11.12.06

Ti avanza un microgrammo ?

Negli ultimi giorni ho cercato di capire qualcosa in più su come possono avvenire un avvelenamento ed una contaminazione ambientale da Polonio 210.
Chi fosse interessato, può trovare informazioni dettagliate nei link di un post su ArmsControlWonk, in un' intervista su Science Friday e su wikipedia.

Riassumendo e combinando cose note ormai a tutti con cose (forse) meno note:
Il Polonio 210 è un elemento instabile con una vita media fisica di circa 4 mesi e mezzo (quando viene ingerito ha una vita media per così dire fisiologica nel corpo stimata in un mese circa). Decade ad un isotopo stabile del piombo emettendo particelle alfa (di circa 5 MeV, se il numero vi dice qualcosa). Emettendo solo particelle alfa, è praticamente impossibile da rilevare a controlli aeroportuali, che (al più ?) cercano sostanze radioattive che emettono fotoni. Ha un' attività specifica molto alta, i.e. ne bastano quantità minime (tra il nanogrammo ed il microgrammo) per erogare dosi mortali.

Le particelle alfa emesse dal polonio percorrono tipicamente qualche cm in aria ma spessori trascurabili (< 1 mm) in acqua (o nella pelle). Ciò vuol dire che l' unico modo per essere contaminati da polonio consiste nell' ingerirlo, ottenendo così due effetti tossici: assorbimento da parte delle mucose e (soprattutto) entrata in circolo. Se poste sufficientemente vicino al bersaglio (p.es. una cellula), le particelle alfa producono un danno biologico più alto di altre radiazioni: mentre, molto qualitativamente, un fotone da 5 MeV interagisce con il materiale biologico in modo relativamente sporadico e può attraversare spessori di alcuni cm di tessuto senza provocare danni, una particella alfa, fermandosi in poche centinaia di micron, cede in quel breve tratto tutta la sua energia, avendo quindi maggior probabilità di innescare il meccanismo biologico che porta al danno (acuto) da radiazione, i.e. una rottura doppia della catena del DNA.

La gravità di ingestione di una sostanza radioattiva, poi, non dipende solamente dall' attività, dall' energia e dal tipo delle particelle emesse, ma anche dalla specifica sostanza chimica ingerita, che determina il modo ed il luogo di assorbimento preferenziale della radioattività nel corpo. Lo Iodio 131, per esempio, una delle sostanze prodotte dall' incidente di Chernobyl, si concentra molto rapidamente nella tiroide, per cui dosi anche molto alte di Iodio 131 sono pericolose per la funzionalità tiroidea ma non per la sopravvivenza di chi lo ingerisce.

Il polonio, seguendo (penso) percorsi biologici analoghi a quelli della sostanza chimica in cui decade (il piombo), non ha un assorbimento selettivo in alcune zone corporee, ma causa invece una intossicazione sistemica, che ha gli stessi effetti di un' irradiazione totale del corpo.
Alla fine mi pare non si sappia moltissimo di come funziona l' intossicazione da Polonio 210, anche perchè Litvinenko è finora l'unica persona morta per effetti acuti da ingestione di Polonio.
Una delle poche cose che si possono dire con certezza è che ha ricevuto una dose molto superiore alla minima dose letale e che chi l' ha ucciso doveva sapere che avrebbe fatto una fine orribile, il che, per certi versi, basta ed avanza.

Per finire, quel che non ho capito è come un avvelenamento da Polonio abbia potuto creare una contaminazione ambientale che coinvolge hotel, altre persone, aerei, etc. Forse il problema sta nell' intepretare la notizia del rilevamento di 'tracce di radioattività' in questi ambienti, un' informazione che di per sé non dice molto. Resta il fatto che nessuno va in giro con un contenitore di Polonio aperto a contaminare se stesso ed il resto del mondo e che, se la contaminazione a terzi è stata causata da Litvinenko stesso, perchè si parla degli impiegati dell' hotel e non dello staff medico ed infermieristico che lo ha assistito per parecchio tempo prima che si sapesse dell' intossicazione da Polonio ?

P.S. Chi fosse interessato a qualche informazione in più sulla capacità di penetrazione delle particelle alfa in tessuto (il che ai fini pratici vuol dire in acqua) troverà equazioni e grafici per esempio qui. Dalla figura 2 a pagina 7 si vede qualitativamente che una particella alfa da 5 MeV percorre al più qualche decimo di mm in acqua e che per fare un cm si ha bisogno di un' energia almeno 15 volte maggiore.
Così scrisse Marco il 11.12.06 16:00

Commenti

"di circa 5 MeV, se il numero vi dice qualcosa"

Be' non molto a dire il vero. Per avere un'idea, gli adroni che adoperi tu che energia cinetica hanno, per penetrare nel corpo umano?

(Ah i tuoi interrogativi nell'ultimo paragrafo sono esattamente i miei)

Scritto da: Pensieri Oziosi il 11.12.06 16:03

I protoni usati in radioterapia vanno di solito da circa 70 MeV (sufficienti per trattare il melanoma oculare) a circa 250 MeV, più che sufficienti a trattare qualsiasi sede corporea anche con un campo diretto.

Scritto da: marco il 11.12.06 17:26

Una tesi interessante che ho letto proprio ora (http://www.tagesschau.de/aktuell/meldungen/0,,OID6182700_REF1,00.html in tedesco) dice che queste contaminazioni dappertutto che puntano tutte verso Mosca potrebbero essere dei depistaggi fatti aposto.

Scritto da: ste il 11.12.06 23:41

Grazie per le info e il link.

Scritto da: Pensieri Oziosi il 11.12.06 23:50

Grazie per la dettagliata spiegazione.

Ma perchè articoli di questo genere non ci arrivano dai giornali? Sono io che non so leggerli?

Grazie ancora.

Scritto da: Silvano il 12.12.06 15:51

Per come la conosco io, una persona estremamente contaminata rilascia nell'ambiente la sostanza.

Scritto da: Fabrizio il 13.12.06 09:06

Fabrizio, secondo me è un' ipotesi verosimile, ma devi essere contaminato fin sopra ai capelli.
Ovvero, capirei meglio la cosa se il polonio te lo fossi versato addosso, ma l' hai ingerito, stiamo comunque parlando (al massimo) di microgrammi, e la contaminazione può avvenire solo dai residui che metti in circolo sulla tazza del the o con uno starnuto.
E' pur vero che, vista la vita media del polonio, l' attività in giro dopo due-tre settimane è molto simile a quella nell' istante della contaminazione, per cui può darsi che se vai a cercare delle tracce le trovi.
Bisognerebbe poi capire quale sia il fondo naturale da radiazione alfa. Se fosse praticamente zero, non avresti bisogno di molto per individuare un segnale.

Scritto da: marco il 13.12.06 09:34

5 MeV non e` pochissimo, pensate che il polonio e` stato utilizzato come carburante nei satelliti, perche` quantita` dell'ordine dei grammi sviluppano un bel po' di calore.

Credo che il motivo principe per cui si usano adroni (che adroni usate? protoni e basta o anche pi? di roba medica so pochissimo ..) di energie maggiori in radioterapia e` per farli penetrare, tanto la curva di rilascio dell'energia e` piccata sugli ultimi passi, prima perdono energia poco alla volta.

Riguardo a come diavolo hanno fatto tutti ad essere contaminati la risposta *potrebbe* essere nella volatilita` del polonio. O almeno e` l'unica cosa plausibile che mi viene in mente.
Pare che il polonio si vaporizzi parecchio a temperatura ambiente e i danni biologici da inalazione siano 6 volte superiori a quelli da ingestione. Mettete che chi a trasportato questa quantita` di polonio l'abbia maneggiato un po' a cavolo e ne abbia disperso una certa percentuale in atmosfera. Abbiamo detto che la dose usata era overkill quindi e` plausibile che la dose vaporizzata sia comunque abbastanza da essere preoccupante.

Su come facciano a notarlo pero` ho qualche dubbio, il fondo naturale del solo po-210 e` dell'ordine di 1-10 picoCurie quindi se lo disperdi verso quell'ordine di grandezza non puoi piu` dire niente. Pare che nei fumatori sia il 30% in piu`, ma questo aprirebbe una polemica sterile e poco scientifica e cmq il 30% di 10 picoCurie e` comunque poco.

Ah riguardo allo sbombare il polonio senza fare a pezzettini un campione della cosa che stai analizzando (altrimenti come detto le particelle alfa non vivono abbastanza da raggiungere il tuo rivelatore), si *potrebbe* utilizzare l'emissione gamma che e` un po' soppressa (1 per mille), ma se il polonio e` abbastanza e` probabilmente rivelabile. Il problema e` che e` a 800keV e da conti spannometrici potrebbe essere coperta dalla spalla Compton del Ka-40 che e` l'isotopo radioattivo piu` abbondante nel nostro corpo (sempre che quello che ricordo di radiazioni e umani, che e` poco, sia vero).

Boh, se dovessi tirare a indovinare direi che almeno una meta` delle persone "contaminate" sono state trovate con il buon vecchio sistema investigativo fatto di domande e deduzioni, ma nell'era CSI si preferisce dire ai giornali che sono state trovate analizzando qualcosa.

Scritto da: dasnake il 13.12.06 10:55

A quanto ho potuto vedere [1], nell'arco della prime 24 ore, il 2.45% del plutonio usato per l'avvelenamento viene rilasciato nell'ambiente. (L'un per mille nella prima ora, il 15% nella prima settimana).

Se Litv. è stato avvelenato con una dose alla "melius abundare", anche con solo il 2.45% potrebbe aver lasciato una scia cospicua. E quindi trovo abbastanza plausibile che una buona parte delle tracce trovate sia dovuta a Litv. stesso.

Una delle cosa che non sono riuscita a trovare è: quanto tempo passa dall'avvalenamento alla comparsa dei sintomi? Cioè, quanto tempo è andato in giro Litv. prima di andare in ospedale? Visto che è il primo caso acuto da avvelenamento da Polonio, forse, non si sa.


[1] periodo di decadimento biologico di 40 giorni circa e periodo di decadimento radioattivo di 138 giorni.

Scritto da: Pensieri Oziosi il 13.12.06 15:21

Io ragionerei al contrario. Se le notizie delle misurazioni sono venute da diversi paesi (da voi non è arrivata la news, ma ad Amburgo ci sono anche delle tracce), vuol dire che al poveretto ne hanno dato proprio tanto.

Scritto da: Fabrizio il 13.12.06 20:22

Dasnake, mi impegno a fare un post breve (e a breve) sugli adroni usati in radioterapia.

Scritto da: marco il 14.12.06 09:40

non penso che i pioni abbiano molto senso per la radioterapia. sono praticamente al minimo di ionizzazione, e le interazioni nucleari nei tessuti umani immagino siano trascurabili.
in effetti, il nome stesso "adroterapia" a me sembra solo fancy, tanto valeva chiamarla "nucleoterapia". ma forse "nucl-" e' taboo in questi tempi nucleofobi (in cui anche dalla Risonanza Magnetica Nucleare e' stato tolto l'aggettivo Nucleare, almeno negli ospedali), mentre "adro-" non fa capire subito di cosa si parla, e suona moderno.

Scritto da: dr.psycho il 17.12.06 18:39

So che i pioni sono stati provati anni fa al PSI, poi la sperimentazione è terminata, non so per quale motivo preciso.
Per quanto riguarda il 'nucl-', l' ipotesi è interessante, ma va tenuto conto, come controesempio, che esiste da anni una disciplina che si chiama medicina nucleare e alla quale (per ora) nessuno ha proposto di cambiare il nome per ragioni di marketing.

Scritto da: marco il 18.12.06 13:34

Il nome più accurato alla fine sarebbe ionoterapia, ma è già 'occupato' da altri.

Scritto da: marco il 18.12.06 13:36

se riesci a saperne di piu' di queste sperimentazioni con i pioni, sono abbastanza curioso.
io del tuo campo ho solo qualche nozione "scolastica" (diciamo che so cos'e' la curva di Bragg, e una volta ho letto pure quali sono pro e contro rispettivamente di protoni e ioni carbonio) ma quando mi chiedono a che serve investire in ricerca nucleare la butto sempre sugli spin-off, e cito sempre voi tra le prime cose:)

Scritto da: dr.psycho il 20.12.06 19:40

Quel che so dei pioni è che sono stati provati parecchi anni fa (tra i '70 e gli '80) al PSI per trattare numeri ridotti di pazienti. Dagli articoli pubblicati non si riesce a capire come mai la sperimentazione sia stata interrotta. Da quel che ho capito, l' efficacia biologica dei pi- è circa 1.5 volte quella dei fotoni, non molto superiore a quella dei protoni ma inferiore di un fattore 2 a quella degli ioni carbonio. Non è escluso che una delle ragioni per cui non si sia andati avanti con i pioni è che generarli ha una complessità tecnologica pari a quella di generare ioni, dai quali però ci si aspetta un' efficacia biologica ben maggiore.
I miei 2 cent, appena vedo qualcuno del PSI vedrò di approfondire.

Scritto da: marco il 21.12.06 20:21

Dunque il polonio non contamina per via aerea in modo preferenziale, se la tua dissertazione e le mie reminiscenze di chimica non mi ingannano
Ma come si elimina? questo è il dilemma, perchè NON HO DUBBI che la lavapiatti del bar non lo possa fare, e allora si spiegherebbe anche il fatto che i camerieri siano stati contaminati mentre il personale medico no perchè notoriamente indossa tenute poi sterilizzate e strumenti monouso di routine incluse mascherine e occhiali talvolta, e come l'influenza, le goccioline di saliva e vapore acque, non fungono da veicolo molecolare del polonio?

mel

Scritto da: MEL il 08.01.07 19:55

Mi piacerebbe riuscire a comprendere:
1) Quando termina il primo periodo di dimezzamento (4 e 1/2 mesi circa) che aspetto "fisicamente" e quanto è ancora pericoloso il polonio 210?
2)E' possibile ci siano "microgranelli" di quel polonio 210, usato per assassinare Litvinenko, ancora in giro, su indumenti o su oggetti non decontaminati?
3)L'oggetto che entra, ad oggi, in contatto con quel ipotetico "microgranello", diventa radioattivo? E se sì, quanto pericoloso?
Insomma non riesco a comprendere, per certo, se è ancora possibile, l'eventuale contatto con il polonio 210, utilizzato per uccidere Litvinenko! E se, sì! Quanto, oggi, può essere pericoloso?
Teniamo presente che è praticamente impossibile, far sì che un bambino non si metta le mani in bocca!E temo, per mio figlio, ma anche per tutti gli altri bambini.

Scritto da: Roberto il 06.03.07 13:36
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