RADIOPROTEZIONE
e
RADIOATTIVITA’ NATURALE
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Le radiazioni in natura e nella vita umana
Radiazioni e materia
Dosimetria
Effetti biologici delle radiazioni
Radioattività naturale
Rischi da radiazioni e radioprotezione
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Radioprotezione e radioattività naturale
pag. 1
Radiazione nucleare
Poco penetrante, si ferma con
un foglio di carta
Poco penetrante, si ferma con
un foglio di alluminio
Molto penetrante, ha effetto
ionizzante
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Radioprotezione e radioattività naturale
pag. 2
La radiazione nella materia
Radiazioni ionizzanti:
- elettromagnetiche (m=0, E=hν)
- corpuscolari (m>0, E= ½ mv2)
Esempi di radiazione: raggi X, γ,
particelle α, β±, p,n,...
L’assorbimento delle radiazioni nella
materia è un processo molto vario e
complesso. I parametri importanti sono:
• tipo e energia della radiazione incidente
• natura del materiale
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pag. 3
Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti
ATOMI
• eccitazione
• ionizzazione
MOLECOLE
• eccitazione
• ionizzazione
• dissociazione
STRUTTURE SUB-CELLULARI
• blocco biosintesi
• effetti genetici
• effetti funzioni nucleo
CELLULE
• blocco della
divisione
• effetti sul
metabolismo
DNA
• Rottura temporanea legami
• Rottura permanente legami
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ORGANI
• effetti sulla crescita
• effetti su funzioni nervose
• effetti su risposta umorale
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pag. 4
Emissione e assorbimento di
radiazioni
Le radiazioni emesse da una sorgente
radioattiva vengono irraggiate
nello spazio in tutte le direzioni.
Una loro frazione, dipendente
dall’angolo solido e dalla distanza,
colpisce il soggetto esposto
cedendogli energia. I danni che
esso ne riceve dipendono da
• Energia
• Tipo di radiazione
• Organi colpiti
• Tempo di esposizione
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Radioprotezione e radioattività naturale
pag. 5
Grandezze fisiche di riferimento
Attività radioattiva = n. decadimenti/s (“velocità” di decadimento)
Unità di misura SI: Becquerel
1 Bq = 1 dec/s
1 Cu = 3.7 x 1010 dec/s
Dose assorbita = energia assorbita per unità di massa
Unità di misura = Gray, rad
Dose equivalente assorbita = energia assorbita che
tiene conto dei reali effetti sull’organismo
Unità di misura = Sv (Sievert)
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pag. 6
Grandezze fisiche di riferimento
Per tener conto del tipo di organo irradiato e del tipo di radiazione
si considerano anche fattori moltiplicativi: insieme si definisce
la dose efficace
QF
fotoni, elettroni
protoni
neutroni (varie energie)
particelle alfa, nuclei pesanti
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1
5
5-20
20
w
0.20
0.12
0.12
0.12
0.12
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.01
0.01
0.05
1.00
Organi
Gonadi
Midollo osseo
Colon
Polmone
Stomaco
Vescica
Mammella
Fegato
Esofago
Tiroide
Cute
superfici ossee
altri tessuti (tot.)
totale
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pag. 7
In sintesi
Dall’emissione...
1. Sorgente radioattiva
(Attività)
2. Materiale irraggiato
(Esposizione)
3. Assorbimento (Dose)
4.
Danno biologico
(Dose equivalente e
efficace)
...all’assorbimento
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Radioprotezione e radioattività naturale
pag. 8
Radioattività naturale
Sorgenti extraterrestri
(raggi cosmici)
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Radioprotezione e radioattività naturale
pag. 9
Radioattività naturale
Sorgenti terrestri
(radionuclidi naturali)
Per esempio famiglie
radioattive naturali
sono
238U, 235U, 232Th, 40K, 87Rb
Elementi radioattivi
naturali si trovano
nell’atmosfera, nel
sottosuolo, nelle
acque, …
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pag. 10
Radioattività nel corpo umano
Il corpo umano è una “sorgente radioattiva”
di attività pari a circa 8000 Bq
Elemento
Contenuto in peso
in un corpo di 70 Kg
Radioisotopo
Carbonio
16 Kg (23%)
146C
Potassio
0.140 Kg (0.02%)
40
Torio
0.1 mg (1.4 10-7%)
232
90Th
Uranio
0.1 mg (1.4 10-7%)
238
92U
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19K
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pag. 11
Dose da radiazioni naturali e artificiali
fondo naturale
raggi cosmici
gas radon
1 mSv/anno
0.26 mSv/anno
1.4 mSv/anno
Dosi efficaci rilasciate in alcune tipiche
applicazioni (in mSv/esame)
Testa
Torace
Addome
Pelvi
RX
0,07
0,1
0,5
0,8
TAC
2
10
10
10
Nelle scintigrafie la dose efficace va da 1 a 4
mSv, per la PET la dose è circa 7 mSv.
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pag. 12
Limiti di dose annua
Limiti di dose annua per radiazioni artificiali
popolazione normale
lavoratori esposti
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1 mSv/anno
50 mSv/anno
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Danni per irraggiamento acuto
(tempo inferiore all’ora)
Dose (Sv)
< 0.25
0.25 – 1
1–2
2–3
4–7
>8
Effetto
nessuno
lievi alterazioni sangue, raddoppio rischio leucemia e
anomalie genetiche
notevoli alterazioni sangue, nausea, emorragie intestinali,
forte rischio leucemia e anomalie genetiche
gravi emorragie, shock, stato di prostrazione
morte nel 30-60% dei casi
morte nel 100% dei casi
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