APPUNTI DI RADIOPROTEZIONE - NORM-C... · danni stocastici: la probabilità e non la gravitàdi...

ottobre 200811

Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia - dip Fisica nucleare e tElio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia - dip. Fisica nucleare e t

ESCLUSIVO USO DIDATTICO INTERNO - Appunti di radioprotezione

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIAUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIAdip. fisica nucleare e teoricadip. fisica nucleare e teorica

via bassi 6, 27100 pavia, italyvia bassi 6, 27100 pavia, italytel. 038298.7905 tel. 038298.7905 -- [email protected] [email protected] -- www.unipv.it/webgirowww.unipv.it/webgiro

elio girolettielio giroletti

APPUNTI DI APPUNTI DI RADIOPROTEZIONERADIOPROTEZIONE

RISCHI FISICIRISCHI FISICI, , elio giroletti elio giroletti -- 20082008

introduzione effetti delle radiazioni ionizzanti sistema di protezione radiologica considerazioni

effetti biologici delle radiazioni effetti biologici delle radiazioni ionizzanti ionizzanti

di i idi i i

DNA DNA molecola vitalemolecola vitale

Microscopia elettronica a trasmissione di autoradiografia di alveolo, con radiazioni alfa di 241Am (Sanders et al, 1989)

radiazioni radiazioni che ionizzano che ionizzano

la materiala materia

ottobre 200822



radiazioni radiazioni nonnon ionizzantiionizzanti

le radiazioni emesse da:le radiazioni emesse da:•• risonanza magnetica nucleare risonanza magnetica nucleare •• telefoni cellulari telefoni cellulari •• antenne (radiotelevisive e cellulari)antenne (radiotelevisive e cellulari)•• antenne (radiotelevisive e cellulari) antenne (radiotelevisive e cellulari) •• linee dell’alta tensionelinee dell’alta tensione•• ecografi ecografi (ultrasuoni)

nonnon hanno energia sufficienteenergia sufficiente per ionizzare

ON

IZZA

NTI

ON

IZZA

NTI

EFFE

TTI

EFFE

TTI

delle

RA

DIA

ZIO

NI

I ORA

DIA

ZIO

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IO

1) mutazione riparata

non sopravvivenon sopravvive

sopravvive sopravvive

Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid 2004

effetti delle effetti delle radiazioniradiazioni

3) Cellula sopravvive ma mutata

eff. stocasticieff. stocastici(dopo anni)(dopo anni)

pp(eff. deterministici)(eff. deterministici)2) Cellula

muore

ottobre 200833



EFFETTI DETERMINISTICIDETERMINISTICIGravità direttamente proporzionale alla dose Presenti su tutti gli esposti alla medesima dose Lesioni tipiche delle radiazioni ionizzanti Esiste una dose sogliaEffetti presenti solo su gli espostiPossibile reversibilitàInsorgenza di solito precocePrevisione empirica nel singolo individuoEffetti: radiodermite, cataratta, sterilità, sindrome radiodermite, cataratta, sterilità, sindrome acuta da raggi, fino alla morte del soggetto, ecc. acuta da raggi, fino alla morte del soggetto, ecc.

d idannideterministici

da radiazioni ionizzanti

Strambi E, Irradiazioni accidentali ed emergenze nuclearied. SECUP srl, Rep.S.Marino, 1995

Hyper & hypo pigmentation,Hyper & hypo pigmentation,with telangiectasiawith telangiectasiaAtrophic indurated Atrophic indurated

plaqueplaque

Chronic radiodermatitis in 17 year old female patientChronic radiodermatitis in 17 year old female patientafter x2 radiofrequency ablation procedures after x2 radiofrequency ablation procedures

ottobre 200844



21 months after21 months afterfirst procedure,first procedure,base of ulcer base of ulcer

Example of chronic skin injury due to cumulative Example of chronic skin injury due to cumulative skin dose of ~20,000 mGy (20 Gy) from coronary skin dose of ~20,000 mGy (20 Gy) from coronary

angiography and x2 angioplastiesangiography and x2 angioplasties

exposes spinous exposes spinous processprocess

nuove frontiere dellanuove frontiere dellaRADIOTERAPIA a PaviaRADIOTERAPIA a Pavia

Effetti terapeuticiEffetti terapeutici

EFFETTI PROBABILISTICIPROBABILISTICIGravità indipendente dalla dose, legge si/no Effetti presenti solo su alcuni esposti alle RI indipendentemente dalla dose assorbitaLesioni non tipiche delle RIAssenza cautelativa di una dose sogliaInsorgono dopo anni Effetti presenti spontaneamente anche sui non esposti, circa il 25% Effetti: neoplasie, aberrazioni cromosomiche, neoplasie, aberrazioni cromosomiche, mutazioni genetiche (somatiche o prole) mutazioni genetiche (somatiche o prole)

ottobre 200855



danni da radiazionidanni da radiazionie progressione temporalee progressione temporale (Burkart, 1989)(Burkart, 1989)

deterministicideterministicio acutio acuti

teratogeniteratogeni

somatici ritardatisomatici ritardati(tumori)(tumori)

unità arbitrarie

teratogeniteratogeni

geneticigenetici

1mese

5mesi

1anno

10anni

30anni

leucemieleucemie

f tt i li t i 45%

fattori ambientali - 40%

fattori professionali - 4,9%

0 10 20 30 40 50

incidenza, %

radiazioni ionizzanti - 0,1%

fattori alimentari - 45%

POSSIBILI CAUSE DI TUMORI

STIMA DELLA POSSIBILE INCIDENZA PERCENTUALE DELLE VARIE CAUSE DI TUMORE, E. Strambi, Radiazioni e Tumori, 8° Congresso Airm, 2000

a, L

e Sc

ienz

e, 4

70, 2

007

e M

OIV

RE

e M

OIV

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Font

e: h

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nx

σσ ≈

ottobre 200866



a, L

e Sc

ienz

e, 4

70, 2

007

oJo: equazione di de MOIVREoJo: equazione di de MOIVRE

Font

e: h

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L’eq

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nx

σσ ≈

10 2

10 1

Dos

e (m

Sv)

Dos

e (m

Sv)

regione di regione di rilevabilitàrilevabilitàregione di regione di

non rilevabilitànon rilevabilità

RILEVABILITA’ DEI TUMORI SOLIDIRILEVABILITA’ DEI TUMORI SOLIDI

R id ti di Ch b lCh b lMad

rid 2

004

2218

DpnNd

≈

10-0

10-1 10 2 10 4 10 6 10 8personepersone

1 mSv1 mSv10 9 p.

Residenti di ChernobylChernobylin aree sotto stretto controlloin aree sotto stretto controllo~300,000 persone a ~300,000 persone a ~10 mSv~10 mSv

Font

e: A

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e,

LD(50%)LD(50%)

RELAZIONE TRA DOSE E RELAZIONE TRA DOSE E DANNI DA RADIAZIONIDANNI DA RADIAZIONI

effettieffettistocasticistocastici LNT?LNT?

100%100%

effettieffettideterministicideterministici

LD(50%)LD(50%)

25%

50%

esiste esiste soglia!soglia!

stocasticistocastici

Dose (Sv)Dose (Sv)

0,1 0,2 2 544

50%50%

Fonte: Burkart, 1987

ottobre 200877



i possibili dannii possibili danni

danni deterministici:danni deterministici: frequenza e gravitàvariano con la dose; è individuabile una soglia; comprendono: radiodermite, cataratta, radiodermite, cataratta, sterilità, sindrome acuta da raggi, ecc. sterilità, sindrome acuta da raggi, ecc.

danni stocastici:danni stocastici: la probabilità e non la gravità di accadimento è proporzionale alla dose; sembra non esistere soglia; distribuiti casualmente; esitonoesitono naturalmente tra la popolazione (>20%);appaiono dopo annidopo anni;; comprendono: leucemie, leucemie, tumori solidi e malattie ereditarie nella progenietumori solidi e malattie ereditarie nella progenie

dose assorbita dose assorbita dose assorbita dose assorbita

EEii mT EEuu

DLgs 230/95 e smi

il potenziale danno biologico è proporzionale allail potenziale danno biologico è proporzionale alladose media assorbita dall’organo Tdose media assorbita dall’organo T

unità misura SI: unità misura SI: gray, Gy gray, Gy 1Gy =1 J/kg =100 rad ≈6 keV/1Gy =1 J/kg =100 rad ≈6 keV/μμmm33

J. Barò, OSSMA, Univ. Barcellona, 99 - ICRP 60, 91

T

ui

T

ui

T

TmT m

EEm

QEEm

DDoseT

−≈

+−≈== ∑

→

ε0

lim

es.: ovaie: 10 ges.: ovaie: 10 gcorpo intero: 70 kgcorpo intero: 70 kg

datio

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f IC

RPFo

nte:

ICRP

199

1, 1

990

Reco

mm

end

ottobre 200888



Dose equivalente, HTDose equivalente, HT

Ogni radiazione ha una efficacia biologica specificaOgni radiazione ha una efficacia biologica specifica

∑ ⋅=R

RRTT wtDtH )()( ,

R di tiR di ti

Fattore di ponderazione della radiazione, wwRR:fotoni (raggi X e raggi gamma) 1elettroni e muoni 1neutroni, a seconda dell'energia (cambieranno) (cambieranno) 5 - 20protoni E>2MeV, escluso protoni di rinculo (cambierà) 5particelle alfa,particelle alfa, frammenti fissione, nuclei pesanti 2020

unità di misura:unità di misura: sievert, Sv sievert, Sv 1Sv = 1J/kg1Sv = 1J/kg = = 100 rem100 rem1 rem = 100erg/g1 rem = 100erg/g

DLgs 230/95 e smi

R= radiationR= radiationT= tissue (tessuto, organo)T= tissue (tessuto, organo)D = dose assorbita D = dose assorbita

ogni ogni organoha una

sensibilità propriapropria

Organo o tessuto stima rischio (*) (casi 10-2 Sv-1)

Fatt. pond. ($) wT

Gonadi 0,92 0,20 Midollo osseo emopoiet. 0,83 0,12 Colon 0,82 0,12 Polmone, vie toraciche 0,64 0,12 Stomaco 0 8 0 12

dose efficacedose efficace∑ ∑=T R

RTRT DwwE ,

Stomaco 0,8 0,12Vescica 0,24 0,05 Mammella 0,29 0,05 Fegato 0,13 0,05 Esofago 0,19 0,05 Tiroide 0,12 0,05 Pelle 0,03 0,01 Superfice ossea 0,06 0,01 Altri organi e tessuti 0,47 0.05 TOTALE COMPLESSIVO 5,6 1,00 (*) Riferito ai lavoratori esposti, Fonte: ICRP60, 1991; ($) DLgs 230/95 smi

unità misura:sievert, Sv 1Sv = 1J/kg

1Sv=100 rem

(cambieranno)(cambieranno)

Rischi nell’uso diRischi nell’uso dimateriale radioattivomateriale radioattivo

Rischi nell’uso diRischi nell’uso dimateriale radioattivomateriale radioattivo

Irradiazione esterna Contaminazione

esterna: pelle, ecc. interna, attraverso:

Ingestione Inalazione Ferite Perfusione cutanea

J.Barò, OSSMA, Unv. Barcellona, 10/99

ottobre 200899



Detrimento sanitario, 10-2 Sv-1 Neoplasie Soggetti esposti

fatali non fataliEreditari Severi(*) TOTALI fatali non fatali Severi( )

Lavoratori adulti 4,0 0,8 0,8 5,6 popolazione 5,0 1,0 1,3 7,3

rischio rischio ≈≈ EE··detrimentodetrimento…usare con cautela!!!…usare con cautela!!!

(*) in futuro ICRP ridurrà la stima(*) in futuro ICRP ridurrà la stima

V I di id ll i

il rischio in radioprotezione

uscIndannorob SDPRischio ⋅⋅= zioneFormInV eIndividualalutazione

@.

÷⋅

in radioprotezione⎩⎨⎧

⋅⋅

∝⋅TH

EDP

βα

radiazioni ionizzanti

• non si vedono• non si sentono

ionizzanoionizzanola materia sela materia se

E >12 eVE >12 eVλλ<100 nm<100 nm

• non profumano…

⇒ devono essere adottate adeguate precauzioniadeguate precauzioni

ma… sono tossichesono tossiche!IARC radon in classe 1

ottobre 20081010



Pratica radiologica Pratica radiologica DLgs 230/95 modificato

attività umanaattività umana suscettibile di aumentare suscettibile di aumentare l’esposizione degli individui da sorgenti:l’esposizione degli individui da sorgenti:

•• artificiali e/o naturaliartificiali e/o naturali•• artificiali e/o naturali artificiali e/o naturali •• naturalinaturali, , nel caso in cui radionuclidi naturali nel caso in cui radionuclidi naturali non siano trattati per le loro proprietànon siano trattati per le loro proprietàradioattive, fissili o fertili, o da sorgenti radioattive, fissili o fertili, o da sorgenti soggette a disposizioni del capo IIIbissoggette a disposizioni del capo IIIbis•• esclusoescluso interventi emergenzainterventi emergenza

dlgs 187/00, 230/95 e 626/94 (e s.m.i.) gestione gestione della della radioprotezioneradioprotezione

1. 1. GiustificazioneGiustificazione2. 2. Ottimizzazione Ottimizzazione 3. 3. Limitazione dosi individuali Limitazione dosi individuali

•• per lavoratori e popolazione per lavoratori e popolazione •• nonnon per pazienti volont eccper pazienti volont ecc

i principi generali i principi generali

•• nonnon per pazienti, volont. ecc. per pazienti, volont. ecc. 4.4. distinzionedistinzione tra pratica e interventotra pratica e intervento

La radioprotezione dalle radiazioni ionizzantiradiazioni ionizzanti richiede: • sorveglianza fisica: esperto qualificatoesperto qualificato• sorveglianza medica: medico competente/autorizzatomedico competente/autorizzato• entrambi partecipano alla riunione annuale 626 • protezione dei pazienti: esperto in fisica medicaesperto in fisica medica

gli esperti… gli esperti… Esperto qualificato

Valuta il rischio radiogeno Classifica i lavoratori esposti Indica le misure di tutela dalle radiazioni Valuta le dosi ricevute Procede a inchieste sulle dosi anomaleProcede a inchieste sulle dosi anomale

Medico competente /autorizzato Visita preventivaVisite periodiche (annuali /semestrali)Visita di fine rapporto

Entrambiaggiornano documentazione riunione annuale della sicurezza

ottobre 20081111



giustificazionegiustificazioneNuovi tipi o nuove categorie di pratiche che comportano un'esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere giustificati,

art.2, DLgs 230/95 modificato

anteriormente alla loro prima adozione o approvazione, dai loro vantaggi economici, sociali o di altro tipo rispetto al detrimento sanitario che ne può derivare

ottimizzazioneottimizzazione

Qualsiasi pratica deve essere svolta in modo da mantenere


l'esposizione al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali

limitazione delle dosilimitazione delle dosi

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


esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli individui della popolazione (escluse le esposizioni mediche)

I limiti sono complessivi, si riferiscono alla somma delle dosi derivanti da esposizione interna ed esterna

e a tutte le esposizioni professionali svolte nell’anno solare

ottobre 20081212



limiti di dose individualelimiti di dose individualeLimiti di dose, mSv/anno solare (+)

ESPOSTI A A (B)(B) (*) NON ESPOSTIDose efficace 2020 (6) (6) 11Cristallino 150 150 (45)(45) 1515Mani, avambracci 500500 (150)(150) 5050

Sonocomplessivi

Piedi, caviglie 500 500 (150)(150) 5050Pelle, media 1 cmq 500 500 (150)(150) 5050

Nascituro 11Sorv. fisica individ. Si dipendedipende Non

richiestaVisita medica/anno 2 11Fonte: all. IV d.lgs 230/95; (+) si riferiscono a TUTTE sedi lavorative, ma non comprendono le quelle mediche o per assistere i pazienti; (*) sono classificati in categoria B i lavoratori che non sono suscettibili di superare i valori in parentesi;

minoriminoriapprendisti e studenti <18 anniapprendisti e studenti <18 anni

gestanti gestanti (occhio alle indagini mediche)(occhio alle indagini mediche)àà

Tutele Tutele particolariparticolari

nonnon attività in zone classificate o, attività in zone classificate o, comunque, al feto <1mSv comunque, al feto <1mSv astenersi da uso cancerogeni, mutageni astenersi da uso cancerogeni, mutageni non frequentare zone fino a 7 mesi dopo parto non frequentare zone fino a 7 mesi dopo parto

donne che allattano al senodonne che allattano al senoevitare contaminazione internaevitare contaminazione interna

art. 8, DLgs 151/01 e smi

i limiti di dose…i limiti di dose…

• assicurano la protezione dai danni deterministici

• riducono al minimo ma non

Comprendono esposizione esterna ed interna

riducono al minimo, ma non azzerano, il rischio per danni stocastici e genetici

NB: Si riferiscono a TUTTE le sedi lavorative

ottobre 20081313



LA SEGNALETICA

Radiazioni ionizzanti

irradiazione

contaminazione

La segnaletica è indicata dall’esperto qualificato

gammagrafia industriale

altri impieghi delle radiazioni

radiografianeutronica

rivelatoredi fumo

ottobre 20081414



sorgenti di radiazioni ionizzanti sorgenti di radiazioni ionizzanti

naturaliprodotti di consumofallout di bombe atomichefallout di bombe atomiche energia nucleareattività industriali medicina: diagnosi e terapiaricerca

1,20,00020,0050,002

MedicheEnergia nucleare

FalloutChernobyl

DOSI MEDIE alla DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANAPOPOLAZIONE ITALIANA

ValoriValorisottostimatisottostimati!!!!!!

0,40,6

20,3

,

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

CosmiciRadiazione terrestre

Radon e toronIngestione naturali

Mediche

Dose efficace, mSv/anno

totale ≈4,5 mSv/atotale ≈4,5 mSv/afonte: APAT, Annuario 2006fonte: APAT, Annuario 2006

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