Studio del Rischio Associato alle Radiazioni Ionizzanti: i rapport

BEIR e UNSCEAR

Attualmente grande attenzione, sia in Europa sia negli Stati Uniti, è rivolta alla revisione dei metodi dosimetrici e allo studio degli effetti derivanti dall’esposizione a campi di radiazioni ionizzanti. I due aspetti fondamentali sono la misura dell’entità dell’esposizione e la stima degli effetti sulla salute a seguito dell’esposizione stessa.

In letteratura esistono alcuni tentativi di esprimere la radiotossicità degli ’high level wa- ste’ (HLW) attraverso l’uso della grandezza relativa del numero atteso di morti per cancro o ‘cancer dose’ (CD) a seguito della potenziale ingestione dei radionuclidi contenuti nel combustibile esaurito da parte dei membri della popolazione. In questa direzione, il primo tentativo di esprimere la stima della radiotossicità in ‘cancer dose’ risale a B. Cohen [32] nel 1980; tale valore è stato poi aggiornato dallo stesso Cohen, utilizzando le raccomandazioni dell’ICRP (1991) di utilizzare il valore di 0.05 morti per Sievert [33]. Nel Paragrafo (4.2.2) verrà presentata più nel dettaglio questa tipologia di indice di radiotossicità.

Di seguito presentiamo, intanto, le informazioni principali per capire le metodologie scientifiche alla base del concetto di rischio potenziale a seguito dell’ingestione o inalazio- ne di radionuclidi così come presentate dalla fonti più autorevoli nello scenario scientifico internazionale.

Anche per questo particolare aspetto la fonte principale di informazione sono le pubblica- zioni dell’International Commission on Radiological Protection, con la pubblicazione ‘Risk

Associated with Ionising Radiation’del 1991 [34].

Altrettanto autorevoli documenti sono stati pubblicati nel corso degli anni tra cui, sin dal 1972, il report redatto in seno alla National Academies of Science ‘Biological Effects of Ionising Radiation’ (BEIR). In particolare, proprio su richiesta della Nuclear Regulatory Commission (NRC), seguita dall’Environmental Protection Agency (EPA) e dal Department of Energy (DOE) la National Academies of Science ha iniziato nel 1996 una revisione e un aggiornamento delle attuali conoscenze in campo di effetti delle radiazioni ionizzanti: il ri- sultato di questo lavoro è stato pubblicato qualche mese fa (Marzo 2006) come ‘BEIR VII Report’ [35]. La precedente versione, datata 1990, era il ‘BEIR V Report’[36] che a sua volta aveva aggiornato i due precedenti ‘BEIR III’ [37] e ‘BEIR’report. Gran parte dei documenti e delle decisioni assunte negli scorsi vent’anni sono state prese sulla base del ‘BEIR III Re- port’ che nel 1980, insieme all’ICRP 30, ha influenzato i valori adottati dal corpo di leggi dei paesi occidentali. Con la pubblicazione attesa del nuovo ‘BEIR VII Report’ vengono sottolineate nuovi e vecchi traguardi della radioprotezione: sempre migliori tecniche compu- tazionali per l’analisi del rischio di esposizione e la cresciuta casistica dei malati di tumore collezionata nel data-base dei sopravvissuti ai bombardamenti in Giappone (DS02), aggior- nata al 2002, confermano le teorie avanzate negli scorsi anni. Uno dei punti chiave del nuovo ‘BEIR VII Report’ è stata la conferma dell’evidenza scientifica della relazione lineare, non a soglia, della dose (‘linear no-threshold dose response relationship) che lega l’esposizione ad un campo di radiazioni all’insorgere di tumori nell’uomo. L’uso della ‘linear no-threshold theory’ (LNT), applicata spesso in radioprotezione, afferma in particolare che il rischio di cancro derivante dall’esposizione a 0.001 Sievert è 0.001 volte inferiore del rischio derivante dall’esposizione a 1 Sievert. Questo significa che il rischio è direttamente dipendente dalla dose [38]. In ogni caso è chiaro che l’insorgere reale di cancro è comunque influenzato da una numerosa serie di fattori che comprendono l’età, il sesso, la razza di appartenenza ed in generale tutti i fattori ambientali. Per questo comprendere il ruolo di un’esposizione di piccola entità nell’insorgenza del cancro è da sempre un problema. A complicarne lo stu- dio c’è anche il carattere stocastico e non deterministico dell’insorgenza del cancro stesso.

E’ per questo che la commissione compilatrice del ‘BERI VII Report’ non esclude effetti a soglia per valori di esposizione in vita inferiori a 0.1 mSv. Nonostante le evidenti difficoltà connesse allo studio degli effetti delle radiazioni, è possibile associare quindi dei coefficienti di rischio per unità di dose assorbita: l’entità del rischio di morte, stimato dal ‘BEIR VII

Report’, in seguito all’insorgenza di qualsiasi tipo di cancro è 5×10−2 per Sievert e 6×10−3

per Sievert per la sola leucemia. Il valore ottenuto dalla somma dei due rischi di cancro è, in ogni caso, dello stesso ordine di grandezza di quello ottenuto dieci anni prima dal ‘BEIR V Report’ (1990), dall’ICRP (1991) e dalla ‘United Nation Scientific Committee on the Effets of Atomic Radiation’ (UNSCEAR 2000), come riportato in tabella (4.2).

Comparison of lifetime cancer mortality estimates.

Cancer Category BEIR V (1990) ICRP (1991) EPA (1999) UNSCEAR (2000) BEIR VII

Leukemia 95 50 56 50 61

All cancer except leukemia (Sum) 460 450 520

All solid cancers (Sum) 520 510

Tabella 4.2: Confronto tra il rischio di cancro stimato dal BEIR VII con quello ottenuto da altri report. L’eccesso di morti viene stimato per una popolazione di 100,000 persone di tutte le età e di entrambi i sessi esposti ad un campo di radiazioni risultante nella dose di 0.1 Gy

Va comunque sottolineato che nonostante la somiglianza dei risultati, le tecniche uti- lizzate da ciascuna organizzazione per stimare il rischio associato all’insorgere di cancro e leucemia sono anche molto diverse tra loro. Nei documenti UNSCEAR ed ICRP i valori ottenuti sono stati calcolati applicando il data-base dosimetrico DS86 ed un ‘dose and rate effectiveness factor’ (DDREF) di 2, come raccomandato anche dal ‘BEIR V Report’. In que- sto modo viene ridotto il rischio derivato dall’esposizione a più basse dosi, o a bassi ratei di dose, rispetto all’estrapolazione lineare da valori di rischio per dosi elevate.

In particolare, il valore di rischio di cancro più spesso preso a rifermento per i membri della popolazione è, come riportato sull’ICRP del 1991, di 5 per 100 Sv, cioè 0.05 cancri attesi per ogni Sievert. E’ possibile leggere, infatti, sulla pubblicazione che: ‘the lifetime risk of fatal cancer for a member of the general population exposed to low-level whole-body irradiation can be assumed to average approximately 5 per cent per Sv’.

Questi ultimi dati superano la stima avanzata nell’ICRP 26 di circa un fattore 3-4. In particolare è sembrato significativo riportare anche una tabella (4.3) con i dati del rischio di morte per cancro in una popolazione di 100,000 persone, mediati sia sull’età sia sul sesso, esposta ad un campo di radiazioni risultanti in una dose di 0.1 Gy dalle edizioni precedenti dei report considerati.

Comparison of lifetime cancer mortality estimates.

Cancer Category BEIR (1972) ICRP 26 (1977) UNSCEAR (1977) BEIR III (1980)

Leukemia 25 20 15-25 22

All solid cancers (Sum) 180 100 120 120

Tabella 4.3: Confronto tra il rischio di cancro stimato dal BEIR I, BEIR III, ICRP 26, UN- SCEAR 1977. L’eccesso di morti viene stimato per una popolazione di 100,000 persone di tutte le età e di entrambi i sessi esposti ad un campo di radiazioni risultante nella dose di 0.1 Gy

Ad oggi il BEIR VII usa il data-base dosimetrico aggiornato DS02 ed un DDREF di 1.5 e li applica al calcolo della stima del rischio per la popolazione americana. Per quanto riguarda la Nuclear American Society (NRC), attualmente sta applicando valori di DDREF di 2 e ha dato mandato alla commissione interna (SECY-05-0202) di provvedere all’analisi dei nuovi risultati appena pubblicati con il ‘BEIR VII Report’: per ora però sembra che passare a valori di 1.5 sia stato giudicato prematuro. Molta attesa è riposta nella futura pubblicazione quadro dell’ICRP che darà o meno definitiva conferma di valori aggiornati.

Il rapporto delle Nazioni Unite sugli effetti delle radiazioni (UNSCEAR) è l’ultimo rap- porto da noi preso in esame come autorevole fonte in materia di radioprotezione. La commis- sione scientifica che lo redige è all’interno delle Nazioni Unite con il mandato di analizzare e stabilire i livelli e gli effetti dell’esposizione da radiazioni ionizzanti. Questa commissio- ne è nata più di cinquant’anni fa per informare il corpo delle Nazioni Unite circa gli effetti dei continui bombardamenti nucleari e per fermarne la pratica diffusa. Così il 3 Dicembre 1955, l’Assemblea Generale ha dato vita alla ‘United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation’ (UNSCEAR). Nei trascorsi vent’anni, gran parte dell’atten- zione è stata rivolta all’analisi dell’eredità lasciata al mondo dalla guerra fredda in termini di

produzione di armi nucleari e di test atomici, con le conseguenze in termini di effetti delle radiazioni. L’ultima maggiore pubblicazione, dopo le edizioni del 1986, 1988, 1993, è stata quella del 2000 e del 2001.

Più recentemente, l’attenzione è stata rivolta sull’esposizione occupazionale a seguito di materiale radioattivo presente in natura e sull’esposizione da radon.

La pubblicazione UNSCEAR 2000 presenta le stime di mortalità da cancro e quelle di incidenza dei casi di leucemia basati sia su modelli di trasporto assoluti sia relativi, senza specificare una preferenza. Questi metodi sono presentati nel dettaglio in tutti i report perché stanno alla base della corretta valutazione dei valori di rischio. Con le sigle ERR, ‘excess relative risk’ e EAR ‘excess absolute risk’, usate anche dai report BEIR VII e ICRP (2005) vengono, infatti, rappresentati dall’UNSCEAR l’incremento di rischio di cancro riferito ad un gruppo non esposto, misurato su scala proporzionale e assoluta rispettivamente. Per esem- pio l’ERR uguale a 1, corrisponde a due volte il rischio di cancro considerato inizialmente. L’EAR esprime, invece, l’incremento nel numero di cancri attesi ogni anno su 10,000 per- sone. Per tutte le misure del rischio da radiazioni va sottolineato che questi valori derivano tutti dall’aver preso come ipotesi di base una risposta lineare all’esposizione. Spesso, infatti, si trova espresso il valore ERR per unità di dose, cioè per Sievert.

Il vantaggio di esprimere il rischio da radiazioni con queste grandezze, sta nella pos- sibilità di poter confrontare dati provenienti da studi diversi, senza il problema di doverne trasformare e confrontare le unità di misura.

Un’altra definizione da tenere in considerazione è il rischio di morte associato a tutte le tipologie di cancro; viene stimato con più precisione per la maggiore disponibilità di dati rispetto al caso di cancro specifico di una particolare zona. La definizione di ‘lifetime risk’ è semplicemente la differenza tra la probabilità di morire per cancro in una popolazione esposta contro la stessa probabilità in una popolazione non esposta a radiazioni. Nell’UNSCEAR questo valore è stato chiamato ‘excess lifetime risk’ (ELR). Nell’ICRP, 1991, la stessa è chiamata ‘lifetime of fatal cancer’. Nel BEIR VII viene presentata come mortalità per cancro estesa a tutto l’arco di vita, valutata per esempio per le morti aggiunte in una popolazione di 100,000 persone dall’esposizione a 0.1 Gy. Una stima dei valori medi, approssimati a tutto il corpo di tale rischio è riportata in tabella (4.2).