Elementi di Radioprotezione A cura di Sandro SANDRI.
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Elementi di Elementi di RadioprotezioneRadioprotezione
A cura diSandro SANDRI
A cura di Sandro SANDRI 2
SommarioSommario
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. RADIOPROTEZIONE IN PRATICA
7. COMPITI E RESPONSABILITA’
8. CLASSIFICAZIONE DI LAVORATORI E AREE
9. AUTORIZZAZIONE DELLE PRATICHE
A cura di Sandro SANDRI 3
Cos’è Una RadiazioneCos’è Una Radiazione
TRASPORTO DI ENERGIA TRATRASPORTO DI ENERGIA TRAPUNTI DIVERSI DELLO SPAZIOPUNTI DIVERSI DELLO SPAZIOSENZA MOVIMENTO DI CORPISENZA MOVIMENTO DI CORPI
MACROSCOPICI E SENZAMACROSCOPICI E SENZABISOGNO DI UN MEZZO DIBISOGNO DI UN MEZZO DI
PROPAGAZIONE MATERIALEPROPAGAZIONE MATERIALE
TRASPORTO DI ENERGIA TRATRASPORTO DI ENERGIA TRAPUNTI DIVERSI DELLO SPAZIOPUNTI DIVERSI DELLO SPAZIOSENZA MOVIMENTO DI CORPISENZA MOVIMENTO DI CORPI
MACROSCOPICI E SENZAMACROSCOPICI E SENZABISOGNO DI UN MEZZO DIBISOGNO DI UN MEZZO DI
PROPAGAZIONE MATERIALEPROPAGAZIONE MATERIALE
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radiazione in grado di produrre ionizzazioneradiazione in grado di produrre ionizzazionein una parte degli atomi ein una parte degli atomi e
delle molecole del mezzo attraversato.delle molecole del mezzo attraversato.
Cos’è Una Radiazione Cos’è Una Radiazione IonizzanteIonizzante
RADIAZIONEINCIDENTE x x
e-
LA IONIZZAZIONE
L’energia trasportatadalla radiazione siMisura solitamenteIn elettron-volt (eV)1 eV = 1.6 10-12 ergs
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Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli
Tavola periodica
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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
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Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli
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Sorgenti Di RadiazioneSorgenti Di Radiazione
sorgenti radioisotopichesorgenti radioisotopiche(naturali, artificiali,modificate dall'uomo);
macchine radiogenemacchine radiogene
x
Tubo RX
INOLTRE:sorgenti extraterrestri(raggi cosmici)
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Tipi di radiazioneTipi di radiazione
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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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Caratteristiche delle emissioniCaratteristiche delle emissioni
I betabeta sono emessi ad energiavariabile in modo continuocon spettri caratteristici.L’energia di massima intensitàè solitamente 1/3 di quella piùelevata.L’energia massima può andareda alcuni keV ad alcuni MeV.
Le alfaalfa ed i gammagamma hannoinvece energie discrete e sonoemessi ad uno o più valori dienergia ben definiti
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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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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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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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Interazioni dei neutroniInterazioni dei neutroni
Anelastica, produzione di pAnelastica, produzione di p
ElasticaElastica
Attivazione (radioisotopi)Attivazione (radioisotopi)
diffusione elasticadiffusione elastica (n,n);
diffusione anelasticadiffusione anelastica
(n,n), (n,n), (n,2n);
cattura radiativacattura radiativa (n,);
emissione di particelle emissione di particelle
carichecariche (n,p), ecc;
fissionefissione (n,f);
spallazionespallazione (n, sciame).
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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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Le grandezze dosimetricheLe grandezze dosimetriche
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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 per kg di materia (1J/kg)(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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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
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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)
A cura di Sandro SANDRI 31
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
0,000001 mSv/h
1 m1 m10 m10 m
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Le basi della radioprotezioneLe basi della radioprotezione
• GiustificazioneGiustificazione
• OttimizzazioneOttimizzazione
• Limitazione del rischio individualeLimitazione del rischio individuale
Rischio-beneficioRischio-beneficioRischio-beneficioRischio-beneficio
ALARAALARAALARAALARA
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Radioprotezione in praticaRadioprotezione in pratica
• Progettazione di impianti e attrezzatureProgettazione di impianti e attrezzature
• Organizzazione e gestioneOrganizzazione e gestione
• Informazione e formazioneInformazione e formazione
• Limitazione e controllo dell’esposizione dei lavoratoriLimitazione e controllo dell’esposizione dei lavoratori
• Limitazione e controllo dei rifiuti radioattiviLimitazione e controllo dei rifiuti radioattivi
• Limitazione e controllo dell’esposizione del pubblicoLimitazione e controllo dell’esposizione del pubblico
• Pianificazione e gestione di emergenzePianificazione e gestione di emergenze
• Predisposizione e gestione di strumentiPredisposizione e gestione di strumenti
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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
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Dose (annua) efficace o Dose (annua) efficace o equivalente:equivalente:
LavoratoriLavoratori
mSv/annomSv/anno
PopolazionePopolazione
mSv/annomSv/anno
efficaceefficace 2020 11
equivalente cristallinoequivalente cristallino 150150 1515
equivalente pelleequivalente pelle 500500 5050
equivalente mani e piediequivalente mani e piedi 500500 5050
Limiti di dose individualiLimiti di dose individuali
D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:D.Lgs. 230/95 e s.m.i.:limitilimiti
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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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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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Le segnalazioniLe segnalazioni
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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