Slide 1

STAGE INVERNALE 2009 Misure di Radioattivit eRadioprotezione Stagisti: Nancy Bellingan, Giacomo Durante, Simone Francescangeli (I.T.I.S. ENRICO FERMI di Frascati, 4L FASE) Tutor: Maurizio Chiti, Casano Luigi Enrico

Slide 2

Che cos la radioattivit? La radioattivit la propriet di alcune sostanze di emettere radiazioni corpuscolari (alfa, beta, neutroni) ed elettromagnetiche (X e gamma). un fenomeno sia naturale, poich anche il Cosmo e la Terra, in bassa percentuale, ci irradiano in continuazione, sia artificiale, cio prodotta dalluomo (ad esempio: centrali nucleari, medicina nucleare, ecc.) Le unit di misura sono per lattivit il Becquerel (Bq), per la dose il Gray (Gy) per lequivalente di dose il Sievert (Sv)

Slide 3

Decadimento e Radiazioni Alfa: un nuclide emette un nucleo di elio (particella ) Radiazioni Beta: un nuclide emette un elettrone (particella ) o un positrone (particella + )

Slide 4

Decadimento raggi X I raggi e X sono emissioni elettromagnetiche simili a quelle luminose, ma con una lunghezza donda inferiore. Le onde gamma sono generate da delle transizioni di materia subatomica, mentre i raggi x provengono da transizioni di elettroni (energetiche). Nel nostro caso abbiamo utilizzato il decadimento gamma.

Slide 5

Effetti della radioattivit Materiale non vivente Rottura dei legami chimici Materiale biologico Rottura dei legami chimici Danneggiamento cellule (radicali liberi) Alterazione del DNA e dellRNA

Slide 6

Radioprotezione quellinsieme di leggi e tecniche che ha come scopo la protezione della popolazione e dei lavoratori dagli effetti nocivi delle radiazioni ionizzanti. Abbiamo effettuato misure della radiazione in funzione di tre parametri: la distanza dalla sorgente, lo spessore e il materiale schermante.

Slide 7

Strumenti Irraggiatore TEMA im6: contiene sorgenti radioattive di diverso tipo (Americio 241- matr. 5784 LX; Cobalto60- matr. 0848 HA; Cobalto60- matr. 1717 HD; Cesio137 matr. 3061 GN; Cesio137- matr. 6337 GH), le cui emissioni vengono indirizzate verso un banco ottico, collegato ad una console di comando da remoto, con strumentazione laser per lallineamento ed una telecamera. Contatore GM-10 Black Cat Systems collegato tramite porta USB ad un PowerBook G4 (MAC): il sistema di acquisizione dati, supportato dal software RAD OX (pi conosciuto col nome di Geiger Mller)

Slide 8

TARATURA Loperazione di taratura permette di conoscere la relazione tra la risposta dello strumento e il campo di radiazione ionizzante nel quale esso si trova (sollecitazione/risposta. Nel nostro caso, abbiamo eseguito delle misure di conteggi con una sorgente nota e confrontato i valori di dose noti (in G/h), proporzionali ai conteggi, con quanto misurato. Il risultato una retta che testimonia la giusta taratura dello strumento.

Slide 9

Grafico Taratura

Slide 10

Misure di radioattivit

Slide 11

Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione dello spessore di Pb (interposto tra la sorgente e il rivelatore)

Slide 12

Sorgente: Cesio137 matr. 6337 GH Materiale schermante: Piombo Allaumentare dello spessore del materiale interposto, il flusso di radiazione ionizzante si riduce secondo una proporzionalit inversa non lineare.

Slide 13

Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Am-241 in funzione dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il rivelatore)

Slide 14

Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il rivelatore)

Slide 15

Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Co-60 in funzione dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il rivelatore)

Slide 16

A parit di materiale schermante, le radiazioni provenienti da differenti sorgenti vengono attenuate in modo differente, dando luogo a curve pi o meno accentuate. Le energie maggiori dei fotoni vengono attenuate meno di quelle pi basse. Materiale schermante: Rame Spessore rame (mm) Misure (CPM) CPM= f(mm) Matricole: (Am): 5784 LX (Co) 1717 HD (Cs) 6337 GH E (Co) = 1250 KeV [medio] E (Am)= 60 KeV E (Cs)= 661 KeV

Slide 17

Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione dello spessore di Polietilene (interposto tra la sorgente e il rivelatore);

Slide 18

A parit di sorgente e di distanza, lutilizzo come spessore di differenti materiali porta a curve di attenuazione differenti; in base alla densit del materiale, questi permetter un passaggio maggiore o minore di radiazione ionizzante. Matricola: (Cs) 6337 GH d (Pb)= 11340 kg/m 3 d (Cu)= 8920 kg/m 3 d (Polietilene)= 910-960 kg/m 3 Spessore emivalente

Slide 19

Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la sorgente di Am-241 in funzione della distanza

Slide 20

La misura delle radiazioni ionizzanti in funzione della distanza mostra una proporzionalit uguale allinverso del quadrato della distanza Americio fitting

Slide 21

Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la sorgente di Co-60 in funzione della distanza Co-60 matr. 0848 HA

Slide 22

Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la sorgente di Co-60 in funzione della distanza Co-60 matr. 1717 HD

Slide 23

Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione della distanza Cs-137 matr. 6337 GH

Slide 24

La relazione fra la radiazione rilevata e la distanza d luogo ad una curva che segue una proporzionalit quadratica inversa. Energie di radiazione differenti danno curve simili. E (Co)= 1250 KeV E (Am)= 60 KeV E (Ce)= 661 KeV

Slide 25

Conclusioni Per tutelare le persone(popolazione e lavoratori) dallesposizione ad una quantit di radiazione superiore al livello di legge o comunque indebita, abbiamo riscontrato le seguenti relazioni fondamentali rispetto i due parametri da noi analizzati: 1) Per ridurre la quantit di radiazione che investe una persona, si pu aumentare la distanza dalla sorgente

Slide 26

Conclusioni 2) Per attenuare il passaggio di radiazioni, si pu anche interporre fra la sorgente e il ricevitore un materiale schermante. Si possono quindi adottare i seguenti provvedimenti: Aumentare la distanza sorgente-lavoratore Interporre unopportuna schermatura fra gli stessi Ridurre il tempo desposizione (tempo lavorativo) al fine di limitare la dose

Slide 27

Slide 28

Ringraziamenti Mario Calvetti (Direttore INFN Frascati) SIS I nostri fantastici tutors: Maurizio Chiti, Casano Luigi Enrico