RADIAZIONE COSMICA: CAMPAGNE DI MISURE ALLE ALTITUDINI DI VOLO

L. Tommasino (In pensione)

Agenzia Nazionale per la Protezione dell’ambiente-ANPA

Iniziative a seguito della ICRP-60 (1991)

In ambito EU e con il DOE (1992-2003) -Un gruppo di lavoro EURADOS ;

- Programmi multinazionali di ricerca EU; -Campagne di misure in volo;

-Sviluppo di modelli per il calcolo della dose di rotta.

In ambito nazionale (1995-1997) Campagna di misure su richiesta dell’Ispettorato Medico Centrale

Raggi cosmici primari:

- di origine galattica e di alta energia (Protoni÷Uranio) - di origine solare, di bassa energia e variabili

Sciame: il campo misto più complesso

Rela

tive d

ose e

quiv

ale

nt,

%

Altitude, km

100

0

80

60

40

20

010 20

proton

muon

photons and electrons

neutron

30

-Rassegna WG 11- EURADOS -Necessità di dati per le HZE e per i neutroni di alta energia

1µSv/h

CAMPI MISTI DI RADIAZIONE

-I sistemi di dosimetria convenzionale, a parità di energia depositata

nel volume sensibile, sono più sensibili alle radiazioni a basso LET

Volume sensibile

macroscopico

-Necessità di sistemi di dosimetria con caratteristiche opposte

TEPC: Contatore proporzionale a tessuto equivalente

MICRODOSIMETRIA

-1 cGy (1Rad) di gamma (Co-60): stessa dose per cellula -1cGy (1Rad) di neutroni (Cf-252): dose x50 in 2% di cellule

TEPC sviluppato dall’università di Saarland

TEPC usato per la campagna Alitalia

MECCANISMI DI DANNO DA PARTICELLE HZE (Z>2): Deposizione di energia nelle vicinanze della traccia(Z2/β2)

-Curve di sopravvivenza: N/No= f(D, Z2/β2) (Tommasino et al., 1979) -Meccanismi di formazione di tracce danno in film organici (Katz, 72)

Traccia di particella alfa

Elmetto astronauta (Apollo 8) A, B, D, E - Repliche di tracce su elmetti di Apollo 12

(Cortesia di Robert Fleischer)

STACK DIAS (School of Cosmic-Ray Physics-Dublino) :

Calcolo della dose di neutroni e particelle HZE

con stack di CR-39

HZE

(DIAS-STACK + TLD) usato per campagna Alitalia

HZE con Z > 10

Particelle prodotte da neutroni

CR-39 esposto 300 ore sul concorde

225-CM2 STACK FOR HZE PARTICLES (Z > 10)

Balloon (50 h) 50

Concorde (300 h) 1

Milan-Tokyo/Los Angeles 0

(1000 h)

Voli commerciali: dose da nuclei con Z>1 meno dello 1%

Snoopy rem-counters

Reazioni (n,f) per la rivelazione dei neutroni

235U(n,f)

238U(n,f)

232Th(n,f)

209Bi(n,f)

197Au(n,f)

181Ta(n,f)

Basse sezioni d’urto

Materiali radioattivi

40 cm

Camera a ionizzazione a Bismuto per neutroni di alta energia

Spark-replica counter per frammenti di fissione, usato, tra l’altro, per misure di radon nelle abitazioni

Tracce di danno (nanometrico) visibili ad occhio nudo

Usato per dosimetria personale dei neutroni (DOE, HPA, Landauer)

Stessa strategia per neutroni di bassa e di alta energia: Conteggi di grandi aree facilitati da breakdown elettrici

209Bi

197Au

181Ta

-CAMPAGNE DI MISURE IN VOLO AMBITO EU (1992-2003) -CAMPAGNA AZ: Milan-Tokyo, Milan-Los Angeles, Roma-Rio (1995-1997)

Volo AZ Roma-Tokyo

ROMA-RIO

(18 flights)

H*(10)/t-(Sv/h)

2.27 ± 0,25

2.04 ± 0,21

2.11 ± 0,20

2.60 ± 0,30

Average 4.70 ± 0,08 4.72 ± 0,12 2.26 ±0,25

ANPA INFN SAARLAND DIAS

Milano-Tokyo Roma-Rio

Misura

H*(10)/t-(Sv/h)

4, 7 ± 0,50

2.26 ± 0,25

LUIN 98F (µSv/h)

5,0

2.3

EPCARD 3.2v (µSv/h)

5,1

2.4

CARI 5 (µSv/h)

4,9

2,3

Esposizione Tempo di volo (Block hours)-(ore)

Dose Equivalente H* (10)

Voli lungo raggio

(> 6 ore)

1000 (1080)

(3,60 ± 0.4) mSv

Voli di corto raggio

(<3 ore)

1000 (1400)

(2,26 ± 0.4) mSv

Cervino (3500 m)

Un anno

(2,1 ± 0,2) mSv

Fiumicino

Un anno (0.42 ± 0,03)mSv

Cortesia di Roberto TEODORI