Rischi da radiazioni Rischi da radiazioni ionizzantiionizzanti
A cura diSandro SANDRI
ENEA GSP4 ION IRPIstituto per la RadioprotezioneCR Frascati
A cura di Sandro SANDRI 2
SommarioSommario
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
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Impianti del CR FrascatiImpianti del CR Frascati
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Rischi radiologici a FTURischi 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
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Rischi radiologici a FNGRischi 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
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Rischi radiologici nell’ed. 30Rischi 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
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Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli
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Numero atomico =numero di protoni
nel nucleo
Numero atomico =numero di protoni
nel nucleo
Numero di massa = Numero di neutroni + Numero atomico
Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli
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11
33
11
22
11
11
Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli
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Emissioni da radioisotopiEmissioni da radioisotopi
beta +beta +beta +beta +
beta -beta -beta -beta -
alfaalfaalfaalfa
gammagammagammagamma
XX AZ
AZ 1 XX A
ZAZ 1
XX AZ
AZ 1 XX A
ZAZ 1
XX AZ
AZ
42
XX AZ
AZ
42
XX AZ
AZ XX A
ZAZ
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Tipi di radiazioneTipi di radiazione
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Macchine radiogeneMacchine radiogene
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Interazione diInterazione di
Sono fermate daun foglio di carta.No irraggiamentodall’esterno.
Perdono energia per ionizzazione ed
eccitazione in modocontinuo e
Praticamente costante.
La ionizzazione ha unaumento verso la fine
del percorso dellaparticella per poi diminuire in modo
repentino
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Interazione diInterazione di
Si fermano in alcuni mm diacqua e in pochi metri di ariaSi fermano in alcuni mm di
acqua e in pochi metri di aria
Perdono energia anche perPerdono energia anche perirraggiamento o Bremmstrhalungirraggiamento o Bremmstrhalung
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Interazione di Interazione di xx e e
FotoelettricoFotoelettricoComptonCompton ProduzioneProduzione
di coppiedi coppie
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Produzione di neutroniProduzione di neutronicon isotopi con isotopi
Fissione spontaneaFissione spontanea Reazioni Reazioni n; n;nn
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Produzione di neutroniProduzione di neutroninegli acceleratori negli acceleratori
In seguito a reazioniIn seguito a reazioninucleari provocate danucleari provocate daparticelle accelerateparticelle accelerate
In seguito a reazioniIn seguito a reazionidi tipo di tipo , n, n
(risonanza gigante)(risonanza gigante)
D , T > , n
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Produzione di neutroniProduzione di neutroninei reattori nuclearinei reattori nucleari
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Sorgenti radioisotopicheSorgenti radioisotopiche
• sorgente radioisotopica: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.):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 naturale di radiazioni (D.Lgs. 230/95 e s.m.i.): sorgente di radiazioni ionizzanti di origine naturale, sia terrestre che cosmica
• sorgente radioisotopica: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.):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 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 naturaleLa radioattività naturale
• Radiazione cosmicaRadiazione cosmica– Al suolo: neutroni e componente ionizzanteAl suolo: neutroni e componente ionizzante
• Radioisotopi cosmogeniciRadioisotopi cosmogenici– Principali: Principali: 33H, H, 77Be, Be, 1414C, C, 2222NaNa
• Radioisotopi primordialiRadioisotopi primordiali– Potassio 40 (Potassio 40 (4040K)K)– Famiglia dell’uranio (Famiglia dell’uranio (238238U)U)– Famiglia dell’attinio (Famiglia dell’attinio (235235U)U)– Famiglia del torio (Famiglia del torio (232232Th)Th)
• Radiazione cosmicaRadiazione cosmica– Al suolo: neutroni e componente ionizzanteAl suolo: neutroni e componente ionizzante
• Radioisotopi cosmogeniciRadioisotopi cosmogenici– Principali: Principali: 33H, H, 77Be, Be, 1414C, C, 2222NaNa
• Radioisotopi primordialiRadioisotopi primordiali– Potassio 40 (Potassio 40 (4040K)K)– Famiglia dell’uranio (Famiglia dell’uranio (238238U)U)– Famiglia dell’attinio (Famiglia dell’attinio (235235U)U)– Famiglia del torio (Famiglia del torio (232232Th)Th)
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Il RadonIl Radon
,
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Esposizione esterna ed internaEsposizione esterna ed interna
Esposizione esternaEsposizione esterna::La sorgente è esterna al corpo.La sorgente è esterna al corpo.Le radiazioni più penetranti sono leLe radiazioni più penetranti sono lepiù pericolose (X, gamma, neutroni)più pericolose (X, gamma, neutroni)
Esposizione esternaEsposizione esterna::La sorgente è esterna al corpo.La sorgente è esterna al corpo.Le radiazioni più penetranti sono leLe radiazioni più penetranti sono lepiù pericolose (X, gamma, neutroni)più pericolose (X, gamma, neutroni)
Esposizione internaEsposizione interna::La sorgente è introdotta nel corpo.La sorgente è introdotta nel corpo.Le radiazioni meno penetranti sono leLe radiazioni meno penetranti sono lepiù pericolose (beta, alfa, ioni)più pericolose (beta, alfa, ioni)
Esposizione internaEsposizione interna::La sorgente è introdotta nel corpo.La sorgente è introdotta nel corpo.Le radiazioni meno penetranti sono leLe radiazioni meno penetranti sono lepiù pericolose (beta, alfa, ioni)più pericolose (beta, alfa, ioni)
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Radioattività e DecadimentoRadioattività e Decadimento
T1/2 = Ln(2)T1/2 = Ln(2)
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Radioattività e sua misuraRadioattività e sua misura
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• Dose assorbitaDose assorbitaenergia assorbita per unità di massaenergia assorbita per unità di massaunità di misura è il unità di misura è il gray (Gy)gray (Gy)1 Gy = assorbimento di 1 J di energia radiante 1 Gy = assorbimento di 1 J di energia radiante per kg di materia (1J/kg)per kg di materia (1J/kg)
• Dose equivalenteDose equivalente e e Dose efficaceDose efficacedose assorbita nei tessuti moltiplicata per dose assorbita nei tessuti moltiplicata per opportuni fattori correttiviopportuni fattori correttiviesprimono la probabilità di effetti dannosi per esprimono la probabilità di effetti dannosi per esposizioni a bassi livelliesposizioni a bassi livelliunità di misura è il unità di misura è il sievert (Sv).sievert (Sv).
Le grandezze dosimetricheLe grandezze dosimetriche
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Dosi assorbiteDosi assorbiteagli organiagli organi
(gray)(gray) Fattori di pesoFattori di pesoDella radiazioneDella radiazione Dosi equivalentiDosi equivalenti
Agli organiAgli organi(sievert)(sievert)
Fattori di pesoFattori di pesoPer i tessutiPer i tessutiDose efficaceDose efficace
(sievert)(sievert)
Le grandezze dosimetricheLe grandezze dosimetriche
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Effetti sull’uomoEffetti sull’uomoStocastici Stocastici (probabilistici, casuali, statistici, differiti)
Tumori solidiTumori solidi
LeucemieLeucemie
SomaticiSomatici(sull’individuo
irradiato)
RadiodermiteRadiodermite
InfertilitàInfertilità
DeterministiciDeterministici(stretta correlazione dose-effetto, graduati)
CatarattaCataratta
Sindrome acuta da Sindrome acuta da irradiazioneirradiazione
GeneticiGenetici(sulla progenie)
StocasticiStocasticiMutazioni genicheMutazioni geniche
Aberrazioni Aberrazioni cromosomichecromosomiche
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Effetti deterministiciEffetti deterministici
inabilità immediata; tutti gli irradiati muoiono entro una settimanainabilità immediata; tutti gli irradiati muoiono entro una settimana5050
vomito e nausea entro 1 – 2 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave vomito e nausea entro 1 – 2 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave sindrome da irradiazione acuta; 100% di mortisindrome da irradiazione acuta; 100% di morti1010
vomito e nausea nel primo giorno in tutti gli esposti; 50% di morti in 30 giornivomito e nausea nel primo giorno in tutti gli esposti; 50% di morti in 30 giorni3,4 – 5,03,4 – 5,0
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione 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 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 mesisettimane; i sopravvissuti presentano sintomi per almeno 6 mesi
2,3 – 3,32,3 – 3,3
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta nel 50% degli espostiacuta nel 50% degli esposti1,8- 2,21,8- 2,2
vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta nel 25% degli espostiacuta nel 25% degli esposti1,3 – 1,71,3 – 1,7
vomito e nausea entro 4 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave vomito e nausea entro 4 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave sindrome da irradiazione acuta; quasi il 100% di mortisindrome da irradiazione acuta; quasi il 100% di morti5,0 – 7,55,0 – 7,5
vomito e nausea per circa un giorno nel 5 – 10% degli esposti; moderato senso di vomito e nausea per circa un giorno nel 5 – 10% degli esposti; moderato senso di stanchezzastanchezza0,6 – 1,20,6 – 1,2
effetti non rilevabili; possibili minime variazioni ematologicheeffetti non rilevabili; possibili minime variazioni ematologiche0 – 0,50 – 0,5
Effetti probabiliEffetti probabiliDose Dose (Gy)(Gy)
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Effetti stocastici Effetti stocastici dipendenza dalla dosedipendenza dalla dose
La gravità non La gravità non dipende dalla dose: dipende dalla dose: gli effetti sono del gli effetti sono del
tipotipo tutto o nullatutto o nulla
La lesivitàLa lesività del del tumore o della tumore o della
mutazione mutazione non è non è correlatacorrelata all'intensità all'intensità dell'esposizionedell'esposizione
bassa intensit
à
alta intensit
à
nessun nessun dannodanno
100% di 100% di dannodanno
<< frequenza di comparsa frequenza di comparsa
>>
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Radiazioni e tumoriRadiazioni e tumoriL’insorgenza dei tumori radioindotti avviene L’insorgenza dei tumori radioindotti avviene sempre dopo un sempre dopo un periodo di latenzaperiodo di latenza dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti. dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti.
Tale periodo è variabile per i diversi tipi di Tale periodo è variabile per i diversi tipi di tumore e anche il successivo andamento tumore e anche il successivo andamento epidemiologico cambia di conseguenzaepidemiologico cambia di conseguenza
LeucemiaLeucemia:: minimo 2 anni di latenza, minimo 2 anni di latenza, picco di comparsa a 5-8 anni, quindi picco di comparsa a 5-8 anni, quindi calocalo
Tumori “solidi”:Tumori “solidi”: periodo minimo di periodo minimo di latenza, quindi crescita variabile, latenza, quindi crescita variabile, dipendente dal tipo di tumoredipendente dal tipo di tumore
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Tumori da radiazioni ionizzanti: Tumori da radiazioni ionizzanti: aspecificitàaspecificità
sonosono aspecificiaspecifici e, pertanto, indistinguibili da e, pertanto, indistinguibili da quelli “spontaneiquelli “spontanei””
Tumore della tiroide Tumore della tiroide “naturale”“naturale”
Tumore della tiroide da Tumore della tiroide da esposizione a sostanze esposizione a sostanze
cancerogenecancerogene
IDENTICI !!!!IDENTICI !!!!
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Tumori da radiazioni Tumori da radiazioni ionizzantiionizzanti
Il rischioIl rischio totale di totale di cancerogenesi è di:cancerogenesi è di:
1,25 1,25 10-2 10-2 Sv -1 Sv -1
per cuiper cui
10 mSv10 mSv = rischio pari a= rischio pari a 1,25 1,25 10-4 10-4
Ben altri sono i rischi di cancerogenesi cui è esposto Ben altri sono i rischi di cancerogenesi cui è esposto l’uomo!l’uomo!
Si riportanoSi riportano di seguito alcune classificazionidi seguito alcune classificazioni effettuate effettuate dall’dall’International Agency for Research on Cancer International Agency for Research on Cancer (IARC)(IARC) per agenti cancerogeni verso i quali l’opinione pubblica e i per agenti cancerogeni verso i quali l’opinione pubblica e i media sono molto meno attenti.media sono molto meno attenti.
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Dose efficace dovuta al fondo Dose efficace dovuta al fondo naturale (mSv)naturale (mSv)
SorgenteSorgente Irr. est.Irr. est. Irr. int.Irr. int. TotaleTotale
Raggi cosmici
Componente dirett. ionizz. 0,30 0,30
Neutroni 0,055 0,055
Radionuclidi cosmogenici 0,015 0,015
Radionuclidi primordiali
40K 0,15 0,18 0,33
87 Rb 0,006 0,006
238U (serie) 0,10 1,24 1,34
232Th (serie) 0,16 0,18 0,34
TOTALETOTALE 0,80,8 1,61,6 2,42,4
A cura di Sandro SANDRI 34
Dose ricevuta in comuni esami Dose ricevuta in comuni esami radiografici (mSv)radiografici (mSv)
Esame TiroideMidollo osseo
Polmone
Gonadi
M FMam-melle
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 2,33 2,33 0,90
Bacino 0,34 8,09 2,38 0,04
Femore e anca 0,08 5,69 0,51 0,02
Rachide in toto 7,76 1,24 2,32 2,82 2,27 3,13
Rachide cervicale 4,00 0,03 0,02
Rachide dorsale 16,45 0,73 2,63 0,68
Rachide l.s. 1,08 0,34 1,72 3,87 0,48
Urografia 1,42 0,65 7,56 5,03 8,78
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 35
Misurare le radiazioniMisurare le radiazioni
Tipo di radiazione Strumenti adeguati
X, gamma e betaX, gamma e beta Camera a ionizzazioneCamera a ionizzazione
Contatore proporzionaleContatore proporzionale
Contatore Geiger-MullerContatore Geiger-Muller
Particelle cariche, alfaParticelle cariche, alfa Barriera di superficieBarriera di superficie
Camere a finestra sottileCamere a finestra sottile
NeutroniNeutroni Contatori a BFContatori a BF33
Contatori a HeContatori a He
A cura di Sandro SANDRI 36
Alcuni strumenti disponibiliAlcuni strumenti disponibili
A cura di Sandro SANDRI 37
I dosimetriI dosimetri
Tipo di radiazione Dosimetri passivi
X, gamma e betaX, gamma e beta Emulsione fotograficaEmulsione fotografica
Termoluminescenza (TLD)Termoluminescenza (TLD)
NeutroniNeutroni TLD ad AlbedoTLD ad Albedo
Tracce nucleari (CR 39)Tracce nucleari (CR 39)
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Proteggersi da una sorgenteProteggersi da una sorgente
La regola dei tre parametriLa regola dei tre parametri
• TempoTempo
• DistanzaDistanza
• SchermaturaSchermatura
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Inverso del quadrato della distanzaInverso del quadrato della distanza
DD = D= D11/d/d22
0,01 mSv/h
0,0001 mSv/h
1 m1 m10 m10 m
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D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: ResponsabilitàResponsabilità
DATORE DI LAVORODATORE DI LAVORO
DIRIGENTIDIRIGENTI
PREPOSTIPREPOSTI
LAVORATORILAVORATORI
ESPERTOESPERTOQUALIFICATOQUALIFICATO
MEDICOMEDICOAUTORIZZATOAUTORIZZATO
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Cat. ACat. A
popolazionepopolazione
Cat. BCat. B11 66 2020
Limite di dose efficace annua (mSv)Limite di dose efficace annua (mSv)
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: classificazione lavoratoriclassificazione lavoratori
A cura di Sandro SANDRI 42
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: classificazione zoneclassificazione zone
Acceleratore
Zona ControllataZona Controllata
Zona SorvegliataZona Sorvegliata
Zona LiberaZona Libera
6 mSv/a < D < 20 mSv/a
1 mSv/a < D < 6 mSv/a
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Le segnalazioniLe segnalazioni
A cura di Sandro SANDRI 44
ComunicazioneComunicazionePreventivaPreventivadi pratichedi pratiche
(art. 22)(art. 22)N.O. diN.O. di
Categoria BCategoria B(art. 28)(art. 28) N.O. diN.O. di
Categoria ACategoria A(art. 29)(art. 29)
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: autorizzazioniautorizzazioni