciato) calcolato dal modello di dispersione EURAD al suolo (qui), a 2500 m (qui) e a 5000 m (qui).
L'agenzia governativa austriaca per la meteorologia ZAMG produce invece in tempo reale tre mappe animate relative al rilascio, sempre ipotetico, di Iodio 131 (qui), Xeno 133 (qui) e Cesio 137 (qui).
Sempre dalle stesse pagine, sono mostrate le mappe della diffusione di un ipotetico rilascio, calcolato dal modello di dispersione FLEXPART, di Iodio 131 (qui), Xeno 133 (qui) e Cesio 137 (qui).
 Mappa di concentrazione di Cesio 137 calcolata dal modello di dispersione EURAD a 5000 m. Cliccando sulla figura si può vedere l'andamento in tempo reale. |
 Mappa di concentrazione di Cesio 137 calcolata dall'agenzia governativa austriaca per la meteorologia ZAMG. Cliccando sulla figura si può vedere l'andamento in tempo reale. |
 Mappa di concentrazione di Cesio 137 calcolata dal modello di dispersione FLEXPART. Cliccando sulla figura si può vedere l'andamento in tempo reale. |
Come si vede, la massa d'aria è arrivata sull'Italia dopo aver percorso ben 16 fusi orari, pari, alle medie latitudini e in media, a due terzi della circonferenza del parallelo di 45°, il che, tradotto in unità più comprensibili, fa circa 28000 km, in pratica oltre 20 volte l'Italia. Per questo motivo, quando sento parlare di "nube radioattiva" sull'Italia, mi viene da storcere un po' il naso: dopo 28000 km di viaggio, qualunque nube è così diluita che risulta ben difficile individuarne i margini, e non ha senso parlare di nube, ma si dovrebbe dire concentrazione.
In ogni caso, per sapere quali concentrazioni sono state rilevate, possiamo far ricorso alle misure. In Piemonte, ad esempio, è possibile consultare i dati dell'ARPA, che possono essere visualizzati direttamente dalla prima pagina (fino a quando farà notizia; in ogni caso, il link relativo alle ultime misure disponibili oggi, cioé quelle del 29 marzo, è questo). Anche l'ARPA dell'Emilia Romagna mette in linea i dati con accesso dalla pagina principale, sotto le notizie, ed il link alle ultime misure disponibili, del 30 marzo, è questo. L'ARPA Valle d'Aosta ha pubblicato inoltre i dati delle misure fatte nei pressi di Aosta (per la precisione, a Saint Christophe), anche intensificato con misure su campioni di neve appositamente prelevati in vari punti della Valle prima e dopo la prima precipitazione verificatasi dopo l'incidente, su questo sito.
L'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) mette in linea una pagina dedicata all'emergenza Giappone, in cui viene visualizzata la mappa che riporta la dislocazione delle stazioni della rete automatica di monitoraggio dell’intensità di dose gamma in aria dell’ISPRA, con l’indicazione delle medie giornaliere, espresse in nGy/h, dei valori misurati dalle 06:00 del 30 marzo alle 06:00 del 31 marzo, da cui si deduce che, sull'Italia, si sono registrati tra 70 e 150 nanoGy/h. Come si può osservare, i valori più alti si trovano in zone interessate da precipitazioni, e su questa coincidenza torneremo tra breve.
|
Dislocazione delle stazioni della rete automatica di monitoraggio dell’intensità di dose gamma in aria dell’ISPRA, con l’indicazione delle medie giornaliere, in nanoGy/h, dei valori misurati dalle 06:00 del 30 marzo alle 06:00 del 31 marzo. Le misure riportate, che possono variare da un luogo all’altro, derivano dal contributo dei radionuclidi naturali presenti nell’aria e nel suolo, oltre che dalla radiazione cosmica. (Fonte mappa Italia – Google, e sito ISPRA). |
 Mappa delle precipitazioni previste dal modello BOLAM (con risoluzione di 21 km) di Meteoliguria tra le ore 6 e le ore 18 del 30 marzo 2011 (nelle 12 ore successive, in pratica la mappa non mostrava valori degni di rilievo sull'Italia). Il sito di Meteoliguria da cui scaricare le mappe relative alle previsioni delle variabili meteorologiche con il modello BOLAM (con risoluzione di 21 km) nei giorni passati a partire dal 2000 è questo. |
I dati di ARPA Piemonte, relativi al giorno 28, oscillano tra 50 e 150 nSv/h (nanosievert all'ora), mentre in Emilia Romagna tra 70 e 100 nSv/h.
Le unità di misura sono diverse, per cui occorre convertire dall'una all'altra, ove possibile, o almeno capire cosa significhino. A questo scopo, giusto per evitare che la gente debba seguire un corso di fisica per capire le misure, notiamo (da questo riferimento) che l'unità di misura gray (simbolo Gy) si riferisce alla dose assorbita e riflette in assoluto una dose di energia assorbita da una unità di massa, mentre il sievert è l'unità di misura della dose equivalente di radiazione nel Sistema Internazionale ed è una misura degli effetti e del danno provocato dalla radiazione su un organismo. I diversi tipi di radiazione infatti possono avere effetti più o meno dannosi per l'organismo. La dose equivalente H in Sv si ottiene moltiplicando la dose assorbita A in Gy per un fattore adimensionale wr dipendente dal tipo di radiazione. Nel caso di raggi X, gamma o beta, wr = 1 e dunque 1 Gy di dose assorbita equivale ad 1 Sv di dose equivalente (se si trattasse invece di raggi alfa, il fattore di conversione sarebbe 20). Notiamo inoltre che i sievert, o i gray, si riferiscono alle dosi (accumulate su un certo lasso di tempo), mentre i valori visualizzati in figura, così come i dati misurati da ARPA e quelli sotto riportati, danno dei ratei (dose per unità di tempo), e quindi per calcolare le dosi vanno moltiplicati per il tempo di esposizione. Il Bq (becquerel), invece, è una misura di radioattività nel senso letterale del termine, cioé indica l'attività: è infatti definito come l'attività di una quantità di materiale radioattivo in cui ogni secondo c'è il decadimento di un nucleo, e per questo motivo l'unità Bq è equivalente a s-1 ed è proporzionale all'attività di decadimento. Non è evidentemente possibile convertire i Bq in Sv perchè il Bq misura l'attività mentre il Sv misura la dose assorbita. A puro scopo di paragone, si cita - da Wikipedia - che, in media,il corpo umano è soggetto alla radioattività di circa 4400 Bq dal decadimento del potassio al suo interno.
Sul tetto dell'istituto di Fisica di Torino è installato un rilevatore di radioattività, le cui misure sono per ora visibili in tempo reale su questo sito, e presto saranno ospitate sulla pagina meteo dell'istituto, che distribuisce già i dati meteo del sito in tempo reale e le previsioni meteo per il Piemonte.
Radioattività misurata in tempo
reale sul tetto dell'istituto di fisica, a Torino in via Pietro Giuria
1.
Elaborazione dei dati a cura di Davide
Bertoni.
Le mappe mostrano che le misure dei giorni scorsi hanno oscillato tra 60 e 70 nSv/h, ad eccezione di un picco di quasi 100 nSv/h in occasione di un debole evento di pioggia verificatosi nella sera del 29 marzo, come si può vedere nella figura sottostante.
Radioattività e precipitazione misurate sul tetto dell'istituto di fisica il 29 marzo 2011, a Torino in via Pietro Giuria 1.
Questo picco non deve però creare falsi allarmi: si tratta semplicemente di un effetto comunemente osservato ogni volta che piove, in quanto una pioggia debole come quella registrata la sera del 29 marzo ha dilavato l'atmosfera, portando a terra la polvere e le impurità naturalmente presenti nell'aria, e quindi anche quelle con tracce di radioattività. Normalmente, in caso di pioggia intensa e continua, si assiste ad una graduale diminuzione del segnale di radioattività, dopo che l'aria è stata "ripulita".
Ma come interpretare i precedenti valori alla luce del notevole allarme che i media riportano da 8 giorni a questa parte?
Possiamo fare riferimento a quanto riportato su Wikipedia in questa pagina: la dose che in media un uomo assorbe in un anno per esposizione alla radioattività naturale è di 2,4 millisievert. Una radiografia ordinaria comporta per il paziente un assorbimento di 1 mSv, una TAC comporta una dose di 3 ~ 4 mSv, invece per una PET o una scintigrafia si va dai 10 ai 20 mSv. In radioterapia si forniscono invece dosi molto più massicce di radiazioni, dell'ordine delle decine di Sv, anche oltre i 60 Sv, ma concentrate limitatamente ed esclusivamente sul tumore da distruggere. Inoltre, tutti i valori succitati sono concentrati in un brevissimo lasso di tempo. Del resto, anche fumando si assorbono piccole dosi di radioattività, come viene spiegato ad esempio in questo articolo di Le Scienze (o nell'originale su Scientific American), in quanto l'inalazione del fumo fa sì che esse vengano assorbite nei polmoni, dove rimangono (piccole, poi, è una parola relativa, visto che si parla di 300 volte la dose di una radiografia in un anno).
La correlazione tra dosi di esposizione e patologie è un altro elemento abbastanza critico e comunque ancora dibattuto. Basandoci su quanto è scritto qui su Wikipedia (anche nella versione inglese), si può dire che la dose di 0.5 Sv può essere considerata una soglia di attenzione.
Il picco di circa 100 nSv/h misurato durante le 4 ore di pioggia a Torino corrisponde a 400 nSv, mentre se fosse integrato su un anno corrisponderebbe a circa 0.9 mSv, ovvero è paragonabile alla radioatività naturale, addirittura leggermente inferiore.
Con queste premesse, si può concludere che i valori registrati sia a Torino sia nelle località di Piemonte ed Emilia Romagna sono del tutto paragonabili alla radioattività naturale, e non denotano incrementi degni di nota. Il valore massimo registrato in Italia, secondo la mappa di ISPRA, nell'ultimo giorno di marzo, pari a 154.2 nSv/h, corrisponde a 1.35 mSv se integrato su un anno, ed è comunque anch'esso comparabile con i valori di radioattività naturale.
Sottolineo che queste considerazioni non vogliono sminuire l'allarme per le possibili conseguenze della radioattività, anche perché alcune fonti giornalistiche (da confermare) riportano stime di radioattività molto alte nei pressi dell'impianto, ma semplicemente affermare che, al momento attuale, anche grazie alla notevole distanza dal Giappone, i valori registrati in Italia (anche quelli in conseguenza di episodi di precipitazione) non sono tali da costituire allarme. Insomma, la situazione attuale è ben diversa da quella registratasi dopo l'incidente di Chernobyl, quando la dose di radiazione fu superiore alla norma di un fattore 10 in un singolo giorno (vedi qui), e tra 200 e 500 volte su media annua (vedi qui).
