domenica 27 novembre 2011

Il Modello LNT: Esperimento al WIPP.

Continuando sul sentiero tortuoso ed incerto del modello LNT, mi sono imbattuto in un comunicato dell'EPA riguardo i recenti sviluppi delle ricerche sull'impatto delle radiazioni a livelli al di sotto del fondo naturale.
Procedo, come nell'articolo precedente sul documento di Puskin, alla lettura paragrafo per paragrafo, con annessi riassunti.
Il documento nella sua versione integrale lo trovate QUI

LOW BACKGROUND RADIATION EXPERIMENT YIELDS INTERESTING PRELIMINARY RESULTS
CARLSBAD, N.M., May 18, 2011 – New Mexico State University’s Low Background Radiation Experiment (LBRE), which takes place 2,150 feet below the earth’s surface at the Waste Isolation Pilot Plant, recently released some results about the project’s first two years of experimentation.
Sono disponibili alcuni risultati del LBRE, una ricerca condotta a 2150 piedi sotto la superficie terreste, presso la struttura del Waste Isolation Pilot Plant (WIPP).

The March 2011 edition of Health Physics printed an article titled “Exploring Biological Effects of Low Level Radiation from the Other Side of Background,” summarizing some initial data taken from LBRE and from a sister experiment conducted at the Lovelace Respiratory Research Institute in Albuquerque.
La rivista Health Physics ha pubblicato un articolo intitolato: "Exploring Biological Effects of
Low Level Radiation from the Other Side of Background" nel quale vengono sintetizzati i risultati preliminari dallo studio LBRE e da uno studio simile condotto nel Lovelace Respiratory Research Institute ad Albuquerque.


“It’s nice that we got them published, but they are still very preliminary,” said NMSU ProfessorGeoffrey Smith, the project lead. “It’s a tremendous challenge to pick up the subtle small effects of growing cells in the absence of radiation.”
Traduzione integrale: "E' bello che [i risultati] siano stati pubblicati, però sono ancora preliminari", ha detto il professore NMSU Geoffrey Smith, il capo del progetto. "E' una sfida enorme raccogliere i tenui, piccoli risultati della crescita delle cellule in assenza di radiazioni."


“That’s why there is such uncertainty about whether low levels of radiation are harmful or not,”noted Roger Nelson, chief scientist of the Department of Energy’s Carlsbad Field Office. “It’sreally hard to measure the effects at low levels. Why, for all we know, low level radiation mighteven be beneficial for living organisms.”
Traduzione integrale: "Ecco perchè c'è una tale incertezza se bassi livelli di radiazioni siano dannosi o no," ha osservato Roger Nelson, responsabile scientifico del DOE Carlsbad Field Office. "E' veramente difficile misurare gli effetti a bassi livelli. Perchè, per quanto ne sappiamo, bassi dosi di radiazioni potrebbero essere anche di beneficio per gli organismi viventi."


Smith’s experiment involves placing two types of bacteria in the WIPP underground, wherelevels of natural background radiation are extremely low. Life forms are exposed to background radiation from a variety of sources daily, including the sun.
Gli esperimenti del dottor Smith hanno coinvolto due specie di batteri in un luogo dove le radiazioni del fondo naturale sono estremamente basse.


The test is to see whether exposure to “less than average” radiation will be a benefit, adetriment or have no effect on the life forms. The transuranic waste emplaced at WIPP, the U.S. Department of Energy’s underground repository near Carlsbad, in no way interferes with the experiment.
L'esperimento voleva osservare se l'esposizione a dosi di radiazioni sotto la media ha effetti positivi, negativi o nessun effetto sulle forme di vita. Specificano che i rifiuti transuranici non hanno in alcun modo interferito con l'esperimento.


The project is about to begin its third year, with Smith and two NMSU students conducting theresearch at WIPP.
Il progetto ha quasi raggiunto una durata di 3 anni.


“I really enjoy the work out there,” Smith said. “Spending summers sweating it out in theunderground is actually a great break.”
Personale compiacimento del dottor Smith.


The Health Physics article was submitted by Smith, Yair Grof (Soreq Nuclear Research Center), Adrianne Navarrette (Carlsbad Environmental Monitoring and Research Center) and Raymond Guilmette (Lovelace Respiratory Research Institute). The two experiments seek to test the Linear No-Threshold model of radiation dose-response, which assumes that a single ionizing radiation interaction with a cell is dangerous.
I due esperimenti condotti miravano a verificare o smentire il modello LNT. L'articolo per la Health Physics è stato presentato da Smith, Yair Grof (Soreq Nuclear Research Center), Adrianne Navarrette (Carlsbad Environmental Monitoring and Research Center) e Raymond Guilmette (Lovelace Respiratory Research Institute).


Results so far, as reported in the Health Physics article, indicate that the cell growth of thebacteria in the WIPP underground, exposed to less background radiation than the control group, is hampered.
Traduzione integrale: I risultati ottenuti finora, come riportato nell'articolo sull'Health Physics, indicano che la crescita cellulare dei batteri nel sottosuolo del WIPP, esposti a radiazioni naturali inferiori al gruppo di controllo, risulta ostacolata.


“Initial results from June 2010 show … the growth of ‘radiation starved’ cells are (sic) inhibitedcompared to cells grown in the presence of background radiation levels,” the researchersreported.
La crescita delle cellule a digiuno da radiazioni è inibita rispetto alla crescita delle cellule in presenza di radiazioni.


“The noise in the data is still fairly high,” Smith clarified. “It’s preliminary, and we still need more data to show it as statistically different.”
Smith sottolinea che il fattore di disturbo nei dati è piuttosto elevato e che sono necessari più dati.


The experiment has changed slightly over the past three years. During the first year, Smith’scontrol group involved growing the same cultures of bacteria above ground, where they wouldbe exposed to normal amounts of radiation. In the second year, the control group of bacteriawas cultivated in the WIPP underground, but radiated to simulate background radiation.
L'esperimento ha subito dei piccoli cambiamenti nei tre anni passati. Nel primo anno i batteri del gruppo di controllo sono stati coltivati in presenza della normale dose di radiazioni da fondo naturale. Nel secondo anno il gruppo dei batteri di controllo è stato coltivato nel sottosuolo del WIPP, ma è stato irradiato per simulare la radiazione del fondo naturale.


“This year, we’re going to do both and double the control treatments,” Smith said. “We’re alsoworking to increase the sensitivity of our tests and decrease the amount of experimental noise.”
Il proposito del dottor Smith per l'anno in corso è incrementare l'accuratezza dei test per diminuire il fattore di disturbo.


Guilmette’s experiment at the Lovelace Respiratory Research Institute has yielded similarpreliminary results to the experiment at WIPP, the researchers reported. Instead of using theWIPP underground, the Lovelace experiment uses shielding to reduce background radiationexposure for one group of cells. However, shielding at the surface cannot reduce the radiationlevels to much less than about a third of that of natural background. Getting close to zerobackground radiation requires an experiment underground in a salt mine with no naturallyradioactive minerals in the rock.
L'esperimento di Guilmette ha dato risultati simili all'esperimento condotto al WIPP. Invece di usare il sottosuolo del WIPP, hanno utilizzato degli schermi per ridurre la radiazione naturale. Tuttavia per avvicinarsi ad una radiazione del fondo naturale di zero, è necessario svolgere gli esperimenti nel sottosuolo, in una miniera di sale senza materiali radioattivi naturalmente presenti.


The WIPP is a U.S. Department of Energy facility designed to safely isolate defense-relatedTRU waste from people and the environment. Waste temporarily stored at sites around thecountry is shipped to WIPP and permanently disposed in rooms mined out of an ancient saltformation 2,150 feet below the surface. WIPP is located 26 miles southeast of Carlsbad, N.M.
In quest'ultimo passaggio, si ricorda cos'è il WIPP.

Concludendo, sembrano esserci degli importantissimi sviluppi nel campo degli effetti delle radiazioni ionizzanti a basse dosi. Personalmente attendo con ansia il momento in cui gli strumenti di analisi verranno migliorati per garantire delle prove scientifiche più certe.

martedì 1 novembre 2011

Il Modello LNT: Il Documento di Puskin

In riferimento al precedente post sul modello radioprotezionistico LNT, riporto uno dei due documenti che l'EPA mi ha segnalato nella e-mail di risposta, commentando e riassumendo a fine di ogni paragrafo le informazioni più importanti.
I passi tratti dal documento sono senza tagli di alcun tipo.

NB: Le opinioni espresse dall'autore in questo documento non sono state revisionate o approvate dalla US EPA.

Link al Documento

PERSPECTIVE ON THE USE OF LNT FOR RADIATION PROTECTION AND RISK ASSESSMENT BY THE U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 
The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) bases its risk assessments, regulatory limits, and nonregulatory guidelines for population exposures to low level ionizing radiation on the linear no-threshold (LNT) hypothesis, which assumes that the risk of cancer due to a low dose exposure is proportional to dose, with no threshold. The use of LNT for radiation protection purposes has been repeatedly endorsed by authoritative scientific advisory bodies, including the National Academy of Sciences’ BEIR Committees, whose recommendations form a primary basis of EPA’s risk assessment methodology. Although recent radiobiological findings indicate novel damage and repair processes at low doses, LNT is supported by data from both epidemiology and radiobiology. Given the current state of the science, the consensus positions of key scientific and governmental bodies, as well as the conservatism and calculational convenience of the LNT assumption, it is unlikely that EPA will modify this approach in the near future.
In questo paragrafo si riassume la posizione dell'Environmental Protection Agency sul modello Linear No-Threshold, evidenziando quanto segue:
- l'uso di questo modello è consigliato dal BEIR nell'ambito della Radioprotezione
- E' difficile che l'EPA cambierà modello di riferimento nel prossimo futuro
- I motivi per cui continua ad adottarlo sono: le posizioni favorevoli degli istituti scientifici e governativi più importanti e il conservatorismo e la convenienza a livello di calcoli del modello in questione.

INTRODUCTION
The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) is responsible for protecting the public from environmental exposures to radiation. To meet this objective the Agency sets regulatory limits on radionuclide concentrations in air, water, and soil. In other cases (e.g., for residential radon) it may establish nonregulatory guidelines for radionuclides. The purpose of these limits and guidelines is to prevent health effects and to establish an acceptable level of safety for members of the public, the primary concern being the minimization of radiogenic cancers.
Lo scopo dell'EPA è tutelare il pubblico dall'esposizione alle radiazioni nell'ambiente e prevenire gli effetti sulla salute delle radiazioni, minimizzando l'insorgenza di cancri; per fare ciò definisce dei limiti perchè la concentrazione di radionuclidi sia accettabile o meno.

Setting protective exposure limits and providing appropriate guidance requires an assessment of risks. Periodically, EPA updates its radiation risk models. In this process, EPA derives most of its assumptions and models from reports by scientific advisory bodies including the U.S. National Academy of Sciences, the International Commission on Radiological Protection (ICRP), the United Nations Scientific Committee on the Effects of Ionizing Radiation (UNSCEAR), and the National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP), with additional input from its own independent review of the scientific literature. To assist the Agency in its assessment of the health risks from ionizing radiation, EPA has often helped sponsor reports from these organizations, particularly from the NAS “BEIR Committees.” The risk models and supporting evidence is then reviewed by EPA’s Scientific Advisory Board of outside distinguished scientists before becoming final and being implemented. Thus, EPA’s estimates of risk to low dose radiation reflect a broad scientific consensus.
L'EPA per decidere come proteggere il pubblico, deve produrre una valutazione dei rischi. I modelli di rischio traggono fondamento dalle revisioni dell'EPA sui lavori della materia e da vari enti, inclusi US National Academy of Sciences, ICRP, UNSCEAR, NCRP, BEIR. Le stime di rischio dell'EPA godono di un largo supporto scientifico.

Based on extensive epidemiological and laboratory studies, radiation is a well-established human carcinogen; however, with the notable exception of radon exposures in homes, environmental levels of radiation are too low to produce detectable excess cancers in epidemiological studies. As a consequence, risks have to be extrapolated from results of epidemiological studies on more highly exposed individuals. A similar situation exists in connection with EPA’s assessments of risk from chemical carcinogens: the cancer risk due to intake of a chemical is extrapolated from studies at higher doses. In the case of chemicals there is usually an additional extrapolation from laboratory animals to humans. For radiation, at least, there are direct human data upon which we can establish that it causes cancer and from which the magnitude of the risk at environmental doses can be projected, even if that estimated risk is too small to be observed.
Le radiazioni sono cancerogene, tuttavia (a parte per l'esposizione al Radon nelle abitazioni) la dose di radiazione ambientale è troppo piccola per produrre effetti rilevabili negli studi epidemiologici, ragion per cui gli effetti vanno estrapolati dalle alte dosi. Così avviene anche per le sostanze chimiche cancerogene.

Radiation protection, like the regulation of other carcinogenic agents, is—in the absence of compelling evidence to the contrary—predicated on the linear, no-threshold (LNT) hypothesis, which assumes that the risk of cancer due to a low dose exposure is proportional to dose, with no threshold.
In assenza di un'inconfutabile prova contraria il modello Lineare Senza Soglia rimane il modello adottato in radioprotezione dall'EPA.

More specifically, it is common practice to project radiogenic cancer risk due to exposures of low level, ionizing radiation by a linear extrapolation of the dose response function observed for more highly exposed cohorts, especially the Life Span Study (LSS) cohort of Japanese atomic bomb survivors. For low-LET radiation, a dose/dose rate effectiveness factor (DDREF) is usually incorporated to reflect evidence that the risk coefficient for acute doses of ≈ 0.5 Gy is higher than what it would be for lower dose exposures or for exposures at low dose rates. The National Academy of Sciences BEIR VII committee (NRC 2006) recently estimated that the relevant DDREF for solid tumor induction is about 1.5: i.e., the risk at low doses and low dose rates is expected to be only about a factor of 1.5 times lower than that projected from a simple linear fit to the LSS data.
Le estrapolazioni degli effetti a basse dosi vengono fatte tenendo conto degli studi LSS sui sopravvissuti giapponesi delle bombe atomiche. Il rischio di effetti biologici quali i tumori, alle basse dosi di radiazione è stimato essere 1,5 volte più basso di quello che si proietta con la misura lineare dei dati LSS.

Is this approach for extrapolating risk justified from a scientific standpoint? Is it reasonable from a radiation protection standpoint? What would it take to justify a change in this approach for the purposes of radiation protection or of radiation risk estimation, more broadly?
Queste sono le domande chiave:
- Questa estrapolazione è giustificata da un punto di vista scientifico?
- E' ragionevole dal punto di vista della radioprotezione?
- Cosa ci vorrebbe per cambiare questo approccio nella radioprotezione?

SCIENTIFIC PERSPECTIVE 
Results from laboratory studies of irradiated animals and epidemiological studies of irradiated human cohorts are generally consistent with a linear, no-threshold dose-response, down to the lowest doses for which there is statistical power to measure (Brenner et al. 2003). For low-LET radiation, however, even the largest epidemiology studies are only sensitive down to incremental doses of ~100 mGy above background. At this dose, each cell nucleus is traversed by ~100 electron tracks. In comparison, at natural background levels, each cell nucleus is traversed by only on the order of 1 track per year. There is, nevertheless, a theoretical basis for excluding a threshold and for extrapolating the linear dose-response relationship to very low doses where the radiogenic damage is caused by single tracks.
Gli studi sugli animali e gli esseri umani sono in genere coerenti con una risposta lineare senza soglia ad una dose assorbita, fino alla più bassa dose per la quale c'è la capacità statistica di rilevarla. I più ampi e approfonditi studi epidemiologici sono sensibili solo fino a dosi incrementali di 100 mGy sopra il fondo naturale. Vi è tuttavia una base teorica per escludere la presenza di una soglia.

First, traversal of cells by energetic charged particles produces ionizations and molecular excitations resulting in chemical damage to the DNA. Significantly, even low-LET radiation, for which the energy deposition events are, on average, more widely spaced, produces a substantial fraction of its DNA damage in the form of “clusters” or “multiply-damaged sites” (usually at the ends of electron tracks), which are difficult or impossible for the cell to repair faithfully (Goodhead 1994). Second, it appears that a single mutation in a cell can increase the probability that the cell will become malignant. Lastly, a foolproof biological mechanism for screening out malignant or pre-malignant cells appears to be ruled out by the high rate of cancer observed in the population. These mechanistic features of radiation carcinogenesis argue against a strict dose threshold below which there would be no risk of a radiation-induced cancer.
I motivi per escludere una soglia teorica sono i seguenti:
1) Anche le basse dosi di radiazioni producono danni al DNA, che sono difficili o impossibili da riparare per le cellule
2) Una singola mutazione nella cellula può portare ad un incremento della probabilità che quella cellula diventi maligna
3) L'alta presenza di tumori osservati nelle popolazioni sembra escludere l'esistenza di infallibili meccanismi biologici nei riguardi delle cellule maligne

Although a strict threshold appears unlikely, mechanisms may exist to modulate risks at very low doses in such a way that actual risks are substantially below those projected by LNT. In effect, we might then have a “practical threshold”—i.e., a dose below which the risk becomes negligible from a regulatory perspective. Before such a threshold is accepted for radiation protection purposes, however, there would almost certainly be a need for confirmation with human epidemiological data—or, at least, with some kind of biomarkers in human tissues that clearly relate to cancer.
I rischi estrapolati con il modello LNT sono superiori a quelli attuali forse perchè esistono dei meccanismi che modulano il rischio alle basse dosi di radiazioni. Può essere presa in considerazione l'adozione di una "soglia pratica" a fini normativi (e radioprotezionistici), ma sono necessarie conferme a riguardo da parte di dati epidemiologici.

Radiobiological research has recently focused on a number of low-dose effects, including the adaptive response (Azzam et al. 1996, Redpath and Antoniono 1998, Tapio and Jacob 2007), bystander effects (Mothersill and Seymour 1998, Nagasawa and Little 1999, Mitchell et al. 2004), and genomic instability (Morgan et al. 1996, Little et al. 1997), which might provide mechanisms whereby the linearity of the dose-response relationship would break down at low doses. In principle, the risk per unit dose could plausibly be either increased or decreased through these mechanisms. For example, bystander effects refer to changes in unirradiated cells due to irradiation of nearby cells. Such changes may, in principle, be either harmful (e.g., by producing carcinogenic mutations in bystander cells) or protective (e.g., by stimulating repair or by inducing apoptosis of damaged cells). At this time, it is unclear whether or not any of these phenomena have an appreciable effect on the in vivo dose-response for ionizing radiation (NRC 2006).
Allo stato attuale non è chiaro se alcuni fenomeni come la risposta adattativa, gli effetti bystander e l'instabilità genomica (che pare possano influire positivamente o negativamente sul rischio di cancro) hanno un effetto apprezzabile sulle cellule riguardo alla relazione dose-effetto.

Even the largest epidemiological studies lack the power to detect low-LET radiation risks unless the incremental dose above background is about 0.1 Gy or higher. Nevertheless, epidemiological studies of groups receiving fractionated or chronic exposures may shed light on risks at substantially lower doses (Puskin 2008). For example, studies have been carried out on scoliosis and TB patients (Doody et al. 2000, Howe and McLaughlin 1996), who received multiple diagnostic x-ray exposures of less than 10 mGy each, separated by more than a week. At these x-ray doses, no cell nucleus is traversed by more than a few radiation tracks during a single examination. As a consequence, the relevant DNA damage is expected to have been produced solely by single tracks. A positive dose response for cancer induction has been observed in both the scoliosis and TB patients. Moreover, the slope of the dose-response in the TB patients is remarkably consistent with that observed for breast cancer in the LSS (Howe and McLaughlin 1996). These results argue against an effective threshold—even at ~ 1 track per cell nucleus.
Anche i più approfonditi ed ampi studi epidemiologici non riescono a rilevare il rischio delle radiazioni a basse dosi a meno che la dose incrementale oltre il fondo naturale sia di 100 mGy o più alta. Tuttavia studi su gruppi di individui che sono stati esposti in modo cronico o frazionato possono far luce sui rischi a dosi notevolmente basse. Per esempio nel caso dei pazienti affetti da Scoliosi o Tubercolosi (che hanno ricevuto più esposizioni da radiazioni di meno di 10 mGy cadauna, esposizioni separate tra loro da più di una settimana) i risultati sono sfavorevoli alla presenza di una soglia.

Even more sensitive tests for a low-dose practical threshold might be obtained through epidemiological studies of cohorts receiving chronic radiation exposures, either environmentally or occupationally. There are a number of such cohorts being investigated, notably: the population around Chernobyl (Hatch et al. 2005), Chernobyl cleanup workers (Hatch et al. 2005), people living downriver from the Mayak Plutonium Plant (Ostroumova et al. 2006, Krestinina et al. 2005), the population residing near the Semipalatinsk nuclear test site in Kazakhstan (Bauer et al. 2005), occupants of 60Co-contaminated buildings in Taiwan (Hwang et al. 2008), and cohorts of workers from the nuclear industry and nuclear shipyards (Cardis et al. 2007, Muirhead et al. 2009, Schubauer-Berigan et al. 2007). Such studies can potentially provide evidence regarding risk at exposure rates of 0.1-1 mGy/day, corresponding to 0.1-1 ionizing track per cell nucleus per day, or even lower (Puskin 2008). Statistically significant positive associations between radiation dose and cancer incidence have been found for a number of these cohorts. A recent meta analysis of epidemiological studies of subjects exposed to chronic, moderate doses of radiation indicated that the risk per unit dose was about the same as that found in the LSS cohort (Jacob et al. 2009). Results are still somewhat preliminary, and improvements in both dosimetry and epidemiological follow-up are anticipated. If these findings do hold up, it would indicate that a practical threshold could only exist at very low daily doses, which would put severe restrictions on any proposed biological mechanism (Puskin 2008).
Alcuni studi citati possono potenzialmente provare l'evidenza di un rischio a dosi di esposizione di 0,1-1 mGy/giorno (36,5-365 mGy/anno). Sono state trovate associazioni statisticamente significative tra dose assorbita e cancro in un certo numero di queste coorti. I risultati sono tuttavia preliminari, ma se fossero confermati, significherebbe che una soglia pratica può solo esistere a dosi giornaliere molto basse.

REGULATORY PERSPECTIVE
LNT has long been accepted as the basis for assessing risks from ionizing radiation. This approach has been repeatedly endorsed by National Academy of Sciences (NAS) “BEIR” committees, beginning with the 1972 BEIR Report (NRC 1972) and by the International Commission on Radiological Protection (ICRP), the National Council on Radiation Protection and Measurement (NCRP), and the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). More generally, a 1985 policy directive from the Office of Science and Technology Policy (OSTP 1985) establishes the linear, no-threshold assumption as the default method for extrapolating cancer risks to low doses for the U.S. government. A recent directive by the U.S. Environmental Protection Agency allows deviation from the LNT approach (EPA 2005), but only in cases where there is strong scientific support for a mode of action that would give rise to a different dose-response relationship. In view of these recommendations and the supporting science, EPA has consistently applied LNT as part of its regulatory and risk assessment framework for radiation.
Il modello LNT è supportato, per quanto riguarda la stima del rischio, dalle associazioni internazionali e non più quotate: NAS, ICRP, NCRP e UNSCEAR. Una recente direttiva dell'EPA permette di adottare altri modelli oltre al modello LNT, ma solo nel caso in cui ci sia un forte sostegno scientifico a riguardo.

The use of LNT for radiation protection purposes is often justified as being “conservative”; i.e., it is presumed that, while we may not be able to estimate the risk at low doses accurately, linear extrapolation is unlikely to (greatly) underestimate risk. Hence, if radiation standards are promulgated under the assumption that LNT is correct, they will be protective. LNT also has the great advantage of simplicity, risks from multiple exposures being proportional to the total dose. Given these features of protectiveness and convenience, there is very wide support for LNT in the context of radiation protection, even among scientists and regulators who harbor serious doubts about its scientific validity.
Questa estrapolazione lineare è difficile che sottostimi grandemente il rischio, quindi se si utilizzerà questa estrapolazione gli standard saranno sicuramente protettivi. L'ipotesi LNT ha anche il grande pregio della semplicità. Date queste caratteristiche di protettività e semplicità, c'è un largo sostegno al modello LNT nella radioprotezione anche tra scienziati e legislatori che nutrono seri dubbi sulla sua validità scientifica.

It is difficult to imagine any relaxation in this approach unless there is convincing evidence that LNT greatly overestimates risk at the low doses of interest. For example, before EPA would adopt a “threshold” for regulatory purposes, there would probably have to be a strong recommendation to that effect from authoritative bodies such as a National Academy of Sciences’ BEIR committee, endorsed by the Agency’s Scientific Advisory Board, with ample opportunities for public comment and Agency response. No such change can be expected soon in view of the recent BEIR VII Committee’s position that “the balance of evidence from epidemiologic, animal and mechanistic studies tend to favor a simple proportionate relationship at low doses between radiation dose and cancer risk” (BEIR VII, p. 14).
Ribadisce il concetto che perchè ci sia un cambio riguardo l'ipotesi LNT, dev'esserci una convincente evidenza scientifica; soprattutto tale evidenze deve essere riconosciuta dalla commissione BEIR.

Even if a practical threshold could be convincingly demonstrated, it remains unclear what effect this would have on radiation protection. A threshold lower than the level of radiation received from unavoidable sources would obviously have no impact on regulations. Demonstration of a practical threshold substantially above background might allow certain regulations to be relaxed or reinterpreted. Examples might include derived soil cleanup levels for Superfund sites and maximum allowed concentrations of radionuclides in drinking water. However, a number of issues would have to be considered in setting threshold-based standards, including the uncertainty in the threshold dose, the possible existence of sensitive subpopulations, and the contribution of multiple sources. Such considerations would likely dictate that a sizable safety factor be incorporated to ensure that a sufficiently large fraction of the population would fall below the threshold. For example, even if it were to be demonstrated that a dose rate of 10 mGy per year posed negligible risk to the great majority of people, the regulatory limit on a given source might still be set substantially lower than this.
Anche se dovesse essere scientificamente sostenuta l'esistenza di una soglia pratica, non è chiaro che effetto potrebbe avere ai fini della radioprotezione, per esempio se la soglia pratica fosse troppo bassa, potrebbe non cambiare nulla; invece se la soglia fosse più alta del livello di radiazioni del fondo naturale, potrebbe comunque avere un impatto modesto, dato che andrebbe anche presa in considerazione l'incertezza della dose limite.

Opposition to the LNT approach for radiation protection, in some cases, arises from concerns that the presumption of finite risk, even at background levels of exposures, generates unreasonable fears among members of the public, which may cause them to reject nuclear power or other useful technologies, such as diagnostic medical procedures. At the very least, basing radiation protection on the LNT assumption may impose large economic costs on the nuclear industry and on those footing the bill for cleanup of radioactively contaminated sites. Nevertheless, unless compelling evidence for a practical threshold can be obtained, it must be acknowledged that there is likely to be a risk even at the lowest doses of ionizing radiation. Denials only fuel distrust. It is better to acknowledge that the science, so far, is consistent with a non-zero risk at low doses, even if direct verification is lacking.
Le opposizioni all'approccio LNT nella radioprotezione, in alcuni casi, nascono dal fatto che l'esistenza di un rischio, anche a livelli del fondo naturale, genera paure irragionevoli tra la popolazione, paure che possono causare il rigetto della tecnologia nucleare per produrre energia o per altri utilizzi. Inoltre, l'assunzione LNT impone ingenti costi economici all'industria nucleare. E' meglio riconoscere che la scienza, per ora, è d'accordo con un rischio diverso da zero a dosi più basse, anche se la verifica diretta è mancante.

It can also be pointed out that LNT implies that risks at low doses are very low, providing reasonable assurance that current radiation protection measures, based on the LNT assumption, are adequately protective. In addition, it should be emphasized that any large-scale technology imposes some risk and that alternative technologies should be compared in terms of their respective benefits, health risks, environmental impact, and economic costs. In particular, electrical power generation based on nuclear reactors and on burning of fossil fuels should be evaluated in terms of: (1) their relative contributions to global warming and (2) their potential health impacts due to release of hazardous chemicals and radionuclides into the environment.
E' da evidenziare che il modello LNT implica che il rischio a dosi basse è molto basso, garantendo così che le misure di radioprotezione sono adeguate. In aggiunta, bisogna sottolineare che qualsiasi tecnologia su larga scala genera dei rischi e che le tecnologie alternative dovrebbero essere comparate in termini dei rispettivi benefici, rischi per la salute, impatto ambientale e costi economici. In particolare, la generazione elettrica da fonte nucleare e da fonti fossili dovrebbe essere valutata nei termini di:
1) il loro contributo al surriscaldamento globale
2) il loro impatto sulla salute in caso di rilascio di sostanze nocive nell'ambiente

giovedì 6 ottobre 2011

Il Modello LNT

Uno dei punti attorno a cui ruota la discussione sull'energia nucleare è se vi sia o meno una veridicità a livello scientifico del modello lineare senza soglia (in inglese linear no-threshold). Questo tipo di questione introduce anche una seconda domanda conseguente alla prima: quando il modello può essere utilizzato?

Innanzitutto ricordiamo di cosa stiamo parlando: le radiazioni ionizzanti attraversando la materia, rilasciano energia e questa energia può danneggiare il codice genetico degli esseri viventi. I sostenitori del modello lineare senza soglia (LNT) affermano che anche la più piccola radiazione causa un danno genetico, cioè che non esiste un valore al di sotto del quale l'organismo è in grado di ignorare o reagire al danno ponendovi rimedio.

I dubbi in merito mi hanno spinto a chiedere chiarimenti alle due organizzazioni internazionali sulle quali la IAEA poggia i suoi criteri per gli standard di radioprotezione: l'ICRP (International Commission on Radiological Protection) e l'UNSCEAR (United Nation Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation).
Inoltre in seguito ad un dialogo intercorso sul blog del Forum Nucleare Italiano, ho ritenuto significativo porre gli stessi dubbi all'EPA (Environmental Protection Agency).

Partiamo con una definizione del Modello LNT secondo Wikipedia:

The linear no-threshold model (LNT) is a method for predicting the long term, biological damage caused by ionizing radiation and is based on the assumption that the risk is directly proportional to the dose at all dose levels.

Cioè: ogni dose causa un danno biologico e il rischio è proporzionale alla dose indipendentemente da quanto sia piccola la dose stessa.

Avrei voluto fare una trattazione molto più approfondita in realtà e probabilmente la farò nel prossimo futuro, per ora chi mi leggerà dovrà accontentarsi delle due mail che ho ricevuto in risposta (l'UNSCEAR non mi ha ancora risposto).

Di seguito la mail che ho inviato a tutte e tre le organizzazioni (gli spazi vuoti corrispondono al mio nome e al nome dell'organizzazione)

Dear _
My name is _ and I would like to ask some questions about the LNT model.
I apologyze if my questions could be commons.
According to the _ studies and regulations, In which cases this model should be used? Is it a good model to estimate effects of low-dose radiations? Or it should be used only for a principle of prudence in radioprotection? And finally, at now, what is the official position of the _ about this model?
Thank you for your answers, best wishes.
_ Italy

Riassumendo ho chiesto:
- In che occasioni è corretto utilizzare tale modello
- Se è un buon modello per stimare gli effetti delle radiazioni a basse dosi
- Se deve essere usato solo per il principio di prudenza in radioprotezione
- Qual è, ad ora, la posizione ufficiale dell'organizzazione

Di seguito, le risposte (eventuali grassetti miei)

EPA

Dear _
I am attaching an article by Dr. Jerome Puskin (Director of Center of Science and Technology, Radiation Protection Division), which addresses the questions you asked.   I am also including a link to an EPA technical report on radiogenic risks (often referred to as the "Blue Book"), which was just released this year.  It provides a somewhat more detailed discussion about the scientific basis for EPA's radiogenic cancer risk models.
Note in particular the conclusions at the end of Section 2.1.5:
       "EPA accepts the recommendations in the BEIR VII and ICRP Reports to the effect that there is strong scientific support for LNT and that there is no plausible alternative at this point.
However, research on low dose effects continues and the issue of low dose extrapolation remains unsettled."
Here is the link to the EPA "Blue Book":
http://www.epa.gov/radiation/docs/bluebook/bluebookfinal.pdf
... and the article by Dr. Puskin:
(See attached file: Low Dose 284-291.Puskin.pdf)
Best wishes,
_

ICRP

_
For detailed information it would be useful to read ICRP Publication 99 Low-dose Extrapolation of Radiation-related Cancer Risk (http://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP Publication 99) and relevant parts of ICRP Publication 103.

The quick answer is that the LNT model is not useful for estimating effects at low doses.  It is used as a prudent model for the purposes of radiological protection.  Here are two relevant quotes from ICRP Publication 103:

“(36) At radiation doses below around 100 mSv in a year, the increase in the incidence of stochastic effects is assumed by the Commission to occur with a small probability and in proportion to the increase in radiation dose over the background dose. Use of this so-called linear-non-threshold (LNT) model is considered by the Commission to be the best practical approach to managing risk from radiation exposure and commensurate with the ‘precautionary principle’ (UNESCO, 2005). The Commission considers that the LNT model remains a prudent basis for radiological protection at low doses and low dose rates (ICRP, 2005d).”

“(66) However, the Commission emphasises that whilst the LNT model remains a scientifically plausible element in its practical system of radiological protection, biological/epidemiological information that would unambiguously verify the hypothesis that underpins the model is unlikely to be forthcoming (see also UNSCEAR, 2000, NCRP 2001). Because of this uncertainty on health effects at low doses, the Commission judges that it is not appropriate, for the purposes of public health planning, to calculate the hypothetical number of cases of cancer or heritable disease that might be associated with very small radiation doses received by large numbers of people over very long periods of time (see also Sections 4.4.7 and 5.8).”

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Stando a quanto emerge da queste due mail, il tema è dibattuto e il problema dell'estrapolazione a basse dosi rimane irrisolto; ciononostante ad ora il modello LNT è ciò che di meglio abbiamo ed è appunto per questo che viene preso in considerazione a livelli radioprotezionistici.

Non appena anche l'UNSCEAR mi risponderà, aggiornerò il post e quando avrò un po' più di tempo (se Dio vorrà) estenderò la trattazione.

mercoledì 29 giugno 2011

Gwyneth Cravens: Il Nucleare Salverà il Mondo

[perdonate la mia assenza, ma è estate ed anche io ho diritto ad un poco di vancanza :) ]


Forse arriva decisamente in ritardo questo mio commento ad un libro che ho da qualche giorno terminato di leggere. O forse no, del resto non è bene interessarsi alle cose solo quando c'è un referendum in vista, anche se probabilmente moltissime persone agiscono così.
Io sono uno di quelli, non mi tiro certamente indietro. Prima di esser venuto a conoscenza del referendum sul ritorno all'energia nucleare in Italia, non mi sono molto interessato della materia; avevo per lo più idee vaghe. Anzi è più corretto dire che avevo idee fondate sul famosissimo sentito dire o sull'ancora più illustre: "è ovvio".
Ma l'ovvietà e il sentito dire mi creano amarezza e disgusto, così dopo una ricerca mediamente accurata, ho deciso di acquistare due libri.
A dire il vero avevo in mente di comprarne solo uno, sull'energia nucleare, poi ho pensato che in fondo anche le energie rinnovabili mi interessavano, così ho ampliato la mia scelta.
Per le energie rinnovabili la mia scelta è caduta sul libro di Pietro Menna: "L'energia Pulita", mentre per l'energia nucleare cercavo qualcosa che fosse denso di informazioni ed allo stesso tempo visto da un occhio profano.
A dire il vero è stato il titolo ad attirarmi: "Il Nucleare Salverà il Mondo". Inizialmente pensai a qualche volume a livello di Giulietto Chiesa (e un volume in avversione all'energia nucleare l'ha scritto), ma il numero delle pagine dichiarate sul sito di IBS, mi ha mosso una modesta curiosità, così ho letto la descrizione del libro.
E' un viaggio nell'energia nucleare, dall'estrazione dell'uranio, alla lavorazione, all'impiego nelle centrali, allo smaltimento. La scrittrice è Gwyneth Cravens, una giornalista che tempo fa non vedeva affatto di buon occhio l'energia nucleare e poi in seguito a questo viaggio, le sue idee si sono evolute e trasformate alla luce delle informazioni che ha acquisito.
Mi sono così deciso, benchè fossi cosciente della possibilità di ritrovarmi tra le mani un libro di 500 pagine senza alcuna fonte a fondo pagina.
Appena mi è arrivato a casa, recapitatomi dal sempre preciso corriere espresso, l'ho preso e sono andato a fondo pagina. Sono rimasto piuttosto soddisfatto quando ho visto da quante fonti la scrittrice ha attinto per scrivere il suo libro: 21 pagine zeppe di richiami a fonti autorevoli come la IAEA, UNSCEAR e moltissime organizzazioni Statunitensi che si sono occupate del nucleare, ma anche di vari esperti del settore, chi ancora nel campo e chi oramai al termine della sua carriera o addirittura in pensione.
Poi l'ho aperto ed ho cominciato la lettura.
Il volume, benchè rechi un titolo che non lascia spazio a molti dubbi sulla posizione dell'autrice, di fatto non è un elogio dell'energia nucleare. Gwyneth è scettica su quella fonte energetica, quindi pone continuamente domande e dubbi agli esperti che incontra nel suo viaggio.
Il suo Virgilio è Rip Anderson, un esperto di fama mondiale nel campo della sicurezza nucleare (e non solo relativa alle centrali).
Il viaggio comincia con un po' di rudimenti di chimica e fisica delle radiazioni, essenziali per comprendere ciò che verrà detto dopo. L'autrice visita di persona tutti i luoghi con cui l'energia nucleare ha a che fare e man mano che leggevo le sue parole, mi riscoprivo nelle sue sensazioni.
Sono rimasto stupito quanto lei quando Rip Anderson le ha detto di essersi immerso nella piscina di un reattore nucleare funzionante (chiaramente, non correva pericolo nel compiere quell'operazione).
E sono rimasto stupito nuovamente quando hanno affrontato l'argomento dei depositi di scorie radioattive: credevo che non ce ne fosse uno solo nel mondo ed invece ho appreso che il WIPP è un deposito di rifiuti transuranici a tempo di dimezzamento lungo perfettamente funzionante.
Durante tutta l'esposizione l'autrice non esprime chiaramente il suo giudizio; nelle sue parole si leggono meraviglia, stupore ed anche un certo timore, che viene comunque poi debellato dalle spiegazioni che gli esperti del settore le forniscono.
Solo alla fine del libro concede la sua modesta opinione.

In definitiva: un ottimo libro che fa apprezzare la materia e fa davvero venir voglia di immergersi nella conoscenza di questa tecnologia.
Alla luce della lettura, posso chiaramente e con soddisfazione personale affermare che il titolo italiano è abbastanza fuori contesto. Perchè con soddisfazione? perchè ancora una volta ho ignorato l'apparente ovvietà ed ho scoperto qualcosa che ritengo abbia un grande valore.

Un grazie sentito a quest'autrice.

lunedì 13 giugno 2011

Referendum 2011

Nonostante l'esito referendario sul nucleare in Italia, il mio hobby da traduttore della materia in oggetto proseguirà.
Con la speranza che sempre più lettori possano condividere queste informazioni.

FAQ su Fukushima (Organizzazione Mondiale della Sanità)

Di seguito le slide sulle omonime FAQ tradotte sul sito dell'OMS. Completerò la traduzione a breve e cercherò di tenerle in costante aggiornamento.
FAQ su Fukushima della OMS
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domenica 5 giugno 2011

Controllo radiologico e conseguenze dell'incidente nucleare di Fukushima

La IAEA ha redatto un rapporto, il 2 Giugno, nel quale espone la situazione radiologica di Fukushima e le conseguenze ambientali dal punto di vista radioattivo.
Vi propongo la traduzione, questa volta all'interno della versione originale (appena SlideShare decide di uploadarmi il file)
Originale in inglese QUI


Aggiornamento: SlideShare è ora disponibile:


(Si, ho bestemmiato pure io sul pattern di sfondo utilizzato nella presentazione)