LE SCHERMATURE IN

RADIOPROTEZIONE

Scopo della radioprotezione

Fare in modo che durante lesercizio di pratiche

facenti uso di sorgenti di radiazioni ionizzanti di

qualsivoglia tipo sia minima lesposizione dei

lavoratori e della popolazione

In base alle conoscenze finora (da 100 anni) accumulate

sugli effetti delle radiazioni, sono stati individuati (ed

aggiornati) valori limite di equivalente di dose a cui

corrisponde un rischio ragionevolmente basso

Come stabilisce gli standard di radioprotezione ?

dose

Eff

ett

o

Dai dati sperimentali

Nella zona a basse dosi gli effetti non sono misurabili

??

LICRP assume che una dose, comunque piccola, produce un danno: non vi e soglia, la curva fatta passare per lorigine

Esplosioni

nucleari

Esposizione al radon

nelle miniere incidenti

In radioprotezione vengono comunque fatte assunzioni conservative che sono le seguenti:

esiste una relazione lineare dose-effetto per qualsiasi esposizione, da quelle acute a quelle croniche, indipendentemente dalla intensit della dose ricevuta: il danno proporzionale alla dose integrale assorbita

Non vi alcuna soglia sulla dose da radiazione, al di sopra della quale leffetto si manifesta, ma al di sotto no;

tutte le dosi assorbite da un organo sono completamente additive, indipendentemente dal ritmo di assunzione e dagli intervalli temporali tra una assunzione e le successive;

non vi alcun meccanismo di recupero o riparo biologico alla radiazioni.

I tre principi devono essere applicati in sequenza: si passa cio al secondo quando si si verificato il primo, e al terzo quando si sia verificato anche il secondo.

Le raccomandazioni dellICRP

nessuna attivit umana deve essere accolta a meno che la sua introduzione produca un beneficio netto e dimostrabile 1

ogni esposizione alle radiazioni deve essere tenuta Tanto bassa quanto ragionevolmente ottenibile in base a Considerazioni sociali ed economiche principio ALARA: As Low As Reasonably Achievable

2

lequivalente di dose ai singoli individui non deve superare i limiti raccomandati

3

Figure che hanno un ruolo nel sistema radioprotezione

Esercente, Datore di lavoro,Dirigente,Preposto

Esperto qualificato

Lavoratore, Popolazione

Paziente (in ambito medico, da poco)

E cose

Lavoro ad arte

Organizzatore del lavoro

Rispetto delle procedure e dei regolamenti

LIMITI DI DOSE E ZONE CONTROLLATE

1. LIMITI DI DOSE PER LA POPOLAZIONE

1.1) IL LIMITE DI DOSE EFFICACE PER GLI INDIVIDUI DELLA

POPOLAZIONE E STABILITO IN 1mSv PER ANNO SOLARE.

1.2) Fermo restando il rispetto del limite, sopra indicato,

devono essere altres rispettati in un anno solare i seguenti

limiti

a) 15 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER IL CRISTALLINO

b) 50 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER LA PELLE

calcolato in media su 1cm2 qualsiasi di pelle,

indipendentemente dalla superficie esposta;

c) 50 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER MANI,

AVAMBRACCI, PIEDI E

CAVIGLIE

All. III e IV del D.Lgs 230/95 modificato dal D.Lgs. 241/00

LIMITI DI DOSE E ZONE CONTROLLATE

1. CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI IL LIMITE DI DOSE EFFICACE PER I LAVORATORI ESPOSTI

E STABILITO IN 20mSv IN UN ANNO SOLARE.

2.1) LAVORATORI ESPOSTI (con et maggiore di 18 anni):

a) 150 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER IL

CRISTALLINO

b) 500 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER LA PELLE

calcolato in media su 1cm2 qualsiasi di

pelle, indipendentemente dalla superficie

esposta;

c) 500 mSv di DOSE EQUIVALENTE PER MANI,

AVAMBRACCI, PIEDI E

CAVIGLIE

2.2) LAVORATORI NON ESPOSTI:

i soggetti sottoposti ad una esposizione che non sia

LIMITI DI DOSE E ZONE CONTROLLATE

1. CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI ESPOSTI

3.1) CATEGORIA A: sono suscettibili di unesposizione

superiore, in un anno solare, ad uno dei

seguenti valori:

a) 6 mSv di DOSE EFFICACE

b) i 3/10 di uno qualsiasi dei limiti di DOSE EQUIVALENTE

fissati per il cristallino, per la pelle nonch

per mani, avambracci, caviglie e piedi.

3.2) CATEGORIA B: I LAVORATORI ESPOSTI NON

CLASSIFICATI IN

CATEGORIA A

LIMITI DI DOSE E ZONE CONTROLLATE

1. CLASSIFICAZIONE E DELIMITAZIONE DELLE

AREE DI LAVORO

4.1) ZONA CONTROLLATA: Ogni area di lavoro in cui, , sussiste

per i lavoratori in essa operanti il rischio di superamento di uno

qualsiasi dei valori indicati al 2.1.

4.2) ZONA SORVEGLIATA: Ogni area di lavoro in cui, , sussiste

per i lavoratori in essa operanti il rischio di superamento di uno

dei limiti di dose fissati per le persone del pubblico, ma che non

debba essere classificata Zona Controllata

Con la nuova normativa (successiva al 1995) le

classificazioni di aree e personale sono molto

meno interconnesse: ad esempio un lavoratore

pu superare il limite per le persone del

pubblico lavorando in pi aree in nessuna

delle quali, da sola, sussista il rischio di

superarlo

La classificazione supera il mero carattere di presa

datto di una situazione rigida e acquista il significato,

pi rispondente ad un criterio di prevenzione, di

attenzione su di una particolare situazione

DIMINUZIONE DELLESPOSIZIONE

ALLE RADIAZIONI IONIZZANTI

E POSSIBILE AGIRE SU TRE FATTORI

1. TEMPO DI ESPOSIZIONE

1. DISTANZA DALLA SORGENTE

1. INTERPOSIZIONE DI BARRIERE

(SCHERMATURE)

PROGETTAZIONE DI SCHERMATURE

1. SCEGLIERE I LIVELLI DI RADIAZIONE

CHE SI DESIDERA OTTENERE NEGLI

AMBIENTI PROTETTI

1. ANALIZZARE LE CARATTERISTICHE DEL

CAMPO DI RADIAZIONE

1. PROGETTARE LE BARRIERE

1. FARE DEGLI ACCORGIMENTI PER LE

SOLUZIONI DI CONTINUITA

1. SCELTA DEI LIVELLI DI RADIAZIONE

NEGLI AMBIENTI PROTETTI

ANALISI DELLA DESTINAZIONE DEI LOCALI

DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI RATEO

DESPOSIZIONE O DI DOSE IN BASE AI LIMITI DI DOSE

1. PRINCIPIO DI OTTIMIZZAZIONE

2. FATTORE DI OCCUPAZIONE T

3. FATTORE DI SICUREZZA

PRINCIPIO DI OTTIMIZZAZIONE

TUTTE LE DOSI dovute a esposizioni mediche per scopi

radiologici, ad eccezione delle procedure

radioterapeutiche, DEVONO ESSERE MANTENUTE AL

LIVELLO PIU BASSO RAGIONEVOLMENTE

OTTENIBILE E COMPATIBILE CON IL

RAGGIUNGIMENTO DELLA INFORMAZIONE

DIAGNOSTICA RICHIESTA, tenendo conto di fattori

economici e sociali; il principio di ottimizzazione riguarda

la scelta delle attrezzature, la produzione adeguata di

uninformazione diagnostica appropriata

Art.4 D.Lgs. 187/00

FATTORE DI OCCUPAZIONE T

FATTORE DI SICUREZZA

E UNA FRAZIONE DEL TEMPO DI UTILIZZAZIONE

DELLA SORGENTE, IN CUI LAMBIENTE

CONSIDERATO E OCCUPATO DA PERSONE

SI E SOLITI AUMENTARE LO SPESSORE DELLE

SCHERMATURE, O LA CAPACITA SCHERMANTE ,

PER FAR FRONTE ALLE APPROSSIMAZIONI

CHE SI INTRODUCONO NEI CALCOLI

1. ANALISI DELLE CARATTERISTICHE

DEL CAMPO DI RADIAZIONE

SORGENTI IN GENERE

APPARECCHIATURE CONTENENTI SORGENTI

MACCHINE RADIOGENE

BISOGNA IDENTIFICARE IL TIPO E LINTENSITA DELLE

RADIAZIONI. LE CARATTERISTICHE PIU IMPORTANTI

SONO:

LO SPETTRO ENERGETICO

LINTENSITA MEDIA

LA DISTRIBUZIONE GEOMETRICA

1. PROGETTARE LE BARRIERE

VALUTAZIONE DEL TIPO, DELLA GEOMETRIA E

DELLO SPESSORE DEI MATERIALI DA UTILIZZARE

ATTITUDINE DEL MATERIALE AD ASSORBIRE

RADIAZIONE

ECONOMICITA

IL PESO

LA ROBUSTEZZA STRUTTURALE

PROBLEMI VARI, DI INGOMBRO, INFIAMMABILITA

E EVAPORAZIONE (per schermi in paraffina o acqua)

1. SOLUZIONI DI CONTINUITA

PER SORGENTI DI NOTEVOLE PERICOLOSITA E

IMPORTANTE CONSIDERARE IL PROBLEMA

DELLA CONTINUITA DELLE SCHERMATURE:

APERTURE PER ACCESSO

FORI PER CAVI E/O TUBI

EFFETTO CIELO

PORTE SCHERMANTI

LABIRINTI

EFFETTO CIELO ESEMPIO DI RADIAZIONE DIFFUSA

DIRETTA VERSO LALTO

LA RADIAZIONE VIENE

DIFFUSA DALLARIA IN

ZONE APPARENTEMENTE

PROTETTE DA SCHERMI

ESEMPIO DI ACCESSO A

LABIRINTO

ZONA ESPOSTA ALLA

RADIAZIONE DIRETTA

I CAMPI DI RADIAZIONE

DIMINUISCONO PER RIFLESSIONI

SUCCESSIVE E DECRESCONO

ALLONTANANDOSI DALLE

SUPERFICI DIFFONDENTI

TIPI DI SCHERMATURE

SCHERMATURE PRIMARIE: ATTE AD ATTENUARE IL

FASCIO UTILE

SCHERMATURE SECONDARIE: QUELLE PER LA PROTEZIONE

DALLE RADIAZIONI DIVERSE DAL FASCIO UTILE

RADIAZIONI ATTORNO AD UNA SORGENTE DISTINTE IN:

PRIMARIA: DIRETTAMENTE DALLA SORGENTE

UTILE: DA DIAFRAMMA O DA LIMITATORE DI SORGENTE

DISPERSA: NON UTILE MA PARASSITA E SECONDARIA

PARASSITA: DALLINVOLUCRO IN DIREZIONE DIVERSA DA QUELLA DEL FASCIO UTILE

SECONDARIA: DALLINTERAZIONE PRIMARIA-MATERIA

DIFFUSA: DEVIATA DALLA DIREZIONE PRIMARIA A CAUSA DELLINTERAZIONE CON LA MATERIA (BARRIERE)

1. SCHERMATURE DI PARTICELLE CARICHE

EFFETTI DA CONSIDERARE

PERDITA DI ENERGIA PER IONIZZAZIONE

E PER ECCITAZIONE

PRODUZIONE DI RADIAZIONI SECONDARIE

PENETRANTI

DIFFUSIONE COULOMBIANA (raramente)

1.1 PARTICELLE CARICHE PESANTI

PERDITA DI ENERGIA CONTINUA

PROFONDITA DI PENETRAZIONE (RANGE)

SCHERMO DI SPESSORE MAGGIORE DEL

MASSIMO RANGE DELLE PARTICELLE

1.2 ELETTRONI

PERDITA DI ENERGIA PER:

IONIZZAZIONE

IRRAGGIAMENTO PRODUZIONE DI FOTONI

800

ZE

dx

dE

dx

dE

ionrad

UTILIZZO DI MATERIALI LEGGERI (A BASSO Z) PER

DIMINUIRE LA PROBABILITA DI IRRAGGIAMENTO.

I FOTONI PRODOTTI ( e spettro teorici) SONO

SCHERMATI DA UN SECONDO STRATO OPPORTUNO

2. SCHERMATURE PER FOTONI

I FOTONI NON IONIZZANO DIRETTAMENTE LA

MATERIA MA INTERAGISCONO CON ESSA

ATTRAVERSO TRE EFFETTI:

1. FOTOELETTRICO

2. COMPTON

3. PRODUZIONE DI COPPIA

QUESTI EFFETTI PRODUCONO SECONDARI

CARICHI CHE IONIZZANO E FOTONI DIFFUSI IN

VARIE DIREZIONI.

2.1 FASCI DI FOTONI IN BUONA GEOMETRIA

IPOTESI INIZIALI:

FASCIO MONOENERGETICO

PROBABILITA DI INCIDENZA SUL RIVELATORE NULLA

PER UN FOTONE DIFFUSO

ASSORBIMENTO ESPONENZIALE

STRATO EMIVALENTE

SEV

2ln

2

)(

2/1

00

0

2/1

s

eNN

eNxN

s

x

2.2 FOTONI IN CATTIVA GEOMETRIA

CASO PIU ATTINENTE ALLA REALTA IN QUANTO LO

STESSO PAZIENTE RAPPRESENTA UN MEZZO DIFFUSIVO

FATTORE DI ACCUMULAZIONE (BUILD UP)= B

I FOTONI INTERAGENTI

CON LA MATERIA NON

VENGONO RIMOSSI

DAL FASCIO

MATERIALI UTILIZZATI PER

SCHERMATURE DI RADIAZIONE EM

LA SEZIONE DURTO PER EFFETTO FOTOELETTRICO HA

UNA FORTE DIPENDENZA DAL NUMER ATOMICO (Z45)

MATERIALI PIU EFFICIENTI HANNO:

ALTO Z

ALTA DENSITA

1. PIOMBO: SCARSA RESISTENZA MECCANICA, BASSO

PUNTO DI FUSIONE, ALTA TOSSICITA E COSTO.

2. FERRO O ACCIAIO: MEDIO Z, MEDIO COSTO,

ROBUSTEZZA STRUTTURALE, FACILE LAVORAZIONE

MECCANICA.

3. CALCESTRUZZO: PER ACCELERATORI, IMPIANTI IN CUI

SI UTILIZZA IL Co60. EVENTUALMENTE CARICATO: CON

MATERIALI INERTI DI DENSITA E/O Z MEDIO PIU ALTO

(BARITE, ILMENITE, TRUCIOLI DI FERRO,)

MATERIALI UTILIZZATI PER

SCHERMATURE DI NEUTRONI

1. MATERIALI IDROGENATI: RALLENTANO I NEUTRONI PER

DIFFUSIONE ELASTICA. ASSOCIATI CON MATERIALI AD

ELEVATA SEZIONE DURTO DI CATTURA PER NEUTRONI

TERMICI (BORO, PARAFFINA, POLIETILENE, ACQUA) PARAFFINA: INFIAMMABILE, BASSO P.TO DI FUSIONE,

DETERIORAMENTO DA RADIAIZONE

POLIETILENE: COSTOSO, BUONE CARATTERISTICHE

MECCANICHE

ACQUA: PERDITE PER EVAPORAZIONE E INFILTRAZIONE

AL CRESCERE DELLENERGIA E IMPORTANTE LA

PRESENZA NEL MATERIALE SCHERMANTE DI ELEMENTI

MEDI O PESANTI

1. CALCESTRUZZO: PUO CONTENERE FINO AL 67% IN PESO

DI IDROGENO

CALCOLO DELLE SCHERMATURE

ESISTONO VARI MODELLI PER IL CALCOLO

DELLE SCHERMATURE. SI BASANO SU UNA

SERIE DI PARAMETRI:

1. TIPO DI BARRIERA PROTETTIVA ( primaria /secondaria)

2. CARICO DI LAVORO (W), espresso in mAmin/sett

3. FATTORE DI USO DELLA BARRIERA (U)

4. FATTORE DI OCCUPAZIONE DEGLI AMBIENTI A VALLE

BARRIERA (T)

1. DISTANZA DELLA BARRIERA PROTETTIVA DALLA

SORGENTE DI RADIAZIONE

1. LIVELLO DI IRRADIAZIONE RICHIESTO A VALLE DELLA

BARRIERA

TABELLE NUMERICHE DEI FATTORI DI USO

RACCOMANDATI DALLA ICRP

TIPO DUSO U ESEMPI

TOTALE 1 Pavimento (per gli impianti di radiologia dentaria), pareti, soffitto della sala RX esposti al fascio diretto

PARZIALE 1/4 Porte e pareti non esposti direttamente, pavimento dei stanze di radiologia dentaria.

OCCASIONALE 1/16 Soffitto delle sale non esposto direttamente

TIPO DI

OCCUPAZIONE

T ESEMPI

TOTALE

1

Sale comandi, uffici, corridoi e sale dattesa abbastanza

grandi, camere oscure, locali di abitazione

PARZIALE

1/4

Corridoi di transito, magazzini, servizi igienici

per personale esposto

OCCASIONALE

1/16

Ripostigli, scale, ascensori automatici, servizi igienici utilizzati da personale non

esposto, strade e marciapiedi

TABELLE NUMERICHE DEI FATTORI DI

OCCUPAZIONE RACCOMANDATI DALLA ICRP

ESEMPIO DI CALCOLO DI UNA BARRIERA

PRIMARIA PER UN APPARATO A RAGGI X

CARICO DI LAVORO W [mAmin/sett]

RAPPRESENTA LA CARICA CHE

PASSA IN MEDIA NEL TUBO IN

UNA SETTIMANA.

PIU GRANDE E W

MAGGIORE E LESPOSIZIONE

LO SPESSORE DELLE BARRIERE

DIPENDE DAL CARICO DI LAVORO

BX

t

W U T

d

max

2

X

t

max

MASSIMA INTENSITA DI

ESPOSIZIONE PERMESSA

OLTRE LA BARRIERA

PRIMARIA

=

W U T = MISURA ESPOSIZIONE

CHE SI HA IN MEDIA IN

UNA SETTIMANA A UNA

DISTANZA FISSA

unitCkgsett

mA

msett

Ckgm

mA

1

2

1 2

min min

K

ESEMPIO DI CALCOLO DI UNA BARRIERA

SECONDARIA PER UN APPARATO A RAGGI X

RADIAZIONE

DI FUGA

DIFFUSA

CALCOLO DELLO SPESSORE DI UNA BARRIERA

SECONDARIA PER LA RADIAZIONE DI FUGA

LICRP RACCOMANDA DI UTILIZZARE UNA CUFFIA DI

SPESSORE TALE DA RIDURRE LESPOSIZIONE A 1m DAL TUBO

X

td

X

tT t

fuga

max

2

FATTORE DI

TRASMISSIONE

DELLA BARRIERA

SECONDARIA

=

FATTORE DI TRASMISSIONE IN FUNZIONE DEL NUMERO DI

STRATI EMIVALENTI (SEV)

SEV(cm) DI CALCESTRUZZO O (mm) DI PIOMBO IN FUNZIONE

DELLENERGIA DEI FOTONI

N.B.: SUPPONENDO UN'ATTENUAZIONE DI TIPO ESPONENZIALE

VALIDA CERTAMENTE NEL CASO DI UN TUBO RX

CALCOLO DELLO SPESSORE DI UNA BARRIERA

SECONDARIA PER LA RADIAZIONE DIFFUSA

B B

X

t

WT

d

s

s

max

250 2

FATTORE DI UTILIZZO U=1

CORPO DIFFONDENTE A d=0.5m DALLA SORGENTE

WUT/d2 = WT/0.52 = 4WT

INTENSITA DI ESPOSIZIONE AD 1m DAL FANTOCCIO SIA

UGUALE AL 0.1%:

LEGGE DEL QUADRATO DELLA DISTANZA (d ds)

4 1

10002502 2

WT

d

WT

ds s

CONFRONTO TRA SPESSORE DELLE DUE BARRIERE

(PER RADIAZIONE DI FUGA E DIFFUSA)

SE DIFFERISCONO PER UN NUMERO MINORE DI TRE STRATI

EMIVALENTI (CALCOLATI AD ENERGIA RAD. PRIMARIA)

SI AGGIUNGE UN SEV ALLO SPESSORE MAGGIORE

SE DIFFERISCONO PER PIU DI TRE STRATI EMIVALENTI

SI UTILIZZA LO SPESSORE MAGGIORE