Rischi da radiazioni ionizzanti
A cura di
Sandro SANDRI
ENEA GSP4 ION IRP
Istituto per la Radioprotezione
CR Frascati
Sommario
1.IMPIANTI E SORGENTI A FRASCATI
2.RISCHI PRESSO GLI IMPIANTI
3.RADIAZIONI IONIZZANTI E INTERAZIONI
4.CENNI DI DOSIMETRIA
5.EFFETTI SANITARI
6.MISURARE LE RADIAZIONI
7.RADIOPROTEZIONE IN PRATICA
8.COMPITI E RESPONSABILITA’
9.CLASSIFICAZIONE DI LAVORATORI E AREE
10.AUTORIZZAZIONE DELLE PRATICHE
A cura di Sandro SANDRI
2
Impianti del CR Frascati
A cura di Sandro SANDRI
3
Rischi radiologici a FTU
Per i lavoratori
• Durante il funzionamento:
– neutroni
– x e gamma
• A macchina spenta
– x e gamma da attivazione
Per gli altri
• nessun rischio neppure in
caso di incidente
A cura di Sandro SANDRI
4
Rischi radiologici a FNG
Per i lavoratori
• Durante il funzionamento:
– neutroni
– x e gamma
– dispersione di trizio
• A macchina spenta
– x e gamma da attivazione
– contaminazione da trizio
Per gli altri
• nessun rischio neppure in
caso di incidente
A cura di Sandro SANDRI
5
Rischi radiologici nell’ed. 30
Per i lavoratori
• Durante il funzionamento:
– neutroni
– x e gamma
• A macchine spente
– x e gamma da attivazione
Per gli altri
• nessun rischio neppure in caso
di incidente
A cura di Sandro SANDRI
6
Elementi, isotopi e simboli
A cura di Sandro SANDRI
7
Elementi, isotopi e simboli
Numero atomico =
numero di protoni
nel nucleo
Numero di massa = Numero di neutroni + Numero atomico
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8
Elementi, isotopi e simboli
1
1
2
1
3
1
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9
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
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X
X
X
A
Z
10
Tipi di radiazione
A cura di Sandro SANDRI
11
Macchine radiogene
A cura di Sandro SANDRI
12
Interazione di a
Sono fermate da
un foglio di carta.
No irraggiamento
dall’esterno.
Perdono energia per
ionizzazione ed
eccitazione in modo
continuo e
Praticamente costante.
La ionizzazione ha un
aumento verso la fine
del percorso della
particella per poi
diminuire in modo
repentino
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13
Interazione di b
Si fermano in alcuni mm di
acqua e in pochi metri di aria
Perdono energia anche per
irraggiamento o Bremmstrhalung
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Interazione di x e g
Fotoelettrico
Compton
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Produzione
di coppie
15
Produzione di neutroni
con isotopi
Fissione spontanea
Reazioni a, n; g, n
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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
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17
Produzione di neutroni
nei reattori nucleari
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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 e s.m.i.):
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 e s.m.i.):
sorgente di radiazioni ionizzanti di origine naturale, sia
terrestre che cosmica
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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)
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20
Il Radon
,
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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)
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Radioattività e Decadimento
T1/2 = t Ln(2)
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23
Radioattività e sua misura
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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).
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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
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Effetti sull’uomo
Stocastici
Tumori solidi
(probabilistici, casuali,
statistici, differiti)
Leucemie
Somatici
Radiodermite
Infertilità
(sull’individuo
irradiato)
Deterministici
(stretta correlazione doseeffetto, graduati)
Genetici
Cataratta
Sindrome acuta da
irradiazione
Mutazioni geniche
Stocastici
(sulla progenie)
Aberrazioni
cromosomiche
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Effetti deterministici
Dose
(Gy)
0 – 0,5
Effetti probabili
effetti non rilevabili; possibili minime variazioni ematologiche
0,6 – 1,2
vomito e nausea per circa un giorno nel 5 – 10% degli esposti; moderato senso di
stanchezza
1,3 – 1,7
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta
nel 25% degli esposti
1,8- 2,2
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta
nel 50% degli esposti
2,3 – 3,3
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione
acuta, in forma più grave, in quasi tutti gli esposti; circa il 20% muore in 2 – 6
settimane; i sopravvissuti presentano sintomi per almeno 6 mesi
3,4 – 5,0
vomito e nausea nel primo giorno in tutti gli esposti; 50% di morti in 30 giorni
5,0 – 7,5
vomito e nausea entro 4 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave
sindrome da irradiazione acuta; quasi il 100% di morti
10
vomito e nausea entro 1 – 2 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave
sindrome da irradiazione acuta; 100% di morti
50
inabilità immediata; tutti gli irradiati muoiono entro una settimana
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Effetti stocastici
dipendenza dalla dose
La gravità non
dipende dalla dose:
gli effetti sono del
tipo tutto o nulla
La lesività del
tumore o della
mutazione non è
bassa
alta
intensità
intensità
< frequenza di comparsa >
correlata
all'intensità
dell'esposizione
100% di danno
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nessun danno
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Radiazioni e tumori
L’insorgenza dei tumori radioindotti avviene
sempre dopo un periodo di latenza
dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti.
Tale periodo è variabile per i diversi tipi di
tumore e anche il successivo andamento
epidemiologico cambia di conseguenza
Leucemia: minimo 2 anni di latenza,
picco di comparsa a 5-8 anni, quindi calo
Tumori “solidi”: periodo minimo di
latenza, quindi crescita variabile,
dipendente dal tipo di tumore
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30
Tumori da radiazioni ionizzanti:
aspecificità
sono aspecifici e, pertanto, indistinguibili da
quelli “spontanei”
IDENTICI !!!!
Tumore della tiroide
“naturale”
Tumore della tiroide da esposizione a
sostanze cancerogene
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Tumori da radiazioni
ionizzanti
Il rischio totale di cancerogenesi è di:
1,25  10-2  Sv -1
per cui
10 mSv
= rischio pari a 1,25
 10-4
Ben altri sono i rischi di cancerogenesi cui è esposto
l’uomo!
Si riportano di seguito alcune classificazioni effettuate
dall’International Agency for Research on Cancer
(IARC) per agenti cancerogeni verso i quali l’opinione pubblica e i
media sono molto meno attenti.
A cura di Sandro SANDRI
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Dose efficace dovuta al fondo
naturale (mSv)
Sorgente
Irr. est.
Irr. int.
Totale
Raggi cosmici
Componente dirett. ionizz.
0,30
0,30
Neutroni
0,055
0,055
Radionuclidi cosmogenici
0,015
0,015
0,18
0,33
0,006
0,006
0,10
1,24
1,34
0,16
0,18
0,34
0,8
1,6
2,4
Radionuclidi primordiali
40K
0,15
87 Rb
238U
(serie)
232Th
(serie)
TOTALE
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33
Dose ricevuta in comuni esami
radiografici (mSv)
Gonadi
M
F
Tiroide
Midollo
osseo
Polmon
e
Cranio
1,61
0,17
0,01
Torace
0,34
0,12
0,45
0,29
Spalla, clavicola
1,18
0,02
0,06
0,40
Addome
0,64
0,09
Bacino
Femore e anca
Esame
Mammelle
2,33
2,33
0,90
0,34
8,09
2,38
0,04
0,08
5,69
0,51
0,02
2,82
2,27
3,13
Rachide in toto
7,76
1,24
2,32
Rachide cervicale
4,00
0,03
0,02
Rachide dorsale
16,45
0,73
2,63
Rachide l.s.
1,08
0,34
1,72
3,87
0,48
Urografia
1,42
0,65
7,56
5,03
8,78
0,68
Tubo digerente
0,73
3,74
2,11
0,15
1,18
1,85
Clisma opaco
0,11
5,19
0,54
2,26
11,95
0,50
A cura di Sandro SANDRI
34
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
A cura di Sandro SANDRI
35
Alcuni strumenti disponibili
A cura di Sandro SANDRI
36
I dosimetri
Tipo di radiazione
Dosimetri passivi
X, gamma e beta
Emulsione fotografica
Termoluminescenza (TLD)
TLD ad Albedo
Tracce nucleari (CR 39)
Neutroni
A cura di Sandro SANDRI
37
Proteggersi da una sorgente
La regola dei tre parametri
• Tempo
• Distanza
• Schermatura
A cura di Sandro SANDRI
38
Inverso del quadrato della
distanza
0,0001 mSv/h
0,01 mSv/h
10 m
1m
D = D1/d2
A cura di Sandro SANDRI
39
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:
Responsabilità
DATORE DI LAVORO
MEDICO
AUTORIZZATO
DIRIGENTI
ESPERTO
QUALIFICATO
PREPOSTI
LAVORATORI
A cura di Sandro SANDRI
40
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:
classificazione lavoratori
popolazione
1
Cat. B
6
Cat. A
20
Limite di dose efficace annua (mSv)
A cura di Sandro SANDRI
41
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:
classificazione zone
Acceleratore
6 mSv/a < D < 20 mSv/a
Zona Controllata
Zona Sorvegliata
1 mSv/a < D < 6 mSv/a
Zona Libera
A cura di Sandro SANDRI
42
Le segnalazioni
A cura di Sandro SANDRI
43
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:
autorizzazioni
Comunicazione
Preventiva
di pratiche
(art. 22)
N.O. di
Categoria B
(art. 28)
A cura di Sandro SANDRI
N.O. di
Categoria A
(art. 29)
44