La RadioprotezioneLa Radioprotezione(D.Lgs 230/95)(D.Lgs 230/95)

Dott. HORN ORNI RaimondoDott. HORN ORNI Raimondo

Impiego delle radiazione nelle attività Impiego delle radiazione nelle attività umaneumane

L’ impiegoL’ impiego delle radiazioni ionizzanti, e dei fenomeni fisici delle radiazioni ionizzanti, e dei fenomeni fisici ad esse connessi, nelle molteplici attività umane, inizia verso la ad esse connessi, nelle molteplici attività umane, inizia verso la fine del 1800 con la scoperta dei raggi-x ad opera di Roengten. fine del 1800 con la scoperta dei raggi-x ad opera di Roengten. Attualmente tale impiego si realizza : Attualmente tale impiego si realizza :

Nell’ IndustriaNell’ Industria Nella generazione di energia Nella generazione di energia Nella diagnostica e nella terapia medicaNella diagnostica e nella terapia medica Nella ricerca di base ed applicataNella ricerca di base ed applicata Nella costruzione di armamenti nucleari.Nella costruzione di armamenti nucleari.

Quale che sia il campo di impiego, Quale che sia il campo di impiego, si è subito presentata l’esigenza si è subito presentata l’esigenza didi

predisporre strumenti e norme che assicurino, negli ambienti di predisporre strumenti e norme che assicurino, negli ambienti di lavoro e di vita un livello di rischio da radiazioni accettabile. lavoro e di vita un livello di rischio da radiazioni accettabile.

Scopo del corso è illustrare il concetto di rischio radiologico Scopo del corso è illustrare il concetto di rischio radiologico nonché i metodi e nonché i metodi e

strumenti propri della Radioprotezione in relazione ai vari strumenti propri della Radioprotezione in relazione ai vari ambienti di lavoro ambienti di lavoro

tipici di un policlinico universitario. tipici di un policlinico universitario.

RADIAZIONI IONIZZANTIRADIAZIONI IONIZZANTI

DefinizioneDefinizione : : energia emessa da una fonte e energia emessa da una fonte e che che

modifica lo stato fisico degli atomi dei modifica lo stato fisico degli atomi dei materiali materiali

incontrati.incontrati. Le radiazioni ionizzanti possono essereLe radiazioni ionizzanti possono essere

Radiazioni elettromagnetiche Radiazioni CorpuscolariRadiazioni elettromagnetiche Radiazioni Corpuscolari (fotoni x, (fotoni x,

n, p……n, p……

Le modifiche che avvengono negli atomi incontrati Le modifiche che avvengono negli atomi incontrati costituiscono i costituiscono i pprocessi di ionizzazionerocessi di ionizzazione

Sorgenti di Radiazioni Ionizzanti Sorgenti di Radiazioni Ionizzanti

Sostanze Radioattive Sostanze Radioattive Macchine radiogene Macchine radiogene Raggi cosmiciRaggi cosmici

((NaturaliNaturali o o ArtificialiArtificiali ) ( Apparecchi Rx - Acceleratori)) ( Apparecchi Rx - Acceleratori)

Naturale 2 mSv

Medica 0.4 mSv

Fallout 0.02 mSv

Energia nucleare

0.001 mSv

Sorgenti di radiazioni naturali ed artificialiSorgenti naturali

Terrestri interne

1.32 mSv

Terrestri esterne

0.35 mSv

Cosmiche interne

0.015 mSv

Cosmicheesterne 0.3 mSv

Sorgenti radioattive naturali ed artificiali: Sorgenti radioattive naturali ed artificiali: Contributo alla dose alla popolazioneContributo alla dose alla popolazione

Sostanze radioattive naturaliSostanze radioattive naturali Principali elementi radioattivi naturali:Principali elementi radioattivi naturali:

uranio-238 e famiglia (…uranio-238 e famiglia (…Radio-226...Radon-Radio-226...Radon-222..Piombo-210….)222..Piombo-210….)

Torio-232 e famiglia (….Radon-220….)Torio-232 e famiglia (….Radon-220….) Potassio-40Potassio-40 Rubidio- 87Rubidio- 87

Tali elementi esistono in natura a causa del Tali elementi esistono in natura a causa del lungo lungo periodo necessario per il loro decadimentoperiodo necessario per il loro decadimento ( vari miliardi di anni); essi entrano nel ciclo ( vari miliardi di anni); essi entrano nel ciclo biologico ed alimentare provocando il maggior biologico ed alimentare provocando il maggior contributo alla dose della popolazione. La dose contributo alla dose della popolazione. La dose varia da luogo a luogo ( da qualche mSv a varia da luogo a luogo ( da qualche mSv a decine di mSv in un anno)decine di mSv in un anno)

Raggi cosmiciRaggi cosmici

I raggi cosmiciI raggi cosmici (raggi x, particelle cariche (raggi x, particelle cariche veloci)veloci)

provengono in gran parte dallo spazio provengono in gran parte dallo spazio interstellare ed altri sono emessi dal sole con interstellare ed altri sono emessi dal sole con intensità diversa, in relazione agli eventi solari. intensità diversa, in relazione agli eventi solari.

Tali emissioniTali emissioni investono la Terra con intensità investono la Terra con intensità variabile dall’equatore ai poli, ed aumenta con variabile dall’equatore ai poli, ed aumenta con l’altitudine (poiché diminuisce l’effetto l’altitudine (poiché diminuisce l’effetto schermante dell’aria).schermante dell’aria).

I raggi cosmiciI raggi cosmici forniscono alla popolazione una forniscono alla popolazione una dose per irradiazione esterna quasi la metà di dose per irradiazione esterna quasi la metà di quella dovuta all’intera radiazione naturale.quella dovuta all’intera radiazione naturale.

Raggi cosmici: esposizione a Raggi cosmici: esposizione a varie quotevarie quote

20 Km

13 μSv/ora

12 Km

5 μSv/ora

2 Km

0.1 μSv/ora

Livello del mare

0.03 μSv/ora

SOSTANZE RADIOATTIVESOSTANZE RADIOATTIVE

Molti nuclei costituenti la materia presentano un certo grado di instabilità per cui spontaneamente tendono a trasformarsi in nuclei più stabili con emissione di radiazione. Le sostanze contenenti tali nuclei instabili sono note come SOSTANZE RADIOATTIVE. IL processo di trasformazione è detto DECADIMENTO RADIOATTIVO ed avviene con un tempo e con emissione di radiazioni caratteristiche per ogni nucleo.

Effetto del decadimento radioattivo è dunque la graduale scomparsa dei nuclei instabili che sono sostituiti da nuclei più stabili come prodotto finale, poiché durante le fasi intermedie del decadimento si possono ottenere nuclei fortemente instabili.

Il DECADIMENTO RADIOATTIVOIl DECADIMENTO RADIOATTIVO

Il decadimento Radioattivo è descrivibile Il decadimento Radioattivo è descrivibile completamente da due tipi di rappresentazioni completamente da due tipi di rappresentazioni che rispondono ai quesiti:che rispondono ai quesiti:

Che tipo di trasformazioni fisico-chimicheChe tipo di trasformazioni fisico-chimiche avvengono nel processo, che tipo di radiazioni avvengono nel processo, che tipo di radiazioni emesse e relative energie:emesse e relative energie:

Come cambia, nel tempo, il numero di nucleiCome cambia, nel tempo, il numero di nuclei instabili che inizialmente sono contenuti in una instabili che inizialmente sono contenuti in una certa quantità di sostanza radioattiva:certa quantità di sostanza radioattiva:

(stabile) Tc Tc Mo 9943

99m43

9942

e T

t0.693

0t NN

Nt

tT

N0

N0

2

Schema di decadimento del Molibdeno Schema di decadimento del Molibdeno radioattivoradioattivo

h 66 Mo9942

h 6.00 Tc99m43

anni 214500 Tc9943

eV

MeV

eV 0.78 MeV

eV

(Stabile)Ru 9944

MeV

CURVA DI DECADIMENTO TC-99m

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00

Tempo (Ore)

Fraz

ione

di a

ttivi

tà in

izia

le

Decadimento tecnezio

Il tempo di dimezzanento del Tc-99m vale circa 6 ore pertanto dopo tale periodo la quantità iniziale del radionuclide si riduce alla metà

Sorgenti sigillate e non sigillateSorgenti sigillate e non sigillate

Le sorgenti radioattive sono suddivise in due categorieLe sorgenti radioattive sono suddivise in due categorie ::

- Sorgenti Sigillate (S.S.)- Sorgenti Sigillate (S.S.) Sono confezionate in modo tale che in condizioni normali di impiego non Sono confezionate in modo tale che in condizioni normali di impiego non

possono dare origine a nessun tipo di contaminazione dell’ambiente o delle possono dare origine a nessun tipo di contaminazione dell’ambiente o delle persone. La fonte di rischio è legata alla sola persone. La fonte di rischio è legata alla sola

Irradiazione esternaIrradiazione esterna

- Sorgenti non Sigillate (S.N.S)- Sorgenti non Sigillate (S.N.S) Sono in forma liquida, gassosa, polveri, quindi nelle normali condizioni Sono in forma liquida, gassosa, polveri, quindi nelle normali condizioni

di lavoro possono disperdersi nell’ambiente circostante ed entrare nei di lavoro possono disperdersi nell’ambiente circostante ed entrare nei cicli biologici e nelle catene alimentari dell’uomo. La fonte di rischio è cicli biologici e nelle catene alimentari dell’uomo. La fonte di rischio è legata a :legata a :

Irradiazione internaIrradiazione interna

Irradiazione esternaIrradiazione esterna

Sugli operatori esposti a tali rischi Sugli operatori esposti a tali rischi occorre valutare le dosi per occorre valutare le dosi per irradiazione esterna nonché le dosi agli organi del corpo, i quali possono irradiazione esterna nonché le dosi agli organi del corpo, i quali possono incorporare aliquote di sostanze radioattive eventualmente introdotte incorporare aliquote di sostanze radioattive eventualmente introdotte accidentalmente, per ingestione o per inalazione.accidentalmente, per ingestione o per inalazione.

Per scopi di sorveglianza fisica è definito il Per scopi di sorveglianza fisica è definito il Limite Annuale di Limite Annuale di

Introduzione (ALI)Introduzione (ALI) . Tale parametro è relativo ai diversi radioisotopi e . Tale parametro è relativo ai diversi radioisotopi e stato fisico-chimico ed esprime la quantità di radioisotopo che introdotta stato fisico-chimico ed esprime la quantità di radioisotopo che introdotta nell’organismo in un anno, determina il raggiungimento delle dosi limite nell’organismo in un anno, determina il raggiungimento delle dosi limite fissate per i lavoratori e la popolazione, relativamente al corpo intero e per fissate per i lavoratori e la popolazione, relativamente al corpo intero e per i singoli organi critici; i singoli organi critici;

Atomo e radioattivitàAtomo e radioattività

Le particelle emesse nei processi di decadimento radioattivo sono quelle

costituenti l’atomo ed il nucleo stesso:

Elettroni ( β)

Neutroni (n)

2 Protoni + 2 neutroni (α)

A tali particelle vanno aggiunti i

Fotoni ( ץ -x )

I fotoni sono onde elettromagnetiche come la luce visibile. Un fotone può essere descritto come un piccolo pacchetto di energia privo di massa e si propaga nello spazio alla velocità pari a quella della luce; questa energia è il risultato della diseccitazione del nucleo per raggiungere un livello di più bassa energia.

La luce visibile altro non è che emissione di fotoni a bassa energia . I raggi X, i raggi gamma, sono emissioni di fotoni ad energia molto più elevata. Grandezze Fisiche

Tre diversi tipi di radiazione : Tre diversi tipi di radiazione :

+ + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - -

Sostanza Radioattiva

Piastra positiva

Piastra negativa

Facendo passare il fascio di radiazione tra due piastre caricate una positivamente e l’altra negativamente, si separano le tre componenti della radiazione

Grandezze Fisiche

Tipi di radiazioniTipi di radiazioni CARATTERICARATTERI

ALFA ALFA

BETABETA

GAMMAGAMMA

massamassa 44 0,00050,0005 00

carica elettricacarica elettrica + 2+ 2 11 00

energia (Mev)energia (Mev) 4 4 8 8 0 0 3 3 0 0 20 20

range in ariarange in aria pochi cmpochi cm vari m.vari m. molti mmolti m

range in tessutorange in tessuto 50 50 mm pochi mmpochi mm vari cmvari cm

Irradiazione di Irradiazione di interesseinteresse

internainterna esterna + esterna + internainterna

Esterna + Esterna + internainterna

Possibili mezzi Possibili mezzi protettiviprotettivi

carta carta fogli di fogli di plasticaplasticalegnolegno

alluminioalluminiovetrovetroPlastichePlastiche

piombopiombocalcestruzzocalcestruzzoVetro e Vetro e gomma algomma alpiombopiombo

Grandezze Fisiche

Effetti di ionizzazione nella materia al passaggio delle particelleEffetti di ionizzazione nella materia al passaggio delle particelle

Le Particelle α e β sono elettricamente cariche per cui passando vicino agli elettroni 0rbitali interagiscono con essi strappandoli (alcuni) dall’atomo incontrato, il quale resta ionizzato.

Le particelle α producono 3000 ÷ 6000 coppie di ioni in un mm di aria.

Le particelle β ne producono 5 ÷ 40

Particelle βPercorso in aria:

qualche m.

Particelle αPercorso in aria:

qualche cm.

I fotoni x non sono carichi e dunque possono ionizzare l’atomo solo se urtano direttamente gli elettroni ai quali cedono parte della loro energia (effetto Compton) o tutta ed in questo caso si annullano (effetto fotoelettrico)

Fotone percorso in aria:

Molti m.Grandezze Fisiche

Caratteristiche di attenuazione Caratteristiche di attenuazione delle radiazioni ionizzantidelle radiazioni ionizzanti

Grandezze Fisiche

Grandezze Fisiche

GRANDEZZE UTILI CON LE SOSTANZE RADIOATTIVE

ATTIVITA’

Si definisce attività di un materiale radioattivo il numero di disintegrazioni nucleari spontanee di quel materiale, nell’unità di tempo. L’unità di misura è il Bequerel (Bq) che corrisponde a 1 disintegrazione al secondo. Nel passato era utilizzato il Ci. Ad 1 Ci corrispondono 3,7 x 1010 Bq.

La disintegrazione di un nucleo comporta l’emissione di radiazioni che possono essere di vario tipo:

corpuscolari (-, +, particelle , neutroni, protoni, ecc...) elettromagnetiche (raggi x o gamma di varia energia).

L’interazione di queste diverse radiazioni, con la materia è nettamente differenziabile, la conoscenza di ciò permette di adottare le opportune precauzioni atte a ridurre eventuali rischi sanitari.

aattttiivviittaa

Al fine di caratterizzare l’entità del flusso radiante emergente da una sorgente radioattiva sono particolarmente utili due grandezze: la costante gamma e la costante beta. Queste costanti risultano conosciute per la maggior parte dei radioisotopi utilizzati

COSTANTE GAMMA: esprime il rateo di esposizione a un metro da una sorgente puntiforme di attività unitaria dovuto a radiazioni X e/o gamma.

COSTANTE BETA:esprime il rateo di esposizione approssimativo a 30 cm da una sorgente puntiforme, emittente e di attività unitaria L’esposizione è una grandezza che in qualche modo può essere ricondotta all’equivalente di dose ed esprime la quantità di ionizzazione dell’aria prodotto dalle radiazioni ionizzanti.

L’utilizzo di queste costanti congiuntamente ai fattori tempo, distanza, schermatura, rende possibile valutare le dosi dovute ad “irradiazione esterna” in attività connesse all’uso di sostanze radioattive.

Descrittori del flusso radiante emesso da una sorgente radioattiva

CCoossttaanntte e ggaammmmaa

TEMPO DI DIMEZZAMENTO

I diversi radioisotopi oltre a differenziarsi per il tipo di radiazione, hanno un’altra variabile che li caratterizza: il “tempo di dimezzamento T ½” .

Questa grandezza esprime la velocità con cui si riduce l’attività di una determinata quantità di sostanza e più precisamente, rappresenta l’intervallo di tempo necessario a ridurre l’attività alla sua metà.

l’andamento dell’attività in funzione del tempo è espresso dalla funzione:

Dove: A(t) è l’attività presente al tempo t A(0) è l’attività al tempo t=0;

TTeemmppo o ddiieezzzzaammeennttoo

et

T

0.693

1/2A(0)A(t)

EEffffeetttti i ssuullllaa ppeerrssoonnaa

EFFETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI EFFETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI

EFFETTI SUGLI ATOMI EFFETTI SUGLI ATOMI (Ionizzazione)(Ionizzazione)

Morte della cellulaMorte della cellula EFFETTI SULLA CELLULA Mutazione del DNA EFFETTI SULLA CELLULA Mutazione del DNA

Riparazione del danno Riparazione del danno

Immediati (Eritemi –Immediati (Eritemi –Morte)Morte)

SomaticiSomatici Tardivi (Leucemia Tardivi (Leucemia

tumori)tumori)

EFFETTI SULLA PERSONA EFFETTI SULLA PERSONA

Genetici Genetici

0 1 Sv 4 Sv 0 1 Sv 4 Sv 7 Sv 7 Sv

EFFETTI TARDIVI EFFETTI IMMEDIATI MORTE

AL 50%

Soglie di rischio per gli Soglie di rischio per gli effetti delle R.I.effetti delle R.I.

Gli effetti immediatiGli effetti immediati sono effetti somatici di sono effetti somatici di tipo non stocastico e si producono per dose tipo non stocastico e si producono per dose da radiazioni superiori a determinati valori da radiazioni superiori a determinati valori (eritema, perdita di peli, opacità del cristallino, sterilità, (eritema, perdita di peli, opacità del cristallino, sterilità, sindrome gastrica, sindrome neurologica……, morte.)sindrome gastrica, sindrome neurologica……, morte.)

La gravità degli effetti è proporzionale alla La gravità degli effetti è proporzionale alla dose assorbita.dose assorbita.Gli effetti tardivi comprendono gli effetti genetici e gli effetti somatici di tipo stocastico (mutazioni genetiche,leucemie, tumori…) .

Essi possono verificarsi a dosi di radiazioni anche molto basse (compresa la dose dovuta al fondo naturale). La probabilità che si verifichino è proporzionale alla DOSE di radiazioni ricevuta dal soggetto. La gravità è indipendente dalla dose assorbita.

LA RADIOPROTEZIONE

È la disciplina che ha l’obbiettivo di preservare lo stato di salute e di benessere dei lavoratori e degli individui componenti la popolazione dai rischi connessi all’uso di radiazioni ionizzanti. Ciò viene conseguito riducendo i rischi da radiazioni ionizzanti a livello accettabili per quelle attività che sono giustificate dai benefici che ne derivano alla società ed ai suoi membri.

Nel conseguire questi obbiettivi, questa disciplina deve provvedere anche alla difesa e tutela dell’ambiente.

LLaa rraaddiioopprrootteezziioonnee

Principi di base in Principi di base in radioprotezioneradioprotezione

Principio di giustificazionePrincipio di giustificazione Ogni attività umana con R.I. deve trovare Ogni attività umana con R.I. deve trovare

adeguata motivazione in un netto e positivo adeguata motivazione in un netto e positivo bilancio tra rischi e benefici associati ad essa.bilancio tra rischi e benefici associati ad essa.

Principio di ottimizzazionePrincipio di ottimizzazione

Tutte le esposizioni devono essere mantenute Tutte le esposizioni devono essere mantenute tanto basse quanto ragionevolmente ottenibile in tanto basse quanto ragionevolmente ottenibile in riferimento a considerazioni economiche e socialiriferimento a considerazioni economiche e sociali

Principio del limite della dose individualePrincipio del limite della dose individuale La dose ai singoli individui non deve superare i La dose ai singoli individui non deve superare i

limiti raccomandati per le varie circostanzelimiti raccomandati per le varie circostanze

I RISCHI DA RADIAZIONI IONIZZANTI

La radioprotezione si prefigge lo scopo di prevenire gli

effetti immediati (effetti non stocastici) delle radiazioni e

la limitazione degli effetti tardivi ( effetti stocastici e

genetici ) entro un livello accettabile.

I I rriisscchhi i dda a rraaddiiaazziioonni i iioonniizzzzaannttii

Grandezze ed unità di misura delle Grandezze ed unità di misura delle

radiazioni ionizzantiradiazioni ionizzanti

Tipo di particelle emessTipo di particelle emessee

Energia delle particelle Energia delle particelle Numero particelle emesNumero particelle emes

se per sec e nell’unità dse per sec e nell’unità di angolo solidoi angolo solido

Costanti di emissioneCostanti di emissione

I valori delle grandezze sono legati al tipo di radionuclide

I valori delle grandezze sono legati al tipo di macchina nonché ai parametri selezionati per il funzionamento: (KV, mA)

Altre Grandezze fisiche (e non) sono associate agli effetti che le radiazioni ionizzanti producono nella materia irraggiata

In questo caso la grandezza fisica è definita secondo il livello gerarchico di aggregazione della materia:

• Materia inerte

• Tessuti ed organi umani

• Persona

M.R.

S.R.

Alcune grandezze Alcune grandezze fisiche sono associate al fisiche sono associate al tipo ed alla intensità tipo ed alla intensità delle radiazioni delle radiazioni ionizzanti ionizzanti (caratteristiche della (caratteristiche della sorgente)sorgente)

FFaattttoorri i ddi i ppoonnddeerraazziioonnee ddeegglli i oorrggaannii

Modello dell’uomo standard usato in dosimetria

Fattori di ponderazioneWT

Gonadi 0,20Midollo osseo (rosso) 0,12Colon 0,12Polmone 0,12(vie respiratorie toraciche)

Stomaco 0,12

Vescica 0,05Mammelle 0,05Fegato 0.05Esofago 0,05 Tiroide 0,05Pelle 0,01Superficie ossea 0,01Rimanenti 5 altriorgani e/o tessuti 0,05(ad esclusione di estremità e cristallino)

RRaaddiioopprrootteezziioonne e nneei i llaabboorraattoorrii

ORIENTAMENTI OPERATIVI DI RADIOPROTEZIONE IN

LABORATORI DI RICERCA BIOMEDICA

ELEMENTI

DI

RISCHIO

sorgenti non sigillate

manipolazione di piccole quantità

frequenti manipolazioni

emittenti e gamma di bassa energia

prevalenza di manipolazioni per via umida o tipo

RIA

Dall’analisi dei fattori di rischio presenti si evincono due modalità di esposizione

che concretamente possono produrre significativi assorbimenti di dose:

la contaminazione interna

l’irradiazione esterna delle mani

Entità delle esposizioni in medicinaEntità delle esposizioni in medicina

Attività in vitroAttività in vitro Poiché si utilizzano piccole Poiché si utilizzano piccole

attività di SNS I livelli di attività di SNS I livelli di esposizione alle mani dovuti alla esposizione alle mani dovuti alla irradiazione esterna sono irradiazione esterna sono sicuramente contenuti mentre la sicuramente contenuti mentre la contaminazione superficiale può contaminazione superficiale può configurare livelli di dose configurare livelli di dose assorbita alla pelle non assorbita alla pelle non trascurabili.trascurabili.

I livelli di esposizione dovuti ad I livelli di esposizione dovuti ad eventuale contaminazione eventuale contaminazione interna sono in genere bassi per interna sono in genere bassi per la maggior parte dei radioisotopi la maggior parte dei radioisotopi utilizzati utilizzati (H-3(H-3; ; C-14C-14; ; S-35S-35; ; Ca-Ca-4545) ma non per i radioisotopi ) ma non per i radioisotopi dello dello IodioIodio che possono che possono produrre elevati livelli di produrre elevati livelli di equivalente di dose alla tiroide.equivalente di dose alla tiroide.

Attività in vivoAttività in vivo Per la manipolazione di attività Per la manipolazione di attività

da alcuni MBq ad alcuni GBq si da alcuni MBq ad alcuni GBq si possono avere livelli elevati di possono avere livelli elevati di esposizione alle mani e alla pelle esposizione alle mani e alla pelle dovuti alla irradiazione esterna e dovuti alla irradiazione esterna e alla contaminazione superficiale .alla contaminazione superficiale .

Analogamente possono essere Analogamente possono essere elevati i livelli di esposizione elevati i livelli di esposizione dovuti alla contaminazione dovuti alla contaminazione interna per lo interna per lo I-131 I-131 . In genere i . In genere i radiofarmaci usati radiofarmaci usati esclusivamente in diagnostica esclusivamente in diagnostica ( come il ( come il Tc-99mTc-99m, l’, l’In-111In-111, il , il Tl-201Tl-201 o il o il Ga-67Ga-67) per il breve ) per il breve tempo di dimezzamento e il tipo tempo di dimezzamento e il tipo di molecola utilizzato non danno di molecola utilizzato non danno origine a elevati valori di dose origine a elevati valori di dose efficace.efficace.

Analisi rischi nei LaboratoriAnalisi rischi nei Laboratori

Causa di rischio radiologico:Causa di rischio radiologico: Esposizioni riferite a numerose e diversificate Esposizioni riferite a numerose e diversificate

manipolazioni di sorgenti non sigillate di media e bassa manipolazioni di sorgenti non sigillate di media e bassa attività (da qualche kBq a decine di MBq)attività (da qualche kBq a decine di MBq)

- - Radionuclidi utilizzatiRadionuclidi utilizzati::

HH33 - C - C14 14 - P - P3232 - P - P3333 - I - I125125 - I - I131131 – S – S3535

- - Tipologia delle manipolazioni:Tipologia delle manipolazioni: Metodiche RIA – Manipolazioni semplici per via umida Metodiche RIA – Manipolazioni semplici per via umida

- Tipo di esposizione:- Tipo di esposizione: Irradiazione esterna (Inevitabile ma riducibile a bassi (Inevitabile ma riducibile a bassi

valori)valori)

contaminazione superficiale ed interna (Evitabile – Possibile Evitabile – Possibile perper incidenti)incidenti)

Analisi rischi nei laboratori : Irradiazione Analisi rischi nei laboratori : Irradiazione esterna esterna

Fase operativa : Fase operativa : Manipolazione di sorgenti madre Manipolazione di sorgenti madre ( 10 ( 10 ÷÷ 100 MBq ) 100 MBq )

- - Rischio dovuto ad irradiazione esterna delle mani e del corpo con manipolazione Rischio dovuto ad irradiazione esterna delle mani e del corpo con manipolazione della sorgente della sorgente priva del contenitore protettivo.priva del contenitore protettivo.

P P 3232 Dose in aria a Dose in aria a 6 cm6 cm dalla sorgente madre: dalla sorgente madre: ≈ 25≈ 25 ÷ ÷ 250250 mGy/hmGy/h

60 cm60 cm ≈ 0.26 ≈ 0.26 ÷ 2.6 ÷ 2.6 mGy/hmGy/h

C C 14 14 Dose in aria a Dose in aria a 6 cm6 cm …………………. …………………. ≈≈ 33 33 ÷ 330 ÷ 330 mGy/hmGy/h

20 cm20 cm ≈ 0.03 ≈ 0.03 ÷÷ 0.3 0.3 mGy/hmGy/h

60 cm60 cm ………………… ………………… Trascurabile Trascurabile I I 125 125 Dose in aria a Dose in aria a 6 cm6 cm …………………. …………………. ≈ 0.1 ≈ 0.1 ÷ 1.0 ÷ 1.0

mGy/hmGy/h 60 cm60 cm ≈ 0.001 ≈ 0.001 ÷ 0.01 ÷ 0.01 Durata manipolazione : 1 ÷ 2 min.Durata manipolazione : 1 ÷ 2 min.

Esposizione massima prevedibile alle mani: ≈ 11Esposizione massima prevedibile alle mani: ≈ 11 mSv mSv

Esposizione massima prevedibile al corpo : ≈ 0.1 Esposizione massima prevedibile al corpo : ≈ 0.1 mSv mSv

Sorgenti non sigillateSorgenti non sigillatePrincipali presidi di radioprotezione nelle Principali presidi di radioprotezione nelle

attività in vitroattività in vitro

Attività in vivo

Strumenti di misura delle grandezzeStrumenti di misura delle grandezze fisiche fisiche associate alle radiazioni: associate alle radiazioni: CONTATORI e CONTATORI e

DOSIMETRIDOSIMETRI

Contatore Geiger

Dosimetro

Dosimetro individuale

Contatore mani-piedi

FFoonntti i nnoorrmmaattiivve e ddeelllla a rraaddiioopprrootteezziioonnee

NORME TECNICHE emanate da parte di organismi scientifici nazionali ed internazionali

NORME GIURIDICHE

Emanate dagli Stati dei vari paesi

I paesi della CE sono legati dal Trattato EURATOM (1957) recepito in Italia con legge 1203/57. Tale trattato vincola i paesi interessati al recepimento, mediante decreti delle DIRETTIVE emanate su ASPETTI FONDAMENTALI relativi alla protezione sanitaria nell’impiego pacifico dell’energia nucleare:

• DOSI MASSIME AMMISSIBILI CON UN SUFFICIENTE MARGINE DI SICUREZZA

• ESPOSIZIONI E CONTAMINAZIONI MASSIME AMMISSIBILI

• PRINCIPI FONDAMENTALI DI SORVEGLIANZA SANITARIA DEI LAVORATORI

FONTI NORMATIVE DELLA RADIOPROTEZIONE

In Italia il recepimento delle DIRETTIVE EURATOM è posto in essere :

dal DL.vo 241/2000 (protezione dei lavoratori e della popolazione

dal DL.vo 187/2000 (protezione della persona sottoposta ad interventi di radiologia medica, medicina nucleare e radioterapia.

Momenti significativi per l’attuazione della Momenti significativi per l’attuazione della radioprotezione (D.L.vo 241/2000)radioprotezione (D.L.vo 241/2000)

Individuazione dei DirigentiIndividuazione dei Dirigenti Nomina dell’Esperto Qualificato Nomina dell’Esperto Qualificato Nomina del Medico AutorizzatoNomina del Medico Autorizzato Progettazione dell’impianto radiologicoProgettazione dell’impianto radiologico Adempimenti Tecnico-Amministrativi Adempimenti Tecnico-Amministrativi Verifica di primo impiantoVerifica di primo impianto Classificazione delle aree di lavoro in Zone Classificazione delle aree di lavoro in Zone

Controllate e/o SorvegliateControllate e/o Sorvegliate Valori di dose massimi assorbibili dai lavoratori e dalla popValori di dose massimi assorbibili dai lavoratori e dalla pop

olazione olazione Classificazione dei lavoratoriClassificazione dei lavoratori Giudizio preventivo di idoneita’ fisica dei Lavoratori Giudizio preventivo di idoneita’ fisica dei Lavoratori

EspostiEsposti Individuazione ed Assegnazione dei dispositivi per la Individuazione ed Assegnazione dei dispositivi per la

sorveglianza dosimetrica individualesorveglianza dosimetrica individuale Individuazione ed assegnazione dei dispositivi di Individuazione ed assegnazione dei dispositivi di

protezione individualeprotezione individuale Elaborazione del Regolamento di sicurezzaElaborazione del Regolamento di sicurezza Formazione di tutte le figure coinvolte Formazione di tutte le figure coinvolte Sorveglianza fisica dei lavoratori e delle aree classificate Sorveglianza fisica dei lavoratori e delle aree classificate Sorveglianza medica dei “Lavoratori Esposti”Sorveglianza medica dei “Lavoratori Esposti”

OOrrggaanniiggrraammmma a ddeelllla a rraaddiioopprrootteezziioonnee

ORGANIGRAMMA DI RADIOPROTEZIONE

FIGURE COINVOLTE

ESPERTO QUALIFICATO

DIRIGENTI MEDICO AUTORIZZATO

PREPOSTI

LAVORATORI

DATORE DI LAVORO

Responsabile S.P.S. 626

Medico Competente

626

SSoorrvveeggliliaannzza a mmfifissiicca a e e mmeeddiiccaa

SORVEGLIANZA SANITARIA (per conto del datore di lavoro)

(D.Lgs 230/95)

SORVEGLIANZA MEDICA

L’ insieme di visite mediche, indagini speciali e di laboratorio delle disposizioni sanitarie e dei provvedimenti

SORVEGLIANZA FISICA

L’insieme dei dispositivi, degli esami, delle valutazioni, delle misure, delle istruzioni e delle prescrizioni

MEDICO AUTORIZZATO

ESPERTO QUALIFICATO

Specialisti

con particolari cognizioni e addestramenti

la cui qualificazione e autorità viene

riconosciuta dalle competenti autorità

Compiti dei dirigentiCompiti dei dirigentiArt. 61 D.L.vo 230/95Art. 61 D.L.vo 230/95

Promuovono le azioni necessarie ad assicurare il rispetto Promuovono le azioni necessarie ad assicurare il rispetto degli adempimenti autorizzativi sia per l’avvio di nuove degli adempimenti autorizzativi sia per l’avvio di nuove attività con R.I. sia per modifiche delle attività già attività con R.I. sia per modifiche delle attività già autorizzate.autorizzate.

Provvedono che sia eseguita la classificazione dei lavoratori Provvedono che sia eseguita la classificazione dei lavoratori interessatiinteressati

fornendo all’Esperto qualificato le necessarie informazioni.fornendo all’Esperto qualificato le necessarie informazioni. Organizzano le attività indicando le corrette modalità di Organizzano le attività indicando le corrette modalità di

esecuzione del lavoro nel rispetto delle vigenti norme.esecuzione del lavoro nel rispetto delle vigenti norme. Provvedono che i lavoratori siano forniti ed utilizzino i mezzi Provvedono che i lavoratori siano forniti ed utilizzino i mezzi

di sorveglianza dosimetrica e di protezione indicati di sorveglianza dosimetrica e di protezione indicati dall’Esperto Qualificato.dall’Esperto Qualificato.

Provvedono affinchè i singoli lavoratori osservino le norme Provvedono affinchè i singoli lavoratori osservino le norme interne di sicurezza, seguendo le corrette modalitè di interne di sicurezza, seguendo le corrette modalitè di esecuzione del lavoro.esecuzione del lavoro.

Provvedono affinchè siano segnalate, mediante appositi Provvedono affinchè siano segnalate, mediante appositi contrassegni, sia le aree classificate a rischio sia le sorgenti di contrassegni, sia le aree classificate a rischio sia le sorgenti di radiazioni ionizzanti immagazzinateradiazioni ionizzanti immagazzinate

COMPITI DELL’ESPERTO QUALIFICATO

Assicura la sorveglianza fisica, cioè l’insieme delle valutazioni, delle misure, degli esami effettuati delle indicazioni fornite, dei provvedimenti e dei dispositivi adottati al fine di garantire la garantire la protezione sanitaria dei lavoratori e della popolazione. I momenti più significativi sono:

• classificare le aree di lavoro;

• classificare i lavoratori;

• indicare i mezzi di sorveglianza dosimetrica individuale o ambientale e dei dispositivi di protezione;

• rilasciare il Benestare ai progetti di impianti e per l’avvio delle attività ;

• eseguire la valutazione delle dosi individuali e delle introduzioni dei radionuclidi;

• fare la relazione di valutazione dei rischi;

• partecipare alla formazione e informazione dei lavoratori

CCoommppiitti i ddeellll’’eessppeerrtto o qquuaalilifificcaattoo

Limiti di dose per lavoratoriLimiti di dose per lavoratori

Classificazione

del lavoratore

Dose

Efficace

(mSv/anno)

Equivalente di dose

alle mani,

avambracci, piedi e

caviglie

(mSv/anno)

Equivalente di dose

alla pelle*

(mSv/anno)

Equivalente di dose

al cristallino

(mSv/anno)

Non Esposti

1

50

50

15

Esposti di cat. B > 1

6

> 50

150

> 50

150

< 15

50

Esposti di cat.

A

> 6

20

> 150

500

> 150

500

> 50

150

su qualsiasi superficie di 1 cm2 tale limite si applica alla dose media della pelle

NON ESPOSTI ESPOSTI categoria B ESPOSTI categoria A

In generale la gestione dei R.R. prevede le seguenti fasi:

1) Cernita e raccolta

2) Trasporto

3) Trattamento e condizionamento

4) Deposito provvisorio

5) Eliminazione

6) Schedario di contabilità

Trattamento dei R.R.

TTrraattttaammeenntto o RR..RR

Evoluzione della Evoluzione della radioprotezioneradioprotezione

18951895 - Scoperta dei raggi X (W. R- Scoperta dei raggi X (W. Rööentgen)entgen)

18961896 - Scoperta della radioattività (H. Becquerel) - Scoperta della radioattività (H. Becquerel)!898!898 - Scoperta del Radio e del Polonio (M. e P. Curie) - Scoperta del Radio e del Polonio (M. e P. Curie)336 dei primi ricercatori sulla radioattività muoiono per le dosi ricevute336 dei primi ricercatori sulla radioattività muoiono per le dosi ricevute19211921 - Gli inglesi adottano per primi “Raccomandazioni di radioprotezione” - Gli inglesi adottano per primi “Raccomandazioni di radioprotezione”

19281928 - Un Comitato Internazionale di radioprotezione (divenuto poi ICRP) è - Un Comitato Internazionale di radioprotezione (divenuto poi ICRP) è istituito dalistituito dal

2° Congresso Internazionale di Radiologia.2° Congresso Internazionale di Radiologia.

19311931- Il r- Il röentgen (R) è adottato come unità di misura dei raggi X öentgen (R) è adottato come unità di misura dei raggi X

1934 1934 - la Commissione Internazionale raccomanda la “dose di tolleranza di 0.2 - la Commissione Internazionale raccomanda la “dose di tolleranza di 0.2 R/giorno (circa 2 mSv/giorno)R/giorno (circa 2 mSv/giorno)

19411941- il comitato USA per la radioprotezione raccomanda per il Radio il “deposito- il comitato USA per la radioprotezione raccomanda per il Radio il “deposito corporeo massimo” di 0.1 microcuricorporeo massimo” di 0.1 microcuri

19501950 - La ICRP raccomanda la “dose massima ammissibile” di 0.3 R/settimana - La ICRP raccomanda la “dose massima ammissibile” di 0.3 R/settimana

(circa 3(circa 3 mSv/settimana) mSv/settimana) 1953 1953 - Il rad è adottato come unità di dose assorbita- Il rad è adottato come unità di dose assorbita

19561956 - La ICRP raccomanda la “dose massima ammissibile” di 5 rem/anno - La ICRP raccomanda la “dose massima ammissibile” di 5 rem/anno

19591959 - La Comunità Europea emana proprie direttive di radioprotezione con il - La Comunità Europea emana proprie direttive di radioprotezione con il

trattato trattato EURATOMEURATOM

19641964 - L’Italia si adegua alle direttive EURATOM ed emana la legge di - L’Italia si adegua alle direttive EURATOM ed emana la legge di

radioprotezione (DPR 185)radioprotezione (DPR 185)

19771977 - La ICRP raccomanda il nuovo sistema di limitazione delle dosi. - La ICRP raccomanda il nuovo sistema di limitazione delle dosi.

GRANDEZZE E UNITA’ DI MISURA DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI (r.i.)

L’effetto Biologico prodotto dalle r.i. dipende:

1- dalla quantità di energia ceduta dalla radiazione nella materia (dose assorbita);

2- dal tipo e dall’energia delle radiazioni

3- dalle caratteristiche Biologiche degli organi interessati.

1- La “dose assorbita” è una grandezza fisica misurabile la sua unità di misura il Gray (Gy) che

corrisponde all’energia di 1 Joule depositato in un Kg di massa.

2- Per tener conto della dipendenza dell’effetto biologico delle radiazioni anche dal tipo di radiazioni e

dall’energia, è stata definita una seconda grandezza radioprotezionistica la “dose equivalente” HT come

la dose media ( DT) ad un organo o tessuto di tipo T, moltiplicata per un fattore peso adimensionale WR

che è legato al tipo di radiazione ed all’energia

HT = DT x WR L’unità di misura è il Sievert (Sv) .

3- Dato ché l’esposizione alle radiazioni ionizzanti dei diversi organi e tessuti comporta anche diverse probabilità di danno e diversi livelli di gravità del danno a seconda del tessuto o organo interessato, la combinazione di probabilità di danno e del relativo grado di severità è definito Detrimento. Per valutare il detrimento sanitario associato agli effetti probabilistici è stata introdotta la “dose efficace” (E) ovvero la sommatoria della dose equivalente ai vari tessuti e organi irradiati, moltiplicata per un fattore peso

adimensionale WT

E = T WT x HT L’unità di misura è il Sievert (Sv)

WT è un fattore di ponderazione che rappresenta la frazione di detrimento da irradiazione dell’organo o

tessuto T, rispetto al detrimento totale da irradiazione uniforme del corpo intero.

UUnniittà à ddi i mmiissuurra a ddoosse e eeffffiiccaaccee

Incidenti nel mondo del lavoro (U.S.A.)Incidenti nel mondo del lavoro (U.S.A.)

Tipo di attivitàTipo di attività Numero Numero lavoratolavoratoriri

Morti Morti susu

100.00100.0000

Invalidi Invalidi susu

100.000100.000

Perdita di Perdita di vita prevista vita prevista in giorniin giorni

StradeStrade 20.300.020.300.00000

66 400400 3030

ManifatturieraManifatturiera 19.000.019.000.00000

8,78,7 470470 4343

ServiziServizi 20.800.020.800.00000

9,79,7 410410 4747

TrasportiTrasporti 4.800.004.800.000 0

32,732,7 190190 164164

AgricolturaAgricoltura 3.500.003.500.000 0

55,355,3 190190 277277

CostruzioniCostruzioni 3.700.003.700.0000

60,360,3 210210 302302

MiniereMiniere 800.000800.000

65,765,7 4040 328328

Radiazioni Radiazioni ionizzantiionizzanti

( 5 mSv/anno )( 5 mSv/anno )

- - -- -- 4040

Radiazioni di Radiazioni di fondo naturalefondo naturale

- -

-.-. -- 99

Grandezze quantitative di una Grandezze quantitative di una Sostanza radioattivaSostanza radioattiva

Il numero di atomi del radionuclide che decadono in un Il numero di atomi del radionuclide che decadono in un secondo,secondo, ad un certo istante di vita della sorgente, è ad un certo istante di vita della sorgente, è proporzionale la numero totale di atomi del radionuclide presenti proporzionale la numero totale di atomi del radionuclide presenti nella sorgente nell’istante considerato. Tale numero definisce nella sorgente nell’istante considerato. Tale numero definisce anche l’intensità di emissione della sorgente pertanto ne descrive anche l’intensità di emissione della sorgente pertanto ne descrive completamente il carattere quantitativo e viene definito completamente il carattere quantitativo e viene definito ATTIVITÀATTIVITÀ della sorgente radioattiva.della sorgente radioattiva.

ATTIVITÀ ATTIVITÀ = numero di decadimenti (o disintegrazioni) in un = numero di decadimenti (o disintegrazioni) in un secondo (Becquerel)secondo (Becquerel)

1 Becquerel (Bq) = una 1 Becquerel (Bq) = una disintegrazione/secdisintegrazione/sec

Tempo Di Dimezzamento ( T1/2 ) = tempo impiegato per dimezzare il numero di radionuclidi di una specie contenuti nella sorgente radioattiva

Quantità di un radionuclide contenuto in una sorgente radioattiva

( Nelle vecchie unità 1 Ci = 3.7 x 1010 dis/sec 1 mCi = 37 MBq )

Descrittori degli effetti delle radiazioni Descrittori degli effetti delle radiazioni ionizzantiionizzanti

Secondo la complessità gerarchiche di aggregazione della materia è Secondo la complessità gerarchiche di aggregazione della materia è utilizzato un opportuno decrittore degli effetti delle Radiazioni Ionizzantiutilizzato un opportuno decrittore degli effetti delle Radiazioni Ionizzanti

NellaNella Materia inerteMateria inerte : : Dose assorbitaDose assorbita - - definisce la quantità di definisce la quantità di energia depositata energia depositata

nell’unità nell’unità di massadi massa

Dose = Energia/Massa [Gray] Dose = Energia/Massa [Gray]

NeiNei Tessuti biologiciTessuti biologici : : Equivalente di doseEquivalente di dose - Dose assorbita dal - Dose assorbita dal

tessuto opportunamente pesata da un fattore (Wtessuto opportunamente pesata da un fattore (WRR) a causa della ) a causa della

dipendenza degli effetti biologici dal tipo e dall’energia della radiazione . dipendenza degli effetti biologici dal tipo e dall’energia della radiazione .

HHT T = Dose x W= Dose x WRR [Sievert] (T=1…22) [Sievert] (T=1…22)

Nella PersonaNella Persona: : Dose efficaceDose efficace - - Somma delle dosi agli organi, Somma delle dosi agli organi,

pesate per unpesate per un

fattore (Wfattore (WTT) ) che tiene conto della diversa incidenza che ogni organo ha che tiene conto della diversa incidenza che ogni organo ha

sulla salute e qualità della vita dell’individuosulla salute e qualità della vita dell’individuo

E = HE = H11WW1 1 + H+ H22WW2 2 + …….+ H+ …….+ H2222WW2222 (Sievert)(Sievert)

Presidi di radioprotezione nelle Presidi di radioprotezione nelle attività in vivoattività in vivo

Presidi di radioprotezione nelle Presidi di radioprotezione nelle attività in vivoattività in vivo

Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione