L’assorbimento delle radiazioni in un mezzo dipende in modo marcato dalla natura della radiazione (elettromagnetica o corpuscolare), dalla sua energia e dalle proprietà fisico-chimiche del materiale attraversato. In ambito biomedico, è essenziale distinguere tra radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti (onde radio, microonde, infrarosso, visibile, ultravioletti) e radiazioni ionizzanti, sia elettromagnetiche (raggi X e γ) sia corpuscolari (elettroni, protoni, particelle α, neutroni). Gli ultravioletti rientrano nelle Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA) e, pur essendo classificati come non ionizzanti, alle più brevi lunghezze d’onda possono innescare effetti fotochimici rilevanti sui tessuti biologici.

Per le radiazioni non ionizzanti, i processi prevalenti includono polarizzazione dielettrica, correnti di conduzione e transizioni vibrazionali ed elettroniche, con esiti quali riscaldamento e reazioni fotochimiche. Le radiazioni ionizzanti interagiscono principalmente tramite eccitazione e ionizzazione degli atomi, con meccanismi specifici che dipendono dall’energia: effetto fotoelettrico, diffusione Compton e produzione di coppie per i fotoni ad alta energia; collisioni coulombiane e frenamento radiativo per particelle cariche; urti elastici, inelastici e cattura per i neutroni. La misura macroscopica dell’attenuazione lungo uno spessore \(x\) di materiale è descritta, per fasci debolmente collimati, da

\[ I(x)=I_0\,e^{-\mu x}, \] dove \(I_0\) è l’intensità incidente, \(I(x)\) l’intensità trasmessa e \(\mu\) il coefficiente di attenuazione lineare; su base di massa si usa il coefficiente \(\mu/\rho\), utile per confronti tra materiali. Per particelle cariche si impiega la potenza frenante, \(S=-\mathrm{d}E/\mathrm{d}x\), in relazione al trasferimento lineare di energia (LET), grandezze determinanti per la risposta biologica:

• Radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti: interazioni con dipoli e cariche libere che causano assorbimento selettivo e riscaldamento tissutale, oltre a processi fotochimici nel visibile e UV;
• Fotoni ionizzanti (raggi X, γ): predominio di effetto fotoelettrico a basse energie e alti Z, diffusione Compton a energie intermedie, produzione di coppie oltre la soglia di 1,022 MeV;
• Radiazioni corpuscolari: perdita di energia per ionizzazione ed eccitazione, con range finito per particelle pesanti e diffuso sparpagliamento per elettroni; per neutroni, trasferimento energetico per urti con nuclei leggeri e attivazione per cattura.

Nel contesto sanitario, la valutazione dell’assorbimento e dei meccanismi di interazione costituisce base per applicazioni diagnostiche e terapeutiche, nonché per la radioprotezione di pazienti e operatori secondo standard e raccomandazioni di riferimento (ICNIRP, ICRP, IAEA, ICRU).