gaiabox di gaiabox
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L'azione delle radiazioni ionizzanti sulla materia vi è complessa e dipende da molteplici fattori, fra cui la durata dell'esposizione, le modalità con cui l'energia della radiazione viene ceduta alla materia, la struttura del tessuto irraggiato. Il danno biologico può comunque essere messo in relazione con il numero totale delle coppie di ioni prodotte per unità di massa del tessuto.

Una delle principali reazioni provocate dalle radiazioni ionizzanti negli esseri viventi è la radiolisi dell'acqua, con la conseguente formazione di ioni OH- e H + che si legano con facilità alle molecole contenute nel citoplasma e nel nucleo delle cellule, modificando le normali funzioni cellulari. Le radiazioni ionizzanti possono anche provocare la rottura di qualche legame nelle lunghe catene della macromolecola del DNA. Poiché, in molti casi, questi danni non si riparano, o si riparano in modo errato, ogni successiva divisione cellulare origina due cellule figlie con un corredo genetico alterato. Se queste mutazioni interessano cellule coinvolte nella riproduzione, non si esauriscono con la morte dell'individuo ma si trasmettono alle altre generazioni secondo le leggi statistiche dell'ereditarietà.

È difficile stimare la dose minima di radiazione capace di produrre qualche effetto biologico. Sembra, tuttavia, che una dose equivalente intorno a 0,25 Sv, pur non provocando nell'uomo sintomi clinicamente evidenti, determini qualche disfunzione nelle cellule più sensibili. Valori compresi fra 1 Sv e 3 Sv, normalmente non letali, producono invece infiammazioni, emorragie e altri disturbi.

Il rischio legato a una data dose equivalente varia a seconda che l'irraggiamento sia diffuso o localizzato, concentrato oppure distribuito nel tempo.
Per quanto riguarda gli effetti tardivi, la connessione dose-effetto può essere stabilita solo statisticamente. Fra le persone che abbiano subito prolungate esposizioni a radiazioni ionizzanti più intense di quelle normalmente presenti nell'ambiente si registra un'accresciuta incidenza di leucemie e forme tumorali di vario tipo, e di malattie vascolari.

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