Valutazione geospaziale delle concentrazioni di attività di radionuclidi naturali e dei tassi di dose assorbita a Gidan-Kwano, Minna, Nigeria, utilizzando dati radiometrici aerotrasportati

Perché è importante sorvegliare la radiazione invisibile

Tutti viviamo in una continua pioggia leggera di radiazione naturale proveniente dal suolo e dallo spazio. Nella maggior parte dei casi è troppo debole per essere avvertita, ma modifiche del territorio—come nuove miniere, l’espansione urbana o grandi cantieri—possono disturbare i minerali naturalmente radioattivi presenti nel suolo e nella roccia. Questo studio si concentra su Gidan-Kwano, un’area universitaria in rapida crescita a Minna, Nigeria, dove l’attività mineraria su piccola scala ha sollevato dubbi sui possibili rischi per la salute a lungo termine. Utilizzando strumenti montati su un velivolo, i ricercatori hanno mappato la distribuzione della radiazione naturale nella regione e si sono posti una domanda semplice ma di grande rilievo: è sicuro vivere, lavorare e studiare qui?

Controllare il terreno dall’alto

Invece di misurare la radiazione camminando di punto in punto con strumenti portatili, il team ha utilizzato dati di rilevamento ad alta risoluzione raccolti dall’Agenzia Geologica Nigeriana mediante un aeromobile a bassa quota. A bordo, un rilevatore sensibile intercettava i raggi gamma—radiazione ad alta energia emessa da elementi naturali come uranio, torio e potassio presenti nello strato superficiale di suolo e roccia. A partire da questi segnali, gli scienziati hanno stimato la quantità di ciascun elemento radioattivo presente e poi convertito quei valori in tassi di dose di radiazione, che indicano quanta energia le persone potrebbero assorbire per ora stando al livello del suolo.

Un paesaggio modellato da roccia e clima

L’area di studio comprende il campus della Federal University of Technology, Minna, e le aree circostanti dove si sono svolte attività minerarie informali. Geologicamente, la regione è divisa: il settore nord è sottostante a rocce cristalline dure come granito e gneiss, mentre il sud è dominato da rocce sedimentarie più tenere e depositi fluviali. Anche i venti stagionali hanno un ruolo: gli alisei di Harmattan della stagione secca possono sollevare polveri fini, potenzialmente trasportando particelle radioattive su lunghe distanze, mentre le piogge della stagione umida tendono a spurgare la polvere dall’aria. Inserendo i dati aerotrasportati in un software di mappatura, i ricercatori hanno creato mappe a contorni e isodose codificate per colore che mostrano come l’attività di uranio, torio e potassio e le conseguenti dosi di radiazione varino da luogo a luogo.

Hotspot a macchia di leopardo, rischio complessivo basso

Le mappe hanno rivelato schemi chiari legati alla geologia sottostante. L’attività del potassio è risultata più elevata nelle parti nord e nord-ovest dell’area, dove sono comuni rocce ricche di granito, e più bassa sui terreni sabbiosi e alluvionali del sud. L’uranio era generalmente basso ma presentava piccole zone di arricchimento a nord-est e vicino al confine meridionale, probabilmente dove i minerali si erano accumulati in determinati strati rocciosi o sedimenti fluviali. Il torio era piuttosto uniforme su gran parte dell’area, con un picco notevole a ovest, riflettendo la presenza di minerali contenenti torio nelle rocce di base. Quando questi tre elementi sono stati combinati per calcolare i tassi di dose, i valori più elevati si sono concentrati nelle zone occidentali e nord-occidentali, rispecchiando la transizione da terreni sedimentari a rocce più antiche e dure.

Rendere i numeri comprensibili per le persone

Sebbene le mappe mostrino variazioni reali, i livelli di dose misurati sono risultanti rassicuranti. In tutta Gidan-Kwano, i tassi di dose assorbita variavano da 18 a 69 nanogray all’ora, con una media di 32—ben al di sotto del valore di riferimento mondiale di 59 per la radiazione di fondo naturale. In altre parole, il residente o lo studente tipico in quest’area non è esposto a radiazioni naturali insolitamente elevate rispetto alla popolazione altrove nel mondo. È interessante notare che l’analisi statistica ha mostrato come il potassio, pur contribuendo meno alla dose assoluta rispetto a uranio o torio, controlli fortemente la variazione spaziale dei tassi di dose. Quando il team ha confrontato le stime di dose basate sui dati aerotrasportati con misure precedenti effettuate a terra, la corrispondenza è stata solo moderata, riflettendo differenze nella distanza dalla sorgente, variazioni su piccola scala del terreno e il fatto che le misure dall’aereo tendono a smussare i dettagli locali.

Cosa significa per le persone sul territorio

Lo studio conclude che Gidan-Kwano attualmente presenta un basso rischio radiologico da sorgenti naturali, anche se alcuni punti mostrano livelli di radiazione leggermente più elevati legati a specifici tipi di roccia. Questi risultati forniscono una linea di base importante prima di ulteriori attività minerarie o di sviluppo. Se in futuro le attività disturbassero il suolo e generassero più polvere, nuove misure potranno essere confrontate con questa baseline per individuare precocemente eventuali cambiamenti preoccupanti. Il lavoro dimostra inoltre che i rilievi aerotrasportati sono strumenti potenti per monitorare la radiazione su aree ampie, aiutando pianificatori e regolatori a proteggere le comunità consentendo al contempo un uso responsabile del territorio.

Citazione: Shittu, H.O., Olarinoye, I.O., Kolo, M.T. et al. Geospatial assessment of activity concentrations of natural radionuclides and absorbed dose rates in gidan-kwano, minna, nigeria using airborne radiometric data. Sci Rep 16, 14126 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44462-z

Parole chiave: radiazione naturale, rilievo aerotrasportato, uranio e torio, monitoraggio ambientale, impatto minerario