Dall’avvento dell’energia nucleare e dei viaggi spaziali, gli esseri umani sono stati esposti alle radiazioni più frequentemente ed è diventato un argomento scottante. Ci sono varie cose che le persone chiamano “radiazioni”, ma il tipo che danneggia gli esseri umani è composto da onde elettromagnetiche o nuclei atomici, che fanno il loro danno attraverso la ionizzazione, facendo cadere gli elettroni negli atomi dalle loro orbite. Se un essere umano è esposto a troppa di questa energia, può causare danni, a volte rendendo impossibile per alcune cellule continuare a sostituirsi, il che può essere fatale. Quanto una persona può ricevere in sicurezza dipende dalla natura della radiazione e dal tessuto che incontra, ma dosi di 6 sievert o più sono quasi sempre mortali.
La radiazione assorbita dal tessuto viene misurata in rad, dove un rad è un centesimo di joule per chilogrammo di tessuto. Un grigio, cento volte questo valore, è l’equivalente del Sistema internazionale di unità di misura (SI) utilizzato più di recente. I rad e i grigi misurano solo l’intensità fisica dell’energia, che non è correlata in modo accurato al “danno fatto”.
Moltiplicando l’intensità per due variabili, Q e N, si ricava un’unità di “danno inflitto” più accurata, il sievert (Sv), che è cento volte il rem. Entrambe le unità sono usate per misurare la stessa cosa, e sebbene quest’ultimo termine sia più comunemente usato, il primo è più scientificamente corretto. Il rad si converte in rem, mentre il grigio si converte in sievert.
La variabile Q cambia in base alla natura della radiazione. I fotoni, una forma di radiazione relativamente leggera, hanno un Q di 1, mentre i nuclei atomici, una forma relativamente pesante, hanno un Q di 20. La variabile N cambia in base al tessuto e alla specie interessati. Gli esseri umani sono più sensibili della maggior parte degli animali, quindi mantengono il valore N relativamente alto di 1. Un virus può avere un valore N cento o anche diecimila volte più piccolo di questo. A causa delle variazioni basate su questi due valori, un dato grigio può causare un’ampia gamma di danni effettivi, misurati in sievert.
C’è una piccola quantità di radiazione ambientale di fondo ovunque sulla terra, che noi e tutta la vita su questo pianeta siamo adattati ad affrontare. Questo varia in modo significativo in base alla posizione, ma una buona media è di 2.4 millisievert (mSv) all’anno. Nello spazio, il livello può essere decine o centinaia di volte questo valore.
Le radiazioni oggi vengono rilasciate principalmente in esposizioni improvvise, quindi i ricercatori conoscono principalmente gli effetti dell’assorbimento di una determinata quantità in un lasso di tempo molto breve. A circa 0.5 sievert a 1 sievert, si possono avvertire gli effetti della malattia da radiazioni. Una parte dei globuli rossi viene temporaneamente eliminata e lo sperma nei testicoli viene privato della capacità di fecondare un uovo fino a quando non viene ricreato. Si verificano temporaneamente lievi mal di testa e perdita di concentrazione.
In esposizioni che vanno da circa 1 a 2 sievert, iniziano gli effetti permanenti. La maggior parte delle persone avverte una lieve nausea, a volte accompagnata da vomito, che dura circa un giorno. Una sensazione di malattia generale persiste per una settimana o due.
Per livelli di radiazione più intensi di questo, accadono cose brutte. Per ogni sievert aggiuntivo oltre 1, la probabilità di morte entro 30 giorni aumenta di circa il 15%, aggiungendosi a un tasso base di circa il 10%. Ciò significa che circa il 25% di tutte le persone muore entro 30 giorni dall’esposizione a 2 sievert, circa il 40% delle persone muore dopo l’esposizione a 3 sievert e circa il 55% delle persone muore dopo l’esposizione a 4 sievert. A 6 sievert, il tasso di mortalità è del 90%, che aumenta rapidamente fino al 100%. Le principali cause di morte sono emorragie interne o insufficienza del sistema immunitario che rapidamente lascia il posto a un’infezione letale. I capelli vengono persi, le persone vengono rese sterili, il midollo osseo viene distrutto e il recupero può richiedere anni e potrebbe non essere mai completo.