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Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia, dip. fisica 20-feb-2013

Ist. Lombardo: radiazioni ionizzanti e problematiche di radioprotezione

RADIAZIONI IONIZZANTI E RADIAZIONI IONIZZANTI E PROBLEMI DI RADIOPROTEZIONEPROBLEMI DI RADIOPROTEZIONE

Elio Elio GIROLETTIGIROLETTI

LA FISICA IN MEDICINALA FISICA IN MEDICINAMilano, 20 febbraio 2013Milano, 20 febbraio 2013

elio girolettielio giroletti

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIAdip. Fisica

e INFN sezione di Pavia

via bassi 6, 27100 pavia - tel. [email protected]

RI e problemi RI e problemi di radioprotezionedi radioprotezioneMilano, 20 febbraio 2013Milano, 20 febbraio 2013

UniversitUniversitàà degli Studi di Paviadegli Studi di Paviadipartimento di Fisicadipartimento di Fisica

elio elio girolettigiroletti

Radiazioni ionizzanti Radiazioni ionizzanti Effetti delle radiazioni Effetti delle radiazioni Radiazioni naturali Radiazioni naturali Radiazioni nella societRadiazioni nella societààFukushima e Chernobyl Fukushima e Chernobyl Conclusioni Conclusioni

Qui a Roma il caldo ha fatto esplodere le guerre ascellari sugli autobus e in metropolitana. Alcuni, e non sono immigrati, al posto delle ascelle hanno delle vere e proprie armi di distruzione di massa. Altro che il gas nervino et similia. Se poi tieni presente che le carrozze sanno di stallatico spinto anche quando sono vuote, un viaggio in metropolitana è un'esperienza che ti dà le visioni mistiche. Un'amica (per così dire: è una che crede di sapere tutto sul nucleare e non sa un cazzo) dal passaggio della nube non fa che consigliare a tutti di fare docce frequenti. Ho colto la palla al balzo e anch'io vado consigliando a tutti di lavarsi lavarsi lavarsi. Questione di autodifesa, mio caro

email email didi mariomario p.fp.f., 11 ., 11 aprileaprile 20112011



LE RADIAZIONILE RADIAZIONI IONIZZANTIIONIZZANTI

Energia delle radiazioniEnergia delle radiazioni•• elettromagnetiche, elettromagnetiche, E=hE=hνν•• corpuscolari: corpuscolari: T=(T=(γγ--11)m)m00cc22

radiazione: radiazione: trasporto di energia nello spazio trasporto di energia nello spazio

direttamentedirettamente ionizzanti ionizzanti

particelleparticelle cariche (protoni, ioni, ecc.) cariche (protoni, ioni, ecc.)

alfaalfa: : ααbetabeta: : ββ++ -- ββ--

indirettamenteindirettamente ionizzantiionizzanti

elettromagneticheelettromagnetiche: : raggi Xraggi X e gammae gamma

neutronineutroni

radiazioni radiazioni nonnon ionizzantiionizzanti

le radiazioni emesse da:le radiazioni emesse da:•• telefoni telefoni cellulari cellulari •• antenne antenne (radiotelevisive e cellulari) (radiotelevisive e cellulari) •• linee alta linee alta tensionetensione•• risonanza magnetica risonanza magnetica • ecografi ecografi (ultrasuoni)

nonnon hanno energia sufficienteenergia sufficiente per ionizzare

EFFE

TTI

delle

RAD

IAZI

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TIRAD

IAZI

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NIZ

ZAN

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Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid 2004

EFFETTI DELLE EFFETTI DELLE RADIAZIONIRADIAZIONI

3) Cellulasopravvivema mutata

effeff. . stocasticistocastici((tumoretumore

dopodopo annianni))

1) mutazioneriparata

non non sopravvivesopravvive((effeff. deterministici). deterministici)

sopravvivesopravvive

2) Cellulamuore

Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid 2004



I POSSIBILI EFFETTII POSSIBILI EFFETTI

deterministici:deterministici: frequenza e gravità variano con la dose; è individuabile una soglia; comprendono:radiodermite, radiodermite, cataratta (?), cataratta (?), sterilitsterilitàà temporanea o temporanea o permanente, sindrome acuta da raggi, decesso permanente, sindrome acuta da raggi, decesso

stocastici:stocastici: la probabilità e non la gravità èproporzionale alla dose; si ipotizza assenza di soglia; distribuiti casualmente tra esposti; insorgonoinsorgononaturalmente tra la popolazione (>20%); appaiono dopo annidopo anni;; comprendono: leucemie, tumori leucemie, tumori solidi, solidi, malattie malattie ereditarie nella ereditarie nella progenie e cataratta (?)progenie e cataratta (?)

1945: donne che dipingevano i numeri fosforescenti sugli orologi ed appuntivano il pennello in bocca, 50 decessi

(US radium corpration in Orange, New Jersey)

radioprotezione, un poradioprotezione, un po’’ di storia...di storia...

V. Forbin, La Nature, boll. Académiedes Sciences, Parigi, articolo apertura n. 1814 del 1908, Tratto da: Lo sbiancamento dei negri, di R. Renzetti

radioprotezione, un poradioprotezione, un po’’ di storia...di storia...si possonosi possono ““sbiancaresbiancare”” le persone di colore?le persone di colore?

Stra

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199

5

RadioepidermiteRadioepidermiteessudaticaessudatica ((flittenaflittena))

con evoluzione necroticacon evoluzione necrotica

necrosi tardiva per necrosi tardiva per errata manipolazione errata manipolazione di 20 Ci di Irdi 20 Ci di Ir--192192

Effetti deterministiciEffetti deterministici



Chronic Chronic radiodermatitisradiodermatitis in 17 year old female patientin 17 year old female patientafter x2 radiofrequency ablation procedures after x2 radiofrequency ablation procedures

Hyper & hypo pigmentation,Hyper & hypo pigmentation,with with telangiectasiatelangiectasiaAtrophic Atrophic induratedindurated plaqueplaque

Effetti deterministiciEffetti deterministici

0,40,6

20,3

1,20,00020,0050,002

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

CosmiciRadiazione

Radon e toronIngestione

MedicheEnergia

FalloutChernobyl

D ose ef f icace, mSv/ anno

DOSI MEDIE alla DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANAPOPOLAZIONE ITALIANA

totale totale ≈≈4,5 mSv/a4,5 mSv/a fonte: APAT, Annuario 2006fonte: APAT, Annuario 2006

rado

n: c

ome

pen

etra

(A) Fessure nel pavimento di cemento; (B) Intercapedine nelle pareti o mattoni delle paretI, se poggiano sopra i blocchi fondazioni; (C) Fori e fessure nei blocchi di cemento; (D) Giunture fra pareti e pavimenti; (E) Suolo esposto, come in un pozzetto; (F) Tubi raccolta di acqua, se convogliati in pozzo aperto; (G) Giunture tra blocchi; (H) Spazi attorno ai tubi di servizio; (I) Aperture sul top dei blocchi delle pareti; (J) Materiali da costruzione, quali graniti, ecc. (K) Acqua (da pozzi locali o piccole comunità).

Fonte: EPA 88

10°C

20°C

5°C

Rn

Rn

Rn

Rn

RnRn

Rn

Rn

Rn

Rn

Rn

Rn

Prot

imSe

rv. L

mtd

, 198

9

mese per meseora per ora

escono di casa

rientrano

si coricano

si svegliano

VARIAZIONI DI RADON



15 km 15 km 0.010.01

10 km 10 km 0.0050.005

6.7 km 6.7 km 0.0010.001 -- Himalaya Himalaya

3.7 km 3.7 km LhasaLhasa -- TibetTibet

2.25 km 2.25 km ~~0.00010.0001 –– CittCittàà del del MessicoMessico1.6 km Denver 1.6 km Denver

mare mare 0.000030.00003

360 km360 km100 km100 km

0.04 0.04 mSv/hmSv/h EventiEventi solarisolari ((particelleparticelle) ) possonopossono

causarecausare dosidosi didi 1000 mSv o 1000 mSv o pipiùù..DipendeDipende daglidagli schermischermi ((elettronielettroni).).

equipaggioequipaggio didi aereoaereo: ~ 2 mSv/anno : ~ 2 mSv/anno

RAGGI COSMICI E ALTEZZARAGGI COSMICI E ALTEZZA

20 ore 20 ore volovolo: : ~~0.10.1 mSv! mSv!

Rivelatore di fumo

Radiografianeutronica

MOLTEPLICI USIMOLTEPLICI USI

TRT – feb-2002 Font

e: Jo

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a parita paritàà di energia: di energia: μμmetallometallo> > μμossoosso> > μμmuscmusc> > μμariaaria

( ) xeIxI μ

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IMMAGINE RADIOLOGICAIMMAGINE RADIOLOGICA

( )0I ( )xI



gammagrafia industrialegammagrafia industriale

RADIOGRAFIA RADIOGRAFIA DEI CIRCUITIDEI CIRCUITI

RADIOGRAFIA RADIOGRAFIA DEI CIBIDEI CIBI

Figu

ra d

a Br

enne

reta

l., N

Eng

lJ M

ed20

07;3

57:2

277-

84.

TACTACTomografia Assiale Tomografia Assiale ComputerizzataComputerizzata TAC spirale



MEDICINA NUCLEAREMEDICINA NUCLEARE

sisi iniettanoiniettano atomiatomi radioattiviradioattivilegatilegati a a molecolemolecole specifichespecifiche chechesisi concentranoconcentrano nellenelle cellule cellule patologichepatologiche dada dovedove irraggianoirraggiano……. .

Fonte: cd-rom Regione Piemonte 2000; wikipedia 2013

PET PET …… antimateriaantimateria

in ospedalein ospedale! !

0,40,6

20,3

1,20,00020,0050,002

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

CosmiciRadiazione

Radon e toronIngestione

MedicheEnergia

FalloutChernobyl

D ose ef f icace, mSv/ anno

DOSI MEDIE alla DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANAPOPOLAZIONE ITALIANA

totale totale ≈≈4,5 mSv/a4,5 mSv/a fonte: APAT, Annuario 2006fonte: APAT, Annuario 2006

valori in aumentovalori in aumento??

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2008

)



DOSI in DOSI in medicina medicina (Friuli(Friuli, , 2006)2006)

dosi tratte da Padovani et al., pubblicazione interna (2008)

boilingboiling water water reactorreactor

Fonte: GE-Hitachi web page, 2011

P(t) ≅ P0

0,066

t5

cause cause ……principaliprincipali Fukushima come Fukushima come ChernobylChernobyl??impossibileimpossibile

Chernobyl

Fukushima, unit 4

Fonte: wikypedia, accessed 2011



radioactivityradioactivity dischargeddischargedlevellevel 7th of INES rating7th of INES rating

Font

e: N

ISA

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, 12-

IV-2

011

10ChernobylFukushima <

FALLOUT: contaminazioneFALLOUT: contaminazione

Fonte: ANPA, Annuario 2007

137137CsCsBq/mqBq/mq

1963

1963

1986

1986

ora ora ……unun confrontoconfrontoIN EUROPAIN EUROPA

sorgente decessi stimati/annoradon (+)radon (+) 1500 1500 –– 60006000

esami medici inutili (*)esami medici inutili (*) 800 800 FukushimaFukushima trascurabiletrascurabile

quale prioritquale prioritàà??(+) fonte: Min.Salute 2002; (*) ipotizzando una possibile riduzione della dose media annua pari a 0,26 mSv attraverso i programmi di qualità radiologica (20% delle dosi impartite in radiodiagnostica -1,3 UNSCEAR 2000-)

RI e problemi RI e problemi di radioprotezionedi radioprotezioneMilano, 20 febbraio 2013Milano, 20 febbraio 2013

UniversitUniversitàà degli Studi di Paviadegli Studi di Paviadipartimento di Fisicadipartimento di Fisica

elio elio girolettigiroletti

[email protected]@unipv.it

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