Rischi da radiazioni ionizzanti A cura di Sandro SANDRI ENEA GSP4 ION IRP Istituto per la...

Rischi da radiazioni Rischi da radiazioni ionizzantiionizzanti

A cura diSandro SANDRI

ENEA GSP4 ION IRPIstituto per la RadioprotezioneCR Frascati

A cura di Sandro SANDRI 2

SommarioSommario

1.IMPIANTI E SORGENTI A FRASCATI

2.RISCHI PRESSO GLI IMPIANTI

3.RADIAZIONI IONIZZANTI E INTERAZIONI

4.CENNI DI DOSIMETRIA

5.EFFETTI SANITARI

6.MISURARE LE RADIAZIONI

7.RADIOPROTEZIONE IN PRATICA

8.COMPITI E RESPONSABILITA’

9.CLASSIFICAZIONE DI LAVORATORI E AREE

10.AUTORIZZAZIONE DELLE PRATICHE


Impianti del CR FrascatiImpianti del CR Frascati


Rischi radiologici a FTURischi radiologici a FTU

Per i lavoratori• Durante il funzionamento:

– neutroni– x e gamma

• A macchina spenta– x e gamma da attivazione

Per gli altri• nessun rischio neppure in

caso di incidente


Rischi radiologici a FNGRischi radiologici a FNG


– neutroni– x e gamma– dispersione di trizio

• A macchina spenta– x e gamma da attivazione– contaminazione da trizio

Per gli altri• nessun rischio neppure in

caso di incidente


Rischi radiologici nell’ed. 30Rischi radiologici nell’ed. 30


– neutroni– x e gamma

• A macchine spente– x e gamma da attivazione

Per gli altri• nessun rischio neppure in caso

di incidente


Elementi, isotopi e simboliElementi, isotopi e simboli


Numero atomico =numero di protoni

nel nucleo

Numero atomico =numero di protoni

nel nucleo

Numero di massa = Numero di neutroni + Numero atomico



11

33

11

22

11

11



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


Tipi di radiazioneTipi di radiazione


Macchine radiogeneMacchine radiogene


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


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


Interazione di Interazione di xx e e

FotoelettricoFotoelettricoComptonCompton ProduzioneProduzione

di coppiedi coppie


Produzione di neutroniProduzione di neutronicon isotopi con isotopi

Fissione spontaneaFissione spontanea Reazioni Reazioni n; n;nn


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


Produzione di neutroniProduzione di neutroninei reattori nuclearinei reattori nucleari


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


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)


Il RadonIl Radon

,


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)


Radioattività e DecadimentoRadioattività e Decadimento

T1/2 = Ln(2)T1/2 = Ln(2)


Radioattività e sua misuraRadioattività e sua misura


• 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 (1J/kg)per kg di materia (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


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


Effetti sull’uomoEffetti sull’uomoStocastici Stocastici (probabilistici, casuali, statistici, differiti)

Tumori solidiTumori solidi

LeucemieLeucemie

SomaticiSomatici(sull’individuo

irradiato)

RadiodermiteRadiodermite

InfertilitàInfertilità

DeterministiciDeterministici(stretta correlazione dose-effetto, graduati)

CatarattaCataratta

Sindrome acuta da Sindrome acuta da irradiazioneirradiazione

GeneticiGenetici(sulla progenie)

StocasticiStocasticiMutazioni genicheMutazioni geniche

Aberrazioni Aberrazioni cromosomichecromosomiche


Effetti deterministiciEffetti deterministici

inabilità immediata; tutti gli irradiati muoiono entro una settimanainabilità immediata; tutti gli irradiati muoiono entro una settimana5050

vomito e nausea entro 1 – 2 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave vomito e nausea entro 1 – 2 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave sindrome da irradiazione acuta; 100% di mortisindrome da irradiazione acuta; 100% di morti1010

vomito e nausea nel primo giorno in tutti gli esposti; 50% di morti in 30 giornivomito e nausea nel primo giorno in tutti gli esposti; 50% di morti in 30 giorni3,4 – 5,03,4 – 5,0

vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta, in forma più grave, in quasi tutti gli esposti; circa il 20% muore in 2 – 6 acuta, in forma più grave, in quasi tutti gli esposti; circa il 20% muore in 2 – 6 settimane; i sopravvissuti presentano sintomi per almeno 6 mesisettimane; i sopravvissuti presentano sintomi per almeno 6 mesi

2,3 – 3,32,3 – 3,3

vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta nel 50% degli espostiacuta nel 50% degli esposti1,8- 2,21,8- 2,2

vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione vomito e nausea per un giorno e comparsa degli altri sintomi da irradiazione acuta nel 25% degli espostiacuta nel 25% degli esposti1,3 – 1,71,3 – 1,7

vomito e nausea entro 4 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave vomito e nausea entro 4 ore in tutti gli esposti con comparsa precoce di grave sindrome da irradiazione acuta; quasi il 100% di mortisindrome da irradiazione acuta; quasi il 100% di morti5,0 – 7,55,0 – 7,5

vomito e nausea per circa un giorno nel 5 – 10% degli esposti; moderato senso di vomito e nausea per circa un giorno nel 5 – 10% degli esposti; moderato senso di stanchezzastanchezza0,6 – 1,20,6 – 1,2

effetti non rilevabili; possibili minime variazioni ematologicheeffetti non rilevabili; possibili minime variazioni ematologiche0 – 0,50 – 0,5

Effetti probabiliEffetti probabiliDose Dose (Gy)(Gy)


Effetti stocastici Effetti stocastici dipendenza dalla dosedipendenza dalla dose

La gravità non La gravità non dipende dalla dose: dipende dalla dose: gli effetti sono del gli effetti sono del

tipotipo tutto o nullatutto o nulla

La lesivitàLa lesività del del tumore o della tumore o della

mutazione mutazione non è non è correlatacorrelata all'intensità all'intensità dell'esposizionedell'esposizione

bassa intensit

à

alta intensit

à

nessun nessun dannodanno

100% di 100% di dannodanno

<< frequenza di comparsa frequenza di comparsa

>>


Radiazioni e tumoriRadiazioni e tumoriL’insorgenza dei tumori radioindotti avviene L’insorgenza dei tumori radioindotti avviene sempre dopo un sempre dopo un periodo di latenzaperiodo di latenza dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti. dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti.

Tale periodo è variabile per i diversi tipi di Tale periodo è variabile per i diversi tipi di tumore e anche il successivo andamento tumore e anche il successivo andamento epidemiologico cambia di conseguenzaepidemiologico cambia di conseguenza

LeucemiaLeucemia:: minimo 2 anni di latenza, minimo 2 anni di latenza, picco di comparsa a 5-8 anni, quindi picco di comparsa a 5-8 anni, quindi calocalo

Tumori “solidi”:Tumori “solidi”: periodo minimo di periodo minimo di latenza, quindi crescita variabile, latenza, quindi crescita variabile, dipendente dal tipo di tumoredipendente dal tipo di tumore


Tumori da radiazioni ionizzanti: Tumori da radiazioni ionizzanti: aspecificitàaspecificità

sonosono aspecificiaspecifici e, pertanto, indistinguibili da e, pertanto, indistinguibili da quelli “spontaneiquelli “spontanei””

Tumore della tiroide Tumore della tiroide “naturale”“naturale”

Tumore della tiroide da Tumore della tiroide da esposizione a sostanze esposizione a sostanze

cancerogenecancerogene

IDENTICI !!!!IDENTICI !!!!


Tumori da radiazioni Tumori da radiazioni ionizzantiionizzanti

Il rischioIl rischio totale di totale di cancerogenesi è di:cancerogenesi è di:

1,25 1,25 10-2 10-2 Sv -1 Sv -1

per cuiper cui

10 mSv10 mSv = rischio pari a= rischio pari a 1,25 1,25 10-4 10-4

Ben altri sono i rischi di cancerogenesi cui è esposto Ben altri sono i rischi di cancerogenesi cui è esposto l’uomo!l’uomo!

Si riportanoSi riportano di seguito alcune classificazionidi seguito alcune classificazioni effettuate effettuate dall’dall’International Agency for Research on Cancer International Agency for Research on Cancer (IARC)(IARC) per agenti cancerogeni verso i quali l’opinione pubblica e i per agenti cancerogeni verso i quali l’opinione pubblica e i media sono molto meno attenti.media sono molto meno attenti.


Dose efficace dovuta al fondo Dose efficace dovuta al fondo naturale (mSv)naturale (mSv)

SorgenteSorgente Irr. est.Irr. est. Irr. int.Irr. int. TotaleTotale

Raggi cosmici

Componente dirett. ionizz. 0,30 0,30

Neutroni 0,055 0,055

Radionuclidi cosmogenici 0,015 0,015

Radionuclidi primordiali

40K 0,15 0,18 0,33

87 Rb 0,006 0,006

238U (serie) 0,10 1,24 1,34

232Th (serie) 0,16 0,18 0,34

TOTALETOTALE 0,80,8 1,61,6 2,42,4


Dose ricevuta in comuni esami Dose ricevuta in comuni esami radiografici (mSv)radiografici (mSv)

Esame TiroideMidollo osseo

Polmone

Gonadi

M FMam-melle

Cranio 1,61 0,17 0,01

Torace 0,34 0,12 0,45 0,29

Spalla, clavicola 1,18 0,02 0,06 0,40

Addome 0,64 0,09 2,33 2,33 0,90

Bacino 0,34 8,09 2,38 0,04

Femore e anca 0,08 5,69 0,51 0,02

Rachide in toto 7,76 1,24 2,32 2,82 2,27 3,13

Rachide cervicale 4,00 0,03 0,02

Rachide dorsale 16,45 0,73 2,63 0,68

Rachide l.s. 1,08 0,34 1,72 3,87 0,48

Urografia 1,42 0,65 7,56 5,03 8,78

Tubo digerente 0,73 3,74 2,11 0,15 1,18 1,85

Clisma opaco 0,11 5,19 0,54 2,26 11,95 0,50


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


Alcuni strumenti disponibiliAlcuni strumenti disponibili


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)


Proteggersi da una sorgenteProteggersi da una sorgente

La regola dei tre parametriLa regola dei tre parametri

• TempoTempo

• DistanzaDistanza

• SchermaturaSchermatura


Inverso del quadrato della distanzaInverso del quadrato della distanza

DD = D= D11/d/d22

0,01 mSv/h

0,0001 mSv/h

1 m1 m10 m10 m


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


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


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


Le segnalazioniLe segnalazioni


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

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