Corso di formazione
finalizzato alla
radioprotezione
Mario Pillon
Sorgenti di rischio ([email protected])
presso le sedi
Esperto Qualificato di
esterne e norme III° - INFN Sezione di
di comportamento Napoli
Sommario
1.
COS’È UNA RADIAZIONE IONIZZANTE
2.
SORGENTI DI RADIAZIONI IONIZZANTI
3.
RADIAZIONI IONIZZANTI E INTERAZIONI
4.
CENNI DI DOSIMETRIA
5.
CONCETTI DI RADIOPROTEZIONE
6.
NECESSITA’ PRELIMINARI PER SVOLGERE
ATTIVITA’ CON RISCHIO DI R.I.
7.
PROCEDURE SEGUITE PER SVOLGERE
ATTIVITA’ CON RISCHIO DI R.I
8.
CLASSIFICAZIONE DI LAVORATORI E AREE
9.
LE SORGENTI DI RISCHIO
Cos’è una Radiazione
TRASPORTO DI ENERGIA TRA
PUNTI DIVERSI DELLO SPAZIO
SENZA MOVIMENTO DI CORPI
MACROSCOPICI E SENZA
BISOGNO DI UN MEZZO DI
PROPAGAZIONE MATERIALE
Cos’è una Radiazione
Ionizzante
radiazione in grado di produrre ionizzazione
in una parte degli atomi e
delle molecole del mezzo attraversato.
RADIAZIONE
INCIDENTE
LA IONIZZAZIONE
x
x
L’energia trasportata
dalla radiazione si
Misura solitamente
In elettron-volt (eV)
e- 1 eV = 1.6 10-12 ergs
Sorgenti di Radiazione
a
b
x
g
sorgenti radioisotopiche
(naturali, artificiali,
modificate dall'uomo);
macchine radiogene
INOLTRE:
sorgenti extraterrestri
(raggi cosmici)
Tubo RX
Tipi di radiazione
Emissioni da radioisotopi
beta +
A
Z
X 
A
Z 1
beta -
A
Z
X 
A
Z 1
alfa
A
Z
X 
A 4
Z 2
gamma
A
Z
X  X
X
X
A
Z
X
Caratteristiche delle emissioni
I beta sono emessi ad energia
variabile in modo continuo
con spettri caratteristici.
L’energia di massima intensità
è solitamente 1/3 di quella più
elevata.
L’energia massima può andare
da alcuni keV ad alcuni MeV.
Le alfa ed i gamma hanno
invece energie discrete e sono
emessi ad uno o più valori di
energia ben definiti
Radioattività e Decadimento
T1/2 = t Ln(2)
Radioattività e sua misura
Sorgenti radioisotopiche
radiogene
Sorgenti radioisotopiche
• sorgente radioisotopica:
materia radioattiva della quale, ai fini della
radioprotezione, non si può trascurare l'attività, o la
concentrazione di radionuclidi o l'emissione di radiazioni
• sorgente sigillata (D.Lgs. 230/95):
materie radioattive solidamente incorporate in materie
solide e di fatto inattive, o sigillate in un involucro
inattivo che presenti una resistenza sufficiente per
evitare, in condizioni normali di impiego, dispersione di
materie radioattive superiore ai valori stabiliti dalle
norme di buona tecnica applicabili
• sorgente naturale di radiazioni (D.Lgs. 230/95):
sorgente di radiazioni ionizzanti di origine naturale, sia
terrestre che cosmica
Macchine radiogene
Interazione di a
Sono fermate da
un foglio di carta.
No irraggiamento
dall’esterno.
La ionizzazione ha un
aumento verso la fine
del percorso della
particella per poi
diminuire in modo
repentino
Perdono energia per
ionizzazione ed
eccitazione in modo
continuo e
Praticamente costante.
Interazione di b
Si fermano in alcuni mm di
acqua e in pochi metri di aria
Perdono energia anche per
irraggiamento o Bremmstrhalung
Interazione di x e g
Fotoelettrico
Compton
Produzione
di coppie
Produzione di neutroni
con isotopi
Fissione spontanea
Reazioni a, n; g, n
Produzione di neutroni
negli acceleratori
In seguito a reazioni
di tipo g , n
(risonanza gigante)
D,T>a,n
In seguito a reazioni
nucleari provocate da
particelle accelerate
Produzione di neutroni
nei reattori nucleari
Interazioni dei neutroni
diffusione elastica (n,n);
diffusione anelastica
(n,n), (n,ng), (n,2n);
Anelastica, produzione di p
cattura radiativa (n,g);
emissione di particelle
Elastica
cariche (n,p), ecc;
fissione (n,f);
spallazione (n, sciame).
Attivazione (radioisotopi)
La radioattività naturale
• Radiazione cosmica
– Al suolo: neutroni e componente ionizzante
• Radioisotopi cosmogenici
– Principali: 3H, 7Be, 14C, 22Na
• Radioisotopi primordiali
–
–
–
–
Potassio 40 (40K)
Famiglia dell’uranio (238U)
Famiglia dell’attinio (235U)
Famiglia del torio (232Th) Radon
Il Radon
,
Le grandezze dosimetriche
Le grandezze dosimetriche
• Dose assorbita
energia assorbita per unità di massa
unità di misura è il gray (Gy)
1 Gy = assorbimento di 1 J di energia radiante
per kg di materia (1J/kg)
• Dose equivalente e Dose efficace
dose assorbita nei tessuti moltiplicata per
opportuni fattori correttivi
esprimono la probabilità di effetti dannosi per
esposizioni a bassi livelli
unità di misura è il sievert (Sv).
Le grandezze dosimetriche
Dosi assorbite
agli organi
(gray)
Fattori di peso
Della radiazione
Dose efficace
(sievert)
Dosi equivalenti
Agli organi
(sievert)
Fattori di peso
Per i tessuti
Misurare le radiazioni
Tipo di radiazione
Strumenti adeguati
X, gamma e beta
Camera a ionizzazione
Contatore proporzionale
Contatore Geiger-Muller
Barriera di superficie
Camere a finestra sottile
Contatori a BF3
Contatori a He
Particelle cariche, alfa
Neutroni
I dosimetri
Tipo di radiazione
Dosimetri passivi
X, gamma e beta
Emulsione fotografica
Termoluminescenza (TLD)
TLD ad Albedo
Tracce nucleari (CR 39)
Neutroni
D.Lgs. 230/95
Limiti di dose individuali
Dose (annua) efficace o
equivalente:
Lavoratori
mSv/anno
20
Popolazione
mSv/anno
1
equivalente cristallino
150
15
equivalente pelle
500
50
equivalente mani e piedi
500
50
efficace
D.Lgs. 230/95:
classificazione lavoratori
popolazione
1
Cat. B
6
Cat. A
Limite di dose efficace annua (mSv)
20
Necessità preliminari per
poter svolgere attività
con rischio di R.I.
– Scheda di radioprotezione
Vi sono indicate in forma sintetica l’ attività che si va
a svolgere
– Classificazione di radioprotezione (non
esposto, cat. B, cat. A)
Viene data dall’E.Q. in base alla scheda di
radioprotezione
– Giudizio di idoneità
Viene dato dal medico, in base allo stato di salute
del lavoratore e la classificazione di radioprotezione
Procedura seguita per svolgere
attività con rischio R.I. presso
altre sedi INFN o altri laboratori
in Italia
– Invio della scheda di radioprotezione e del
giudizio di idoneità
– Consegna da parte del laboratorio
ospitante delle norme interne di
radioprotezione
– Eventuale consegna del dosimetro (se
lavoratore di cat. B o A)
Attività con rischio R.I. presso
laboratori esteri
– Normalmente si distingue tra “short-term
visitor” e lavoratori a più lunga permanenza
– Short-term visitor non necessitano di
certificato medico di idoneità ma non
possono svolgere attività con il rischio di
superare una certa dose. Ad esempio 1 mSv al
CERN (limite lavoratori non esposti in Italia)
– Per i lavoratori a più lunga permanenza i
laboratori richiedono un certificato medico
di idoneità oppure provvedono loro al
controllo medico
– Provvedono loro a classificare i lavoratori
esterni. Per esempio al CERN gli ATCs (Aptes au
Travail en zone Contrôlée) se >5 mSv/anno
Non c’è una corrispondenza
perfetta tra i limiti di dose e le
classificazioni nei vari paesi
(anche Europei)
– In Italia:
E’ CLASSIFICATA ZONA CONTROLLATA se si
supera uno qualunque dei seguenti valori:
– 6 mSv anno per esposizione globale o di
equivalente di dose efficace;
– 45 mSv/anno per il cristallino
– 150 mSv/anno per la pelle,mani,avambracci e
caviglie
Viene classificato lavoratore di cat. A chi
svolge prevalentemente attività in zona
controllata.
E’ CLASSIFICATA ZONA SORVEGLIATA se si
supera uno qualunque dei seguenti valori:
– 1 mSv anno per esposizione globale o di
equivalente di dose efficace;
– 15 mSv/anno per il cristallino
– 50 mSv/anno per la pelle,mani,avambracci e
caviglie
Viene classificato lavoratore di cat. B chi
svolge prevalentemente attività in zona
sorvegliata e saltuariamente in zona
controllata.
Comunque a parte i limiti, necessari,
in radioprotezione si cerca sempre di
applicare il principio ALARA
(as low as reasonable achievable)
D.Lgs. 230/95:
classificazione zone
Acceleratore
6 mSv/a < D < 20 mSv/a
Zona Controllata
Zona Sorvegliata
1 mSv/a < D < 6 mSv/a
Zona Libera
Esposizione esterna ed
interna
Esposizione esterna:
La sorgente è esterna al corpo.
Le radiazioni più penetranti sono le
più pericolose (X, gamma, neutroni)
Esposizione interna:
La sorgente è introdotta nel corpo.
Le radiazioni meno penetranti sono le
più pericolose (beta, alfa, ioni)
Le sorgenti di rischio
– Linee di fascio degli acceleratori
Intercettazione accidentale del fascio, attivazione residua indotta
nei materiali
– Sorgenti di calibrazione
Utilizzazione troppo disinvolta, mancata segnalazione del uso,
abbandono in luogo non idoneo
– Postazioni per l’irraggiamento di componenti
(radiation hardness) utilizzanti acceleratori o
sorgenti radioisotopiche
Attivazione residua (attenzione ai beta! Non si misurano con le
normali camere a ionizzazione)
– Sorgenti non sigillate o difettose
Rischio di contaminazione interna
Le sorgenti di rischio
– Linee di fascio degli acceleratori
Intercettazione accidentale del fascio, attivazione residua indotta
nei materiali
– Sorgenti di calibrazione
Utilizzazione troppo disinvolta, mancata segnalazione del uso,
abbandono in luogo non idoneo
– Postazioni per l’irraggiamento di componenti
(radiation hardness) utilizzanti acceleratori o
sorgenti radioisotopiche
Attivazione residua (attenzione ai beta! Non si misurano con le
normali camere a ionizzazione)
– Sorgenti non sigillate o difettose
Rischio di contaminazione interna
Le segnalazioni