corso di formazione in radioprotezione (ex d.lgs. 230/95 e ss.mm.ii. ) lidia strigari
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Corso di formazione in radioprotezione (ex D.Lgs. 230/95 e ss.mm.ii. ) Lidia Strigari Laboratorio di Fisica Medica e Sistemi Esperti . AULA CONVERSI 21 marzo 2012 ore 14:00 – 16:00 . indice. Radiazioni Ionizzanti Sorgenti naturali/Sorgenti artificiali - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Corso di formazione in radioprotezione(ex D.Lgs. 230/95 e ss.mm.ii.)
Lidia Strigari Laboratorio di Fisica Medica e Sistemi Esperti
AULA CONVERSI 21 marzo 2012 ore 14:00 – 16:00
indice
• Radiazioni Ionizzanti• Sorgenti naturali/Sorgenti artificiali• Irradiazione esterna ed interna• Effetti sull’uomo
• I principi della radioprotezione • La normativa• Lavorare in sicurezza• Radioprotezione operativa
• Le radiazioni ionizzanti sono quelle radiazioni dotate di sufficiente energia da poter ionizzare gli atomi (o le molecole) con i quali vengono a contatto.
Radiazioni Ionizzanti
LE RADIAZIONI IONIZZANTI: sono in grado di ionizzare la materia che attraversano
DIRETTAMENTE IONIZZANTIle particelle cariche in grado di
produrre ionizzazione per collisione nella materia
INDIRETTAMENTE IONIZZANTIle particelle prive di carica elettrica che
interagendo con la materia possono mettere in moto particelle
direttamente ionizzanti
Si dicono:
protoni alfa a beta b
fotoni (X, g) neutroni
RAD. DIRETTAMENTE IONIZZANTI: CORPUSCOLARI
PARTICELLA a:• è composta da due neutroni e due
protoni • ha carica positiva • il suo percorso e la sua
penetrazione sono molto ridotti• è fermata, generalmente, da un
foglio di carta• è pericolosa solo se introdotta
nell’organismo, poiché ha grande forza di ionizzazione
PARTICELLA b:• è costituita da un elettrone emesso
da un nucleo che si disintegra • ha carica negativa • il suo percorso e la sua
penetrazione sono maggiori di quelle alfa
• è fermata generalmente da uno spessore di 2,5 cm di legno
• è pericolosa anche per irradiazione esterna
RAD. INDIRETTAMENTE IONIZZANTI
radiazioni X ,g: • sono di natura
elettromagnetica• si muovono alla velocità della
luce• hanno un’alta capacità di
penetrazione tale da danneggiare parti profonde del corpo e corredo genetico
• sono fermate da spessori di piombo o cemento
neutroni:• sono di natura corpuscolare• sono emessi nella disintegrazione
di alcuni elementi prodotti artificialmente e nella fissione nucleare
• causano l’emissione di raggi g, protoni ionizzanti, …
• rendono radioattivi alcuni elementi stabili
Spettro elettromagnetico
Radioisotopi
Sorgenti naturali/Sorgenti artificiali
Le sorgenti terrestri costituiscono più dei cinque sesti dell’equivalente di dose efficace ricevuto ogni anno da ogni singolo individuo per lo più attraverso l’irradiazione interna.
TUBO A RAGGI X
Diagnostica/Terapia
• TC multistrato
• retrospective gating
• PET/TC
• Procedure interventistiche
• Simulazione & Radioterapia
+ Informazione
+ dose
+ TCP
Tecnica diagnostica introdotta nel 1973 da Hounsfield: un nuovo modo di individuare e curare il cancro
CTComputer Tomography
Medicina nucleare: utilità
Radioterapia
Ciclotrone
Acceleratori lineari
Locali mobili
fisse
radiazione secondaria neutronica e fotonica
Rischi ambientali
AAPM Report n. 53 (1995)
AAPM Report n. 53 (1995)
La radiazione cosmicaDOSE
(Sv/h) RADON NEGLI EDIFICI
20.000 m 13
12.000 m 5
DOSE40
Sv/viaggio4.000 m 0,22.000 m 0,1
DOSE40
Sv/viaggioa livello
del mare 0,03
QUOTA (m)
10
100
1000
10000
100000
0 1
È un gas:
• radioattivo, • incolore, • inodore,
• insapore, • presente
naturalmente nel suolo
L’Uranio agisce come una sorgente permanente di gas Radon, che, pertanto, come il suo progenitore, è presente sulla Terra sin dalle sue origini.
A livello mondiale si stima che il 50%
dell’esposizione è dovuta al
Radiazione terrestreRADON NEGLI EDIFICI
kBq/giornoGAS NATURALE 3
ACQUA 4
ARIA DALL'ESTERNO 10
MATERIALI DA COSTRUZIONE
E SUOLO SOTTO EDIFICIO 60
Contributo dei materiali da costruzioneBq/Kg di radio e torio
1,1
29
34
45
126
170
341
496
1367
574
2140
4625
0 1000 2000 3000 4000 5000
legno (Finlanda)
gesso naturale (G.B.)
sabbia e ghiaietto (R.F.T.)
cemento portland (R.F.T.)
laterizi (R.F.T.)
granito (G.B.)
cenere (R.F.T.)
scisto di allume (Svezia) 1974-1979
scisto di allume (Svezia) 1925-1975
fosfato di gesso (R.F.T.)
scorie di silicato di calcio (U.S.A.)
residui di miniera di uranio (U.S.A.)
EQUIVALENTE DI DOSE EFFICACE ANNUALERICEVUTO IN MEDIA IN ITALIA
Ottimizzare …
Non è possibile “ridurre a zero” l’esposizione: tutti gli uomini sono esposti a sorgenti di radiazione sia naturali che artificiali.
S O R G E N T I D I R A D I A Z I O N I
naturale2mSv/a
energia nucleare
0,001mSv/a
fall-out0,02mSv/a
medica0,4mSv/a
Il contributo all’equivalente di dose efficace annua riconducibile a varie sorgenti
Altre fonti di radiazioni ionizzanti
Interazione radiazione materia
Interazioni con la materiaRadiazione Processo Effetto
alfa collisione anelastichecon gli elettroni legati
eccitazioneionizzazione
beta 1. collisione anelastichecon gli elettroni atomici
eccitazioneionizzazione
2. frenamento nelcampo nucleare
emissioni perBremsstrahlung
raggi X 1. effetto fotoelettrico fotone totalmenteassorbito, e
e gamma 2. effetto Compton fotone parzialmenteassorbito, e
3. produzione di coppie e+, e-
INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA
• Nel caso di fasci collimati di fotoni monoenergetici incidenti su un assorbitore di spessore dx e densità r, si ha:
con µ coefficiente di attenuazione lineare
EVENTI DI IONIZZAZIONE
• RADIAZIONE A DENSITA' DI IONIZZAZIONE NON MOLTO ELEVATA
• RADIAZIONE AD ALTA DENSITA‘ DI IONIZZAZIONE
Dosimetria Quando la materia biologica viene esposta ad un campo di radiazioni ionizzanti diviene sede di una serie di processi, originati dal trasferimento di energia dalle radiazioni alla materia, che si possono concludere con la manifestazione di un certo effetto.
Il problema fondamentale comune a diverse branche applicative quali la radiobiologia, la radioterapia, la medicina nucleare, la radioprotezione, la radiochimica è quello di mettere in relazione l’effetto prodotto con le caratteristiche fisiche del campo di radiazioni.
Dose assorbita
È l’energia impartita alla materia da particelle ionizzanti per unità di massa del mezzo irradiato nel punto interessato.
La dose assorbita dipende sia dal campo di radiazioni sia dal tipo di materia, che si trova in quel punto.
dED dm=
Allora D è misurata in Gray [1 Gy = 1J/kg]
Se E è misurata in Joule
Se m è misurata in Kilogrammi
Fattori di ponderazione delle radiazioni (wR)non tutti i tipi di radiazione producono lo stesso effetto…
I valori del fattore di ponderazione delle radiazioni wR sono i seguenti:
• Fotoni, tutte le energie 1• Elettroni e muoni, tutte le energie 1• Neutroni con energia < 10 keV 5 con energia 10 keV - 100 keV 10
con energia > 100 keV - 2 MeV 20con energia > 2 MeV - 20 MeV 10con energia > 20 MeV 5
• Protoni, esclusi i protoni di rinculo, con energia > 2 MeV 5• Particelle alfa, frammenti di fissione, nuclei pesanti 20.
R
RRT DwH
Effective Dose Equivalent (HE)
• Different tissues respond differently to same radiation dose
• Tissue weighting factors used to provide a common scale:
• HE is the effective dose equivalent
• WT is the tissue weighting factor
T
TTE HwH
HT -> Sievert [Sv]
Effetti ....
Tipi di effetti
Dose elevataElevato rateo di dose
Effetti deterministici
Acuti Tardivi
Bassa doseBasso rateo di dose
Effetti stocastici- cancro- ereditari
EFFETTI STOCASTICI
• Effetti tutto/niente la cui probabilità di accadimento dipende dalla dose assorbita.
Per i soli scopi della radioprotezione e per le stime di rischio, si ipotizza una relazione lineare fra la dose assorbita e la probabilità dell’effetto.
• Il tempo di latenza fra l’esposizione e la manifestazione dell’effetto varia fra qualche anno e qualche decina di anni.
La probabilità di una crescita maligna è correlata con la dose, mentre la gravità clinica di un tumore non è in rapporto con la dose ma solo con il tipo ed il sito dello stesso
EFFETTI DETERMINISTICI
• Effetti che si manifestano negli individui esposti soltanto se la dose è stata superiore a un valore di soglia tipico per l’effetto considerato, e la cui gravità dipende dalla dose.
..DEsDD
Le dosi di tolleranza dei tessuti sani EMAMI B. et al., “Tolerance of normal tissue to therapeutic irradiation”, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 21, 109-122, 1991.
(2 Gy per frazione, 5 giorni alla settimana)
endpoint1/3 2/3 3/3 1/3 2/3 3/3
cervello 60 50 45 75 65 60 necrosimidollo 5 cm
50 10 cm
5020 cm
47 5 cm
70 10 cm
70 20 cm
---mielite/necrosi
polmone 45 30 17.5 65 40 24.5 polmoniteretto ---- ---- 60 ---- ---- 80 proctite/stenosi
necrosi/fistulateste femorali
---- ---- 52 ---- ---- 65 necrosi
vescica ---- 80 65 85 80 contrattura/ perdita volume
TD5/5 (Gy) TD50/5 (Gy)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1Critical Element model curves
Dose [Gy]
NTC
P
1/3
1
2/3
Takeaway: Il rischio per esposizioni protratte è più basso. DDREF=2 è sufficientemente conservativo.
Modalità di rilascio della dose
CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI
PROFESSIONALE
MEDICA
AL PUBBLICODose ai singoli individui della popolazionedovuta al fondo naturale 2 mSv/anno
TIPI DI ESPOSIZIONE
45150
150
6
Rischi e possibili azioni ...
• fotoni (g)• beta b
rischi: Sorgenti interne
DOSIMETRIA INTERNA (1)singolo organo: dose equivalente impegnata HT(t)
intensità di dose
tempo
istante in cui è avvenuta l’introduzione
durata dell’esposizione
se non specificata:
50 anni per gli adulti
70 anni per i bambini
DOSIMETRIA INTERNA (2)corpo intero: dose efficace impegnata E(t)
peso
peso
pesopeso
peso
HT(t)
HT(t)
HT(t)
HT(t)
HT(t)
E(t)
MODALITAMODALITA’’ DI IRRADIAZIONE DI IRRADIAZIONE ESTERNAESTERNA
sorgenti esterne all’organismo
INTERNAINTERNAsorgenti non sigillate inglobate nell’organismo per
INALAZIONEINGESTIONEASSORBIMENTO
“CONTAMINAZIONE INTERNA daradionuclidi”
Qual èla differenza fondamentale tra irradiazione esterna e contaminazione interna?
la DURATA
ESTERNA: legata alla permanenza del campo di radiazione
INTERNA: legata a1) tempo di dimezzamentodelradionuclide2) tempo biologico di eliminazioneda parte del corpo
Radiazione beta
• Modesta capacità di penetrazione • Elettroni 1MeV sono fermati
– da 4m di aria – Da 4mm di acqua
Schermature: schermo in materiale leggero per ridurre il
bremmstrhalung
Sorgenti esterne : schermature
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 1 2 3 4 5 6SPESSORE CORPO ATTRAVERSATO X
N= N0 e-x
: coefficientedi attenuazione lineare
N.FOTONI
Sorgenti esterne : schermature
Irradiazione
Identificazione delle eventuali opzioni di protezione (analisi delle migliori tecnologie)
Comparazione rischi quotidiani
AttivitàRischio di morte per
persona per anno(x10-5)Fumo (20 sigarette/giorno) 500
Alcool ( es.: 1 bottiglia/giorno) 75
Guida auto 17
Guida moto 200
Vivere nella stessa stanza di un fumatore 1
Percorrere a piedi una strada con traffico 5
Terremoto (in California) 0,2
1 mSv di radiazioni/anno 1
Radioprotezione
Obiettivo: preservare lo stato di salute dei lavoratori e della popolazione, riducendo i rischi sanitari indotti dall’uso delle radiazioni ionizzanti nelle attività umane giustificate dai benefici che ne derivano alla società e ai suoi membri
Radioprotezione
Compilazione scheda posto di lavoro Valutazione rischio visita medica Giudizio di idoneità accesso alle zone controllate / sorvegliate
Procedura :
Norme operative
I principi della radioprotezione
Principio di giustificazioneI tipi di attività che comportano esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere preventivamente giustificati e periodicamente riconsiderati alla luce dei benefici che da essi derivano.
Principio di ottimizzazioneLe esposizioni alle radiazioni ionizzanti debbono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali (Principio ALARA).
Principio di limitazione della doseLa somma delle dosi ricevute e impiegate non deve superare i limiti prescritti, in accordo con le disposizioni legislative e i relativi provvedimenti applicativi
Recepiti dalla normativa di legge italiana entrata in vigore, attraverso i D.Lgs. 230/95, 241/2000, 187/200, D.Lgs. 257/2001
che ne stabilisce il rispetto, nella disciplina delle attività con rischio da radiazioni ionizzanti.
La normativa
D.Lgs. 230/95, 241/2000, 187/200, D.Lgs. 257/2001 ....
Adempimenti nei confronti dei lavoratori
Il datore di lavoro deve nominare:
Esperto Qualificato Medico Autorizzato/Competente
Sorveglianza Fisica Sorveglianza Medica
Obblighi del Datore di Lavoro (1)
• adottare le idonee misure di sicurezza e protezione
• assicurare le opportune misure di radioprotezione nel caso di utilizzo di lavoratori autonomi od esterni
• predisporre norme interne di protezione e sicurezza e curare che copia di dette norme sia consultabile
• fornire ai lavoratori, ove necessari, i mezzi di sorveglianza dosimetrica e di protezione
Obblighi del Datore di Lavoro (2)
• rendere edotti i lavoratori dei rischi specifici cui sono esposti, delle norme di protezione sanitaria, delle conseguenze derivanti dalla mancata osservanza delle prescrizioni mediche, delle modalità di esecuzione del lavoro e delle norme interne
• provvedere affinché i singoli lavoratori osservino le norme interne, usino i mezzi di protezione ed osservino le corrette modalità di esecuzione del lavoro
• fornire al lavoratore esposto i risultati delle valutazioni di dose effettuate dall’esperto qualificato
I lavoratori devono:
a) osservare le disposizioni impartite dal datore di lavoro o dai suoi incaricati, ai fini della protezione individuale e collettiva e della sicurezza, a seconda delle mansioni alle quali sono addetti
b) usare secondo le specifiche istruzioni i dispositivi di sicurezza, i mezzi di protezione e di sorveglianza dosimetrica predisposti o forniti dal datore di lavoro
c) segnalare immediatamente al datore di lavoro, al dirigente o al preposto le deficienze dei dispositivi e dei mezzi di sicurezza, di protezione e di sorveglianza dosimetrica, nonché le eventuali condizioni di pericolo di cui vengono a conoscenza
I lavoratori devono: d) non rimuovere né modificare, senza
averne ottenuto l'autorizzazione, i dispositivi, e gli altri mezzi di sicurezza, di segnalazione, di protezione e di misurazione
e) non compiere, di propria iniziativa, operazioni o manovre che non sono di loro competenza o che possono compromettere la protezione e la sicurezza
f) sottoporsi alla sorveglianza medica ai sensi del presente decreto
Obblighi dei lavoratori
Disposizioni particolari per le lavoratrici
• le donne gestanti non possono svolgere attività che le espongono in zone classificate o, comunque, ad attività che potrebbero esporre il nascituro ad una dose che ecceda un millisievert durante il periodo della gravidanza
• è fatto obbligo alle lavoratrici di notificare al datore di lavoro il proprio stato di gestazione, non appena accertato
• è altresì vietato adibire le donne che allattano ad attività comportanti un rischio di contaminazione
Norme interne di radioprotezione
sono predisposte dall’Esperto Qualificato per conto del Datore di Lavoro, ai sensi dell’art. 61 del D.Lgs 230/95.
sono costituite da una serie di documenti contenenti istruzioni operative dedicate alle diverse pratiche correlate con il rischio da radiazioni ionizzanti
Sono rivolte a tutti coloro che, a qualsiasi titolo: lavoratori dipendenti, autonomi, per conto terzi, apprendisti o studenti,
svolgono pratiche che li sottopongono ai rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti,nell’ambito delle zone controllate o sorvegliate
Qualora prescritto il dosimetro assegnato ad ogni lavoratore è strettamente personale ed è responsabilità di ogni singolo operatore la sua conservazione e l’uso corretto
La valutazione delle dosi può essere effettuata sulla scorta delle valutazioni radiometriche ambientali (categoria B) o avvalendosi di dosimetri personali
Le dosi ricevute devono essere registrate
Radioprotezione operativa
Norme operative
Indicare mediante appositi contrassegni le sorgenti di radiazioni ionizzanti
Indicare la classificazione delle zone
Radioprotezione operativaRadioprotezione operativa
L’accesso alla zona controllata è consentito solo al personale autorizzato
Escluso il paziente nessuna persona deve essere presente nella sala raggi durante l’erogazione del fascio radiante
Ogni mattina prima dell’uso verificare il corretto funzionamento di tutti di dispositivi di segnalazione e di sicurezza.
Non eseguire i trattamenti in caso di malfunzionamento
Radioprotezione operativa
Norme operative Radioprotezione operativa
Schermature
Attivazione aria, materiali con cui interagisce la radiazione diffusa
Aspetti di Radioprotezione
• Valutazione del rischio– Lavoratori – Popolazione – Residenti – gruppo critico di riferimento
• Sostanze radioattive – limiti di emissione aria – studio della dispersione nell’ambiente – rifiuti