La maggior parte delle radiazioni a cui un essere umano sarà esposto nel corso della vita proviene da sorgenti naturali nello spazio o da materiali presenti nella crosta terrestre. I materiali radioattivi possono influenzare l'organismo dall'esterno o, se inalati o ingeriti con il cibo, dall'interno. La dose ricevuta può essere molto variabile perché dipende, da un lato, dalla quantità di minerali radioattivi presenti nella zona del mondo in cui vive la persona, che è correlata alla quantità di nuclidi radioattivi nell'aria e alla quantità trovata sia nel cibo e soprattutto nell'acqua potabile - e, dall'altro, sull'uso di alcuni materiali da costruzione e sull'uso del gas o del carbone come combustibile, nonché sul tipo di costruzione impiegato e sulle abitudini tradizionali delle persone in una determinata località .
Oggi il radon è considerato la fonte più diffusa di radiazioni naturali. Insieme alle sue "figlie", o radionuclidi formati dalla sua disintegrazione, il radon costituisce circa i tre quarti della dose effettiva equivalente alla quale l'uomo è esposto a causa delle sorgenti naturali terrestri. a causa della deposizione di sostanze radioattive nella regione bronchiale.
Il radon è un gas incolore, inodore e insapore sette volte più pesante dell'aria. Due isotopi si verificano più frequentemente. Uno è il radon-222, un radionuclide presente nella serie radioattiva dalla disintegrazione dell'uranio-238; la sua principale fonte nell'ambiente sono le rocce e il suolo in cui si trova il suo predecessore, il radio-226. L'altro è il radon-220 della serie radioattiva del torio, che ha un'incidenza inferiore rispetto al radon-222.
L'uranio si trova ampiamente nella crosta terrestre. La concentrazione media di radio nel suolo è dell'ordine di 25 Bq/kg. Un Becquerel (Bq) è l'unità del sistema internazionale e rappresenta un'unità di attività radionuclidica equivalente a una disintegrazione al secondo. La concentrazione media di gas radon nell'atmosfera sulla superficie terrestre è di 3 Bq/m3, con un range da 0.1 (sopra gli oceani) a 10 Bq/m3. Il livello dipende dalla porosità del suolo, dalla concentrazione locale di radio-226 e dalla pressione atmosferica. Dato che l'emivita del radon-222 è di 3.823 giorni, la maggior parte del dosaggio non è causata dal gas ma dalle figlie del radon.
Il radon si trova nei materiali esistenti e fluisce dalla terra ovunque. Per le sue caratteristiche si disperde facilmente all'aperto, ma tende a concentrarsi in ambienti chiusi, in particolare in grotte ed edifici, e soprattutto in ambienti più bassi dove la sua eliminazione è difficile senza un'adeguata ventilazione. Nelle regioni temperate, si stima che le concentrazioni di radon all'interno siano dell'ordine di otto volte superiori rispetto alle concentrazioni all'aperto.
L'esposizione al radon della maggior parte della popolazione, quindi, avviene per la maggior parte all'interno degli edifici. Le concentrazioni medie di radon dipendono, sostanzialmente, dalle caratteristiche geologiche del suolo, dai materiali di costruzione utilizzati per l'edificio e dalla quantità di ventilazione che riceve.
La principale fonte di radon negli ambienti interni è il radio presente nel terreno su cui poggia l'edificio o nei materiali impiegati per la sua costruzione. Altre fonti significative, anche se la loro influenza relativa è molto minore, sono l'aria esterna, l'acqua e il gas naturale. La figura 1 mostra il contributo che ciascuna fonte apporta al totale.
Figura 1. Sorgenti di radon in ambiente indoor.
I materiali da costruzione più comuni, come legno, mattoni e blocchi di calcestruzzo, emettono relativamente poco radon, a differenza del granito e della pietra pomice. Tuttavia, i problemi principali sono causati dall'uso di materiali naturali come l'ardesia di allume nella produzione di materiali da costruzione. Un'altra fonte di problemi è stata l'uso di sottoprodotti del trattamento dei minerali fosfatici, l'uso di sottoprodotti della produzione di alluminio, l'uso di scorie o scorie dal trattamento del minerale di ferro negli altiforni e l'uso di ceneri derivanti dalla combustione del carbone. Inoltre, in alcuni casi, nella costruzione sono stati utilizzati anche residui derivati dall'estrazione dell'uranio.
Il radon può immettere acqua e gas naturale nel sottosuolo. L'acqua utilizzata per l'approvvigionamento di un edificio, soprattutto se proveniente da pozzi profondi, può contenere quantità significative di radon. Se quest'acqua viene utilizzata per cucinare, l'ebollizione può liberare gran parte del radon in essa contenuto. Se l'acqua viene consumata fredda, il corpo elimina prontamente il gas, quindi bere quest'acqua non rappresenta generalmente un rischio significativo. La combustione del gas naturale nelle stufe senza canna fumaria, nei termosifoni e negli altri elettrodomestici può anche portare ad un aumento del radon negli ambienti interni, soprattutto nelle abitazioni. A volte il problema è più acuto nei bagni, perché il radon nell'acqua e nel gas naturale utilizzato per lo scaldabagno si accumula se non c'è abbastanza ventilazione.
Dato che solo pochi anni fa i possibili effetti del radon sulla popolazione in generale erano sconosciuti, i dati disponibili sulle concentrazioni riscontrate negli ambienti interni sono limitati a quei Paesi che, per loro caratteristiche o circostanze particolari, sono più sensibili a questo problema . Quello che si sa per certo è che è possibile trovare concentrazioni negli spazi interni molto superiori alle concentrazioni riscontrate all'aperto nella stessa regione. A Helsinki (Finlandia), ad esempio, sono state riscontrate concentrazioni di radon nell'aria interna cinquemila volte superiori alle concentrazioni normalmente riscontrabili all'aperto. Ciò può essere dovuto in gran parte ad interventi di risparmio energetico che possono favorire sensibilmente la concentrazione di radon negli ambienti interni, soprattutto se fortemente coibentati. Gli edifici finora studiati in diversi paesi e regioni mostrano che le concentrazioni di radon riscontrate al loro interno presentano una distribuzione che si avvicina al logaritmo normale. Vale la pena notare che un piccolo numero di edifici in ciascuna regione mostra concentrazioni dieci volte superiori alla mediana. I valori di riferimento per il radon negli spazi interni e le raccomandazioni correttive di varie organizzazioni sono riportati in "Regolamenti, raccomandazioni, linee guida e standard" in questo capitolo.
In conclusione, la via principale per prevenire le esposizioni al radon si basa sull'evitare di costruire in aree che per loro natura emettono una maggiore quantità di radon nell'aria. Dove ciò non è possibile, i pavimenti e le pareti devono essere adeguatamente sigillati e i materiali da costruzione non devono essere utilizzati se contengono materiale radioattivo. Gli spazi interni, in particolare gli scantinati, dovrebbero avere un'adeguata ventilazione.