Radiazioni Ionizzanti
Generalità
Radiazione
Con il termine “radiazione” si intende
descrivere una forma di trasferimento
dell’energia nello spazio.
Radiazioni Ionizzanti
Radiazioni capaci di causare ionizzazione negli
atomi del mezzo che attraversano
Ionizzazione


La ionizzazione degli atomi della materia irradiata è
legata alla liberazione degli elettroni orbitali dai
legami energetici con i rispettivi nuclei; le radiazioni
ionizzanti devono quindi possedere energia
sufficiente ad impartire agli elettroni del materiale
irradiato energia cinetica sufficiente a metterli in
movimento come elettroni veloci (ionizzazione
primaria).
Gli elettroni liberati hanno sufficiente energia cinetica
per produrre, a loro volta, altre ionizzazioni
(ionizzazione secondaria) perdendo
progressivamente l’eccesso di energia cinetica fino a
ritornare ad uno stato di quiescenza.
Radiazioni Ionizzanti
In base alla natura
Elettromagnetiche: raggi x, raggi γ
Corpuscolate: raggi α, protoni, neutroni.
In base al meccanismo di ionizzazione
Direttamente ionizzanti
Indirettamente ionizzanti
Radiazioni Corpuscolate:
Particelle atomiche o subatomiche (alfa, elettroni e
protoni) che trasportano energia in forma di energia
cinetica di una massa in movimento.
Radiazioni Elettromagnetiche
L’energia è trasportata per mezzo di onde e.m. che
percorrono lo spazio alla velocità della luce.
Isotopi




Vengono definiti isotopi gli atomi con lo stesso
numero di protoni ma diverso numero di neutroni.
Gli isotopi possono essere stabili o instabili
(radioattivi), in ogni caso, essendo forme dello
stesso elemento, posseggono identiche
caratteristiche chimiche.
La stabilità dipende dal rapporto tra protoni e
neutroni del nucleo dell’atomo.
Gli isotopi instabili riacquistano stabilità mediante
l’emissione di una particella carica dal nucleo
(radioattività o decadimento radioattivo)
Il nucleo atomico
Modello del nucleo a nucleoni
Dato un certo elemento, numero atomico Z
Nucleo formato da Z protoni + N neutroni
A = Z + N numero di massa
Z caratterizza l’elemento
A caratterizza l’isotopo
Massa del neutrone circa 0.1% maggiore della
massa del protone
Unità di misura
1 eV = energia acquistata da un elettrone
nell’attraversare la differenza di potenziale di 1 Volt
1 eV = 1.6 x 10-19 J
1 keV = 103 eV
1 MeV = 106 eV
Radiazione elettro-magnetica
Onda elettromagnetica piana:
T periodo (s)
n frequenza (Hz) n
 lunghezza d’onda (m)
n = 1/T
c velocità di propagazione
(m/s) nel vuoto: c = 3 x 108 m/s
ln=c
Spettro delle radiazioni elettromagnetiche
Assorbimento di energia
Assorbimento di un fotone
Ec
ionizzazione
Wi
e = hn
Assorbimento di un
fotone
Wj
Wi
e = Wi + Ec
eccitazione
e = hn
e = Wi – Wj
Gli effetti biologici dipendono da...
Radiazioni naturali e artificiali
Interazione delle R.I. con
la materia




Le particelle alfa, attraversando la materia con massa elevata e
doppia carica elettrica positiva esercitano lungo il loro percorso
una rilevante forza di attrazione sugli elettroni orbitali degli
atomi.
Questa attrazione può strappare via uno o più di questi
elettroni (ionizzazione) con perdita di parte dell’energia della
particella.
A causa della loro massa le particelle alfa si muovono in modo
relativamente lento e cedono tutta la loro energia in tragitti
brevi, densi e rettilinei (radiazioni ad alto let).
Percorso massimo di una particella alfa:
– Pochi cm in aria
– Pochi m nel tessuto vivente (non superano lo strato corneo
dell’epidermide)
Interazione delle particelle
alfa con la materia


La radiazione alfa non rappresenta un
rischio per contaminazione esterna
(tutta la radiazione è assorbita dallo
strato corneo)
L’inalazione e l’ingestione di un alfaemettitore rappresenta un serio
pericolo (es. gas radon)
Interazione delle radiazioni
elettromagnetiche con la
materia


Le radiazioni di natura
elettromagnetica (raggi x, raggi
gamma) hanno basso Let e bassa
intensità di ionizzazione per cui
penetrano profondamente nella
materia vivente.
La loro pericolosità è sia per
irradiazione esterna, sia per
contaminazione interna.
Interazione delle R.I. con
la materia


Le particelle beta, a causa della loro piccola massa e
della carica elettrica negativa, vengono
continuamente deviate nel loro percorso dagli
elettroni degli atomi che attraversano.
Il percorso delle particelle beta è tortuoso all’interno
della materia.
Interazione delle particelle
beta con la materia


Le particelle beta hanno un comportamento
intermedio tra le alfa e le elettromagnetiche,
penetrando per una lunghezza intermedia
all’interno della materia.
Risultano pericolose per contaminazione
esterna sulla cute (radiodermite) ed interna
o incorporazione in organi specifici (es.
radioiodio per la tiroide)
Principali grandezze ed
unità dosimetriche
Dose assorbita (D)
Energia media assorbita nell’unità di
massa
D = E/m
D = dose assorbita
E = energia ceduta dalla radiazione
m = massa
L’unità di misura della dose assorbita è il Gray (Gy)
1 Gray = 1 Joule/Kg = 100 rad
Ai fini radoprotezionistici la dose assorbita (D) indica la dose
media in un tessuto o in un organo
Dose equivalente (H)
Dose assorbita media in un tessuto od in
un organo T ponderata in base al tipo
ed alla qualità della radiazione
Ht = D x Wr
D = dose assorbita
Wr = fattore di ponderazione della radiazione*
•
è funzione dell’efficacia biologica relativa (EBR) a produrre
effetti di tipo stocastico
L’unità di misura della dose assorbita è il Sievert (Sv)
1 Sievert = 1 Joule/Kg = 100 rem
Fattori di peso per le
radiazioni
Tipo di radiazione
Raggi x, raggi ,
partcelle 
Neutroni termici (< 10
kev)
Neutroni non termici,
particelle 
valore di Wr
1
5
20
Dose efficace (E)
Somma delle dosi equivalenti ponderate
nei tessuti e negli organi
E = Ht x Wt
Ht = dose equivalente media all’organo o tessuto (t)
Wt = fattore di ponderazione per l’organo o tessuto (t)
È funzione del contributo relativo dell’organo al detrimento complessivo
dell’organismo
L’unità di misura della dose efficace è il Sievert (Sv)
Fattori di peso per organi
e tessuti
TESSUTO O
ORGANO
FATTORE DI PESO
Wt
Gonadi
0,2
Polmoni, colon, midollo
osseo, stomaco
Tiroide, esofago, fegato,
vescica, mammella
Pelle, osso (superficie)
0,12
La sommatoria di Wt è unitaria
0,05
0,01
Dose Impegnata
Dose ricevuta da un organo o da un
tessuto in un determinato periodo di
tempo, in seguito all’introduzione di
radionuclidi
Può essere riferita ad un organo o tessuto (dose
equivalente impegnata) o al corpo intero (dose
efficace impegnata)
E’ determinata dal tipo di radiazione emessa e dal
tempo di dimezzamento (T1/2 effettivo) di uno
specifico isotopo.
Radiazioni Ionizzanti
Aspetti sanitari
Effetti biologici delle
radiazioni


LE RADIAZIONI IONIZZANTI RAPPRESENTANO IL
FATTORE DI RISCHIO MAGGIORMENTE STUDIATO
IN AMBITO DI RAPPORTO ESPOSIZIONE-EFFETTO.
LA MAGGIOR PARTE DELLE EVIDENZE SONO
BASATE SU ESPOSIZIONI NEI:
– SOPRAVVISSUTI DI HIROSHIMA E NAGASAKY
– PAZIENTI SOTTOPOSTI A TRATTAMENTI
DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI
– ESPOSIZIONI LAVORATIVE (MINATORI)
– INCIDENTI NUCLEARI
Effetti biologici delle
radiazioni




Danni a carico delle membrane
cellulari
Danni a carico degli organuli
citoplasmatici (mitocondri, lisosomi)
Danni a carico delle macromolecole
cellulari
Danni a carico del DNA
– diretti
– indiretti (mediati da radicali liberi)
Effetti biologici delle
radiazioni
Danno al patrimonio
genetico
Meccanismi di riparazione

Rotture di singola elica (SSB)
– escissione enzimatica del segmento
danneggiato
– resintesi di DNA dal segmento integro
(stampo)

Rotture di doppia elica (DSB)
– ricongiunzione dei segmenti interrotti
Meccanismi di riparazione



Riparazione senza errore
(SSB)
Riparazione imperfetta (DSB)
– mutazioni puntiformi
– delezioni, riarrangiamenti
Non riparazione (DSB)
Sopravvivenza
senza mutazione
Mutazione
Morte cellulare
Mutazioni

La cellula mutata può andare incontro a:
– morte programmata

le mutazioni sono incompatibili con la
sopravvivenza cellulare a lungo termine
– morte riproduttiva

la cellula sopravvive fino alla fine del proprio ciclo
vitale ma non è più in grado di dividersi
– sopravvivenza

la cellula mutata può dividersi e trasmettere le
mutazioni acquisite alle cellule figlie
 neoplasie
I.R.
Proliferazione
cellulare
Riparazione
completa
Riparazione
imperfetta
Mancata
Riparazione
Proliferazione
neoplastica
Morte o
inattivazione
cellulare
Sensibilità alle radiazioni
ionizzanti

Le cellule più radiosensibili sono
quelle:
– in piena attività mitotica
midollo osseo
 epiteli
 tumori (radioterapia)

– le linee cellulari meno differenziate

tessuti embrionari
(Legge di Bergonie e Tribondeau)
Effetti biologici delle R.I.
Le cellule sono
maggiormente sensibili
agli effetti della
radiazioni ionizzanti
durante la fase M
(mitosi) ed il termine
della fase G2
Le cellule quiescenti
(fase G0) sono
scarsamente sensibili
alle R.I.
Sensibilità alle radiazioni
ionizzanti
Eccezione alla legge di B e T sono:
• Linfociti (fase G0)
• Oociti
• Cellule staminali midollari
I linfociti sono tra le cellule maggiormente sensibili agli
effetti delle R.I. tanto che possono essere utilizzate come
Indicatore Biologico di Esposizione “in vivo” dal momento
che la loro concentrazione ematica scende rapidamente
(24 – 48h) in seguito ad una esposizione acuta di 0,25 – 1
Gy secondo una caratteristica curva di deplezione dosedipendente.
Effetti biologici delle
radiazioni ionizzanti

Effetti somatici deterministici

Effetti somatici stocastici

Effetti genetici stocastici

Effetti sul prodotto del concepimento
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
Gli effetti deterministici sono dovuti all’irradazione
di tutto il corpo oppure localizzata in alcuni tessuti,
la quale produce inattivazione cellulare in grado tale
da
non
poter
essere
compensata
dalla
proliferazzione delle cellule che sopravvivono.
•
• La perdita di cellule che ne risulta può causare una
perdita di funzioni grave e clinicamente rillevabile in
un tessuto od organo.
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
Vi è una dose soglia al di sotto della quale la
perdita di cellule è troppo piccola per
produrre una perdita funzionale clinicamente
rilevabile del tessuto o dell’organo (effetto
clinicamente silente)
Oltre al danno diretto sul tessuto irradiato, al
quadro patologico concorre il danno indiretto
a carico dei vasi sanguigni e la stimolazione
della matrice connettivale
Effetti deterministici

Compaiono
solo
al
superamento
di
una
dose-soglia
caratteristica di ogni effetto e per ogni tessuto;

Il superamento della dose-soglia comporta l’insorgenza
dell’effetto in tutti gli irradiati, sia pure in funzione della
variabilità individuale

Il periodo di latenza è solitamente breve (giorni, settimane),
talvolta l’insorgenza è tardiva (anni)

La probabilità e la gravità delle manifestazioni cliniche
aumenta proporzionalmente alla dose
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
Percentuale,
severità
Dose soglia e. d.
dose
Effetti deterministici

Il frazionamento della dose provoca lo
spostamento a destra della soglia di
comparsa per gli effetti deterministici
(riparazione cellulare), quindi in caso di
frazionamento (esposizione a basse dosi
per molti anni, come in quelle professionali)
devono essere somministrate dosi maggiori
per produrre il medesimo effetto.
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
Certi tessuti, come tipicamente il midollo osseo,
hanno delle cellule progenitrici ( staminali) a
divisione rapida ed in essi il danno si manifesta
come un effetto immediato.
Altri tessuti, come il fegato, hanno invece
tipicamente dei bassi ratei di rinnovamento
cellulare e il danno viene espresso sotto forma
di effetti tardivi, quando le cellule si dividono.
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
PRECOCI
Localizzati
Danno a singoli
organi e/o tessuti:
Alterazioni funzionali e/o
morfologiche
in giorni e settimane
Generalizzati
Sindrome Acuta
da Radiazioni
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
RITARDATI
- Cataratta da Radiazioni
- Effetti Teratogeni
Radiosensibilità dei diversi
tessuti
MOLTO
RADIOSENSIBILE
MEDIAMENTE
RADIOSENSIBILE
SCARSAMENTE
RADIOSENSIBILE
• Tessuto linfatico
• Midollo osseo
• Epiteli
• Gonadi
• Tessuti embrionali
• Pelle
• Endoteli
• Polmoni
• Reni
• Fegato
• Cristallino
• SNC
• Muscoli
• Osso e cartilagine
• Tessuto connettivo
Dosi soglia per alcuni effetti
deterministici nei tessuti piu’
radiosensibili
TESSUTO ED
EFFETTI
DOSE TOTALE PER
ESPOSIZIONE
ACUTA (Gy)
RATEO DI DOSE
ANNUALE RICEVUTA
PER ESPOSIZION
MOLTO FRAZIONATA O
PROTRATTA PER
MOLTI ANNI
0,5
>0,4
0,3
0,4
3,5-6,0
2,0
MIDOLLO OSSEO
DEPRESSIONE
DELL’EMOPOIESI
TESTICOLI
STERILITA’
TEMPORANEA
STERELITA’
PERMANENTE
Dosi soglia per alcuni effetti
deterministici nei tessuti piu’
radiosensibili
TESSUTO ED
EFFETTI
DOSE TOTALE PER
ESPOSIZIONE
ACUTA (Gy)
RATEO DI DOSE
ANNUALE RICEVUTA
PER ESPOSIZION
MOLTO FRAZIONATA O
PROTRATTA PER
MOLTI ANNI
2,5-6,0
>0,2
OPACITA’ VISIBILI
2,0
>0,1
ALTERAZIONE VISIVA
(CATARATTA)
5,0
>0,4
OVAIO
STERELITA’
CRISTALLINO
PATOLOGIA DETERMINISTICA CUTANEA
RADIODERMITE
Sindrome clinica conseguente ad una esposizione acuta
della cute all’effetto lesivo delle radiazioni ionizzanti.
Il danno si verifica per una dose superiore ai 3 Gy ed è
solitamente conseguente ad una esposizione
accidentale (es. ritrovamento e manipolazione di
sorgente orfana).
Il danno è inizialmente a carico dello strato
germinativo dell’epitelio , ma va successivamente a
coinvolgere l’epidermide, il derma ed i tessuti
sottocutanei.
La sequenza clinica è caratteristica e dipende dalla
dose di esposizione.
PATOLOGIA DETERMINISTICA CUTANEA
RADIODERMITE
Dopo l’esposizione compare una reazione eritematosa
precoce e fugace con possibile intenso prurito
(eritema precoce)
Scomparso l’eritema il quadro clinico si mantiene
asintomatico per diversi giorni (fino a 3 settimane)
(fase di latenza)
Dopo tale periodo esordisce il quadro clinico
conclamato che in base alla intensità della esposizione
può evolvere da una fase eritematosa (eritema
secondario) verso la formazione di una epidermite
secca, essudativa (flittene), ulcero-necrotica.
(fase di stato)
PATOLOGIA DETERMINISTICA CUTANEA
RADIODERMITE
SINTOMO
ERITEMA
EPILAZIONE
EPITELITE SECCA
EPITELITE
ESSUDATIVA
FLITTENE
ULCERAZIONE
NECROSI
DOSE-RANGE
(Gy)
TEMPO DI
COMPARSA (gg)
3-10
>3
8-12
15-20
14-21
14-18
25-30
20-28
15-25
>20
>25
15-25
14-21
>21
Radiodermite
conseguente ad
esposizione
localizzata a 7 Gy di
R gamma.
Radiodermite
regione dorsale.
PATOLOGIA DETERMINISTICA CUTANEA
RADIODERMITE
Le radiodermiti mostrano un importante componente
vascolare che rende ragione della difficile guarigione delle
stesse e delle frequenti sovrainfezioni.
L’interessamento dei tronchi nervosi rende ragione della
importantissima componente algica resistente alle
terapie.
Ad una distanza di 3 mesi – 2 anni dalla risoluzione del
quadro, a livello della sede interessata si può manifestare
una fibrosi del derma profondo e del sottocute fino ad una
completa scomparsa del tessuto adiposo
Frequente la degenerazione neoplastica delle aree
fibrotiche
Radiodermite esiti
sclerosanti
PATOLOGIA DETERMINISTICA CUTANEA
RADIODERMATOSI (CUTE DEL RADIOLOGO)
Consegue ad esposizioni
protratte a dosi di
radiazioni alle mani tipiche
dell’epoca “eroica” della
radiologia.
Clinicamente è
caratterizzata da
invecchiamento precoce
della pelle con
assottigliamento
generalizzato del sottocute,
ipercheratosi irregolare,
perdita degli annessi,
teleangectasie, onicopatia.
Frequente è la
degenerazione neoplastica
epiteliomatosa del quadro
cutaneo.
Carcinoma squamocellulare su
radiodermite cronica
PATOLOGIA DETERMINISTICA OCULARE
CATARATTA DA RADIAZIONI IONIZZANTI
Opacità lenticolari possono comparire in seguito ad
esposizione acuta a dosi >2 Sv o per esposizione frazionate >
5 Sv (rateo anno >0,1 Sv)
Una cataratta (opacità con compromissione del visus)
compare per dosi >5 Sv (esposizione acuta) o >8 Sv
(esposizione frazionata: rateo annuo >0.15 Sv)
Morfologicamente è localizzata in sede sottocapsulare
posteriore e deve essere clinicamente differenziata da
analoghe opacità dovute ad altri agenti professionali (IR,
Visibile, C.E.M., calore) o extraprofessionali (farmaci:
cortisone).
La cataratta insorge solitamente a distanza dalla avvenuta
esposizione (mesi in caso di esposizione acuta, anni per
dosi frazionate).
PATOLOGIA DETERMINISTICA OCULARE
CATARATTA DA RADIAZIONI IONIZZANTI
Non è possibile diagnosticare una “cataratta da radiazioni”
se non in base alla dose ricevuta dal cristallino, essendo le
opacità da raggi morfologicamente indistinguibili da altre
forme precedentemente elencate
Opacità centrali o
periferiche di natura
congenita o acquisita sono
presenti nel 25% circa
della popolazione
Non esiste un maggior
rischio di progressione
per cataratte pregresse
in seguito ad esposizione
a R.I.
PATOLOGIA DETERMINISTICA
EMATOLOGICA
LE RADIAZIONI IONIZZANTI ESERCITANO UN EFFETTO
DEPRESSIVO E CITOTOSSICO A CARICO DI TUTTI GLI
ELEMENTI DELLA SERIE EMATICA;
LE CELLULE MAGGIORMENTE SENSIBILI SONO QUELLE
STAMINALI DEL MIDOLLO OSSEO CHE POSSONO ESSERE
COMPLETAMENTE ABLATE AD UNA DISTANZA DI 48 ORE
DA UNA ESPOSIZIONE ACUTA DI 8 Gy;
LA MANCANZA DEI PRECURSORI DETERMINA
PROGRESSIVA RIDUZIONE DEGLI ELEMENTI
CIRCOLANTI IN ACCORDO CON LA LORO CINETICA DI
RICAMBIO (CURVE DI DEPLEZIONE);
PER QUANTO CONCERNE LE CELLULE EMATICHE
CIRCOLANTI, IL TIPO CELLULARE MAGGIORMENTE
RADIOSENSIBILE E’ RAPPRESENTATO DAI LINFOCITI
CHE VENGONO RIDOTTI PER DOSI >0,25 Gy
PATOLOGIA DETERMINISTICA ESPOSIZIONE TB
Sindrome Acuta da Radiazioni (SAR- ARS)
• E’ l’effeto deterministico più grave dell’esposizione
a R.I.
• Segni e sintomi isolati non sono specifici, ma
presentandosi collettivamente divengono assai
suggestivi
• Una combinazione di segni e sintomi compare in fasi
successive ore e giorni dopo l’esposizione
- Fase prodromica
- Fase di latenza
- Fase clinica
- Fase di risoluzione (o morte)
Sindrome Acuta da
Radiazioni (SAR- ARS)
LA COMPLESSITA’ E LA GRAVITA’ DEI SINTOMI
E’ DETERMINATA DA:
- La dose di radiazioni ricevuta
- Il Dose-Rate
- La più o meno omogenea dustribuzione della dose
nel corpo (irradiazione parziale / irradiazione al
corpo intero)
Principali sindromi che
contribuiscono al decesso dopo
esposizione al corpo intero
WHOLE BODY
DOSE GY
SYNDROME
TIME OF DEATH
AFTER THE
EXPOSURE-DAYS
3-10
BONE MARROW
30-60
10-30
GASTROINTESTINAL
10-20
>30
NEUROVASCULAR
SYSTEM
TRACT
1-5
Effetti deterministici delle
radiazioni ionizzanti
LA PREVENZIONE DEGLI EFFETTI
DETERMINISTICI PUO’ ESSERE
EFFICACEMENTE ATTUATA RIDUCENDO
L’ESPOSIZIONE AL DI SOTTO DELLA DOSE
SOGLIA.
ALLE DOSI DI ESPOSIZIONE CONSENTITE NON
E’ POSSIBILE LA COMPARSA DI ALCUN
EFFETTO DI TIPO DETERMINISTICO NELLA
POPOLAZIONE LAVORATIVA.
Effetti stocastici delle
radiazioni ionizzanti
Effetti stocastici
(Leucemie, tumori solidi)
Gli effetti stocastici sono dovuti a una
modificazione di cellule normali provocata
da un evento di ionizzazione ( mutazione
non letale)
La probabilità che una tale modificazione
si verifichi in una popolazione di cellule di
un tessuto è proporzionale alla dose.
Effetti stocastici







Non richiedeono il superamento di una dose-soglia
per la comparsa (ipotesi cautelativa);
Sono a carattere probabilistico;
Sono distribuiti
esposta;
casualmente
nella
popolazione
La frequenza di comparsa aumenta al crescere della
dose;
Si manifestano dopo anni (talora decenni) dalla
esposizione;
Non mostrano gradualità di comparsa (effetti tutto o
nulla);
Sono indistinguibili dagli effetti nei non esposti
Effetti stocastici delle
radiazioni ionizzanti
Probabilità dell’effetto
Basse dosi
dose
Comportamento delle RI
alle basse dosi
Probabilità dell’effetto
A: sovraliminare
B: LNT
A
C: sottolineare
D: lineare con soglia
B
C
D
dose
Effetti stocastici

LA COMPARSA DI EFFETTI STOCASTICI (TUMORI) A
BASSE
DOSI
DI
ESPOSIZIONE
E’
UNA
IPOTESI
SPERIMENTALE CAUTELATIVA DI RADIOPROTEZIONE
NON
SUFFREGATA
DA
EVIDENZE
CLINICHE
O
SPERIMENTALI.

ALCUNI AUTORI ATTRIBUISCONO EFFETTI PROTETTIVI
ALLE BASSE ESPOSIZIONI A RADIAZIONI IONIZZANTI
(“ORMESI DA RADIAZIONI”; RISPOSTA ADATTATIVA)
Effetti neoplastici alle
basse dosi

Iniziali evidenze epidemiologiche per
induzione di neoplasie sono presenti per
dosi:
• 5 – 50 mSv per esposizioni acute
• 50 – 100 mSv per esposizioni protratte
Al di sotto di tali valori non è possibile verificare
l’associazione (confondenti)
Limiti di esposizione professionale: 20 mSv/anno
Effetti stocastici
Population
groups
leukemia
Thyroid
gland
Lung
Breast
A- bomb
survivors
+
+
+
+
Ra-dial
painters
Skin
+
Early
radiologist
+
+
U-miners
Exposed in a
nuclear
accident
Bone
+
Effetti stocastici delle
radiazioni ionizzanti
Incidenza
Andamento temporale del rischio di neoplasia
dopo esposizione
Leucemie,
Osteosarcoma
2
5
Anni dall’esposizione
Altri tumori
30
Effetti genetici delle
radiazioni ionizzanti
Effetti genetici

NON E’ STATO POSSIBILE FINO AD ORA RILEVARE UN
ECCESSO DI MALATTIE EREDITARIE NELLA PROGENIE
DI
SOGGETTI
UMANI
ESPOSTI
A
RADIAZIONI
IONIZZANTI RISPETTO AI SOGGETTI NON ESPOSTI.

NELLA DISCENDENZA DEGLI ESPOSTI ALLE BOMBE DI
HIROSHIMA E NAGASAKY (30000 SOGGETTI) NON E’
MAI
STATO
RILEVATO
ALCUN
INCREMENTO
DI
MALATTIE GENETICHE

TALI EVIDENZE SONO STATE SOLO SU SPECIE ANIMALI
E VEGETALI E, PRECAUZIONALMENTE, SI APPLICANO
ALLA PROGENIE UMANA
Effetti deterministici
“speciali”
EFFETTI TERATOGENI DELLE
RADIAZIONI
Effetti sul prodotto del
concepimento

I tessuti embrionari e fetali sono
sensibili all’azione delle radiazioni e
l’effetto provocato dalla esposizione
dipende dallo stadio di sviluppo
Effetti sul prodotto del
concepimento
TIPICI EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULL’EMBRIONE
Morte embrionale, fetale o neonatale
Ritardo della crescita intrauterina
Malformazioni congenite
Effetti delle radiazioni nelle
varie fasi della gestazione
ETA’
GESTAZIONALE
STADIO
EFFETTO DELLE
RADIAZIONI
0-9 GIORNI
PREIMPIANTO
TUTTO
O
NULLA
10 GIORNI
6 SETTIMANE
ORGANOGENESI
MALFORMAZION
I CONGENITE
RITARDO DI
CRESCITA
6-40
SETTIMANE
FETALE
RITARDO DI
CRESCITA,
MICROCEFALIA,
RITARDO
MENTALE
Effetti sul prodotto del
concepimento

FASE PREIMPIANTO (1-9° giorno):
Il danno può condurre alla morte
dell’embrione o ad una sopravvivenza
senza danni dello stesso
(legge del “tutto o nulla”)
In pratica l’unico effetto che potrà manifestarsi sarà
una precocissima interruzione di gravidanza.
Effetti sul prodotto del
concepimento

MORFOGENESI (9°giorno-3°mese):
in tale periodo i tessuti sono in attiva replicazione ed
altamente radiosensibili (max 8 – 12 sett);
i danni causati dalle radiazioni in questo periodo
possono determinare la comparsa di malformazioni.

FASE FETALE (3°mese-termine gestazione):
La sensibilità degli organi all’azione delle radiazioni
decresce mentre rimane alta la possibilità di effetto sul
SNC con possibile ritardo mentale nel nascituro.
Effetti delle radiazioni nelle
varie fasi della gestazione
Nella fase preimpianto il danno da radiazioni risulta
o nella morte o nella sopravvivenza dell’uovo
fecondato senza effetti apprezzabili
In pratica l’unico effetto che potrà manifestarsi sarà
una precocissima interruzione di gravidanza.
Effetti delle radiazioni nelle
varie fasi della gestazione
Il periodo più critico è quello dell’ organogenesi. Gli embrioni
sono sensibili agli effetti letali, teratogenici e ritardanti
l’accrescimento a causa della criticità delle attività cellulari e
dell’elevato numero di cellule radiosensibili.
Gli effetti predominanti per dosi > 0,5 Gy sono:
Ritardo di crescita intrauterino, importanti malformazioni
congenite, microcefalia e ritardo mentale.
Malformazioni radioindotte in strutture diverse dal Sistema
Nervoso Centrale non sono comuni nell’uomo.
Il danno neurologico radioindotto si osserva a partire dall’inizio
dell’organogenesi (8 settimane) e si stende a tutto il periodo
fetale.
Effetti delle radiazioni nelle
varie fasi della gestazione
Dati sui sopravvissuti alle esplosioni atomiche
indicano che la microcefalia può risultare da dosi in
aria di 0,1-0,2 Gy.
L’incidenza di grave ritardo mentale come funzione
della dose è lineare senza soglia apparente a 8-15
settimane con un coefficiente di rischio di 0,4 Gy.
L’incidenza è circa 4 volte inferiore a 16-25 settimane.
Per le altre malformazione è riportata l’evidenza di
una soglia.
L’ irradiazione nel periodo fetale può determinare
ritardo di accrescimento.
Indicazioni per
l’interruzione di gravidanza
•
Dose soglia per effetti teratogeni circa 0,1 Gy
• Tasso di abortività naturale <30 %.
A 0,1 Gy l’incremento è dello 0.1-1%
• Per dosi al feto > 0,5 Gy a 7-13 settimane: rischio
significativo di ritardo di accrescimento e
danno neurologico
• 0.25-0,5 Gy a 7-13 settimane: decisione dei genitori
con assistenza da parte del medico
Effetti sul prodotto del concepimento
DATA LA SENSIBILITA’ DEL NASCITURO ALL’EFFETTO
DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI, E’ ESTREMAMENTE
IMPORTANTE CHE ESSO NON VENGA ESPOSTO AL
RISCHIO DI ESPOSIZIONE PER TUTTO IL PERIODO
GESTAZIONALE.
A TAL FINE LA LAVORATRICE DEVE DARE IMMEDIATO
AVVISO DELLO STATO DI GRAVIDANZA AL PROPRIO
DATORE DI LAVORO (O AL PREPOSTO) NON APPENA NE
VENGA A CONOSCENZA PER
ESSERE ALLONTANATA
DALLA LAVORAZIONE COMPORTANTE ESPOSIZIONE E
REIMPIEGATA IN MANSIONE COMPATIBILE
Radioprotezione
Normativa
Campo di applicazione (art. 1)
1. Le disposizioni del presente decreto si applicano:
a) alla costruzione, all'esercizio ed alla disattivazione degli impianti
nucleari;
"b) a tutte le pratiche che implicano un rischio dovuto a radiazioni
ionizzanti provenienti da una sorgente artificiale o da una
sorgente naturale nei casi in cui i radionuclidi naturali siano o
siano stati trattati per le loro proprietà radioattive fissili o fertili e
cioè :
1) alla produzione, trattamento, manipolazione, detenzione,
deposito, trasporto, importazione, esportazione, impiego,
commercio, cessazione della detenzione, raccolta e smaltimento
di materie radioattive;
2) al funzionamento di macchine radiogene;
3) alle lavorazioni minerarie secondo la specifica disciplina di cui al
capo IV;".
"b-bis) alle attività lavorative diverse dalle pratiche di cui ai punti 1,
2 e 3 che implicano la presenza di sorgenti naturali di radiazioni,
secondo la specifica disciplina di cui al capo III bis;
Principi concernenti le
pratiche (art. 2)



“I nuovi tipi o le nuove categorie di pratiche che
comportano una esposizione a radiazioni devono
essere giustificate … dai loro vantaggi … rispetto al
detrimento sanitario che ne può derivare”
(Giustificazione)
“Qualsiasi pratica deve essere svolta in modo da
mantenere l’esposizione al livello più basso
ragionevolmente ottenibile…” (Ottimizzazione)
“La somma delle dosi derivanti da tutte le pratiche
non deve superare i limiti di dose stabiliti per i
lavoratori esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli
individui della popolazione” (Limitazione)
Limitazione delle dosi
Limiti massimi fissati per i lavoratori. Devono
essere tali da:
 rendere impossibile lo sviluppo di effetti
deterministici (inferiori alla dose soglia)
 rendere improbabile lo sviluppo di effetti
stocastici (livello più basso ragionevolmente
possibile)
I limiti di dose sono diversi per le differenti
categorie di soggetti (popolazione generale,
lavoratori)
Capo VIII “Protezione
sanitaria dei lavoratori”

Si applica a:
– Lavoratori subordinati
– Lavoratori ad essi equiparati
Apprendisti
 Studenti
 Allievi di istituti di istruzione ed universitari

Lavoratori Esposti
(All. III)


L’EQ nella relazione preliminare di radioprotezione
prevede alla classificazione dei lavoratori e delle
aree
Son identificati come “Lavoratori Esposti” coloro che
a causa della specifica attività svolta sono
suscettibili di superare in un anno solare uno o più
dei seguenti valori di esposizione:
– 1 mSv di Dose Efficace
– 15 mSv di Dose Equivalente per il Cristallino
– 50 mSv di Dose Equivalente per:


cute
estremità
Classificazione dei lavoratori
esposti

I lavoratori esposti sono classificati in:
– categoria A
– categoria B
a seconda che siano suscettibili di superare (cat.
A) uno dei seguenti valori di esposizione:
6 mSv di Dose Efficace
45 mSv di Dose Equivalente per il Cristallino
150 mSv di Dose Equivalente per
 cute
 estremità
Limiti di dose per i Lavoratori
esposti (categoria A e B)



20 mSv di Dose Efficace
150 mSv di Dose Equivalente per il
Cristallino
500 mSv di Dose Equivalente per
cute
 estremità

La verifica del non superamento dei limiti di dose viene
effettuata dall’Esperto Qualificato mediante lettura dei
dosimetri individuali.
Le rilevazioni individuali sono obbligatorie per i radioesposti di
categoria A.
Gli strumenti di rivelazione delle radiazioni
Dosimetri ambientali
Dosimetri personali
Rivelatori a gas
Camera a ionizzazione, contatore geiger
emulsioni fotografiche
Dosimetri a termoluminescenza
Principio di funzionamento dei rivelatori a gas
funzionano con questo principio:
Contatori Geiger
Camere ad ionizzazione
Penne dosimetriche individuali
Rivelatori a gas: penne dosimetriche individuali
Vari tipi di film-badge
Devono essere
SEMPRE
portati al seguito
Una volta letti, costituiscono un documento
Stabile ed archiviabile della dose ricevuta
Alcuni tipi di dosimetri TLD
Classificazione delle aree di
lavoro
Zona Classificata: qualsiasi zona sottoposta a
regolamentazione ai fini della radioprotezione
– Zona Sorvegliata: qualsiasi zona nella quale sia
possibile il superamento di uno qualsiasi dei valori
limite per la classificazione di lavoratore esposto di
categoria B
– Zona Controllata: qualsiasi zona nella quale sia
possibile il superamento di uno qualsiasi dei valori
limite per la classificazione di lavoratore esposto di
categoria A
L’accesso alla zona Controllata è segnalato e
regolamentato da apposite procedure scritte.
Disposizioni per le
lavoratrici madri (art. 69)



le donne gestanti non possono svolgere attività
che le espongano in zone classificate o
comunque attività che potrebbero esporre il
nascituro ad una dose che ecceda 1 mSv
durante il periodo di gravidanza
E’ fatto obbligo alle lavoratrici di notificare al
DDL il proprio stato di gestazione, non appena
accertato.
E’ vietato adibire le donne che allattano ad
attività comportanti un rischio di
contaminazione (radioisotopi)
Sorveglianza Medica

La Sorveglianza Medica viene condotta mediante
visite mediche:
– preventive
– periodiche


annuali (categoria B)
semestrali (categoria A)
– Sorveglianza medica eccezionale
– a fine rapporto di lavoro
I lavoratori hanno l’obbligo di sottoporsi a visita di
sorveglianza medica
Sorveglianza Medica
– Stato di salute generale

Funzionalità psico-fisica
– Funzionalità di organi ed apparati critici per
l’esposizione




Cute
Organi emopoietici
Cristallino
Altri (tiroide, etc)
– Eventuali condizioni di ipersuscettibilità individuale



Genetico – ereditarie (sindromi familiari)
Patologiche individuali (malattie pregresse o in atto)
Ambientali (fumo di sigaretta, inquinanti, etc)