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
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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)
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Decadimento e Radiazioni Alfa: un nuclide emette un nucleo di
elio (particella ) Radiazioni Beta: un nuclide emette un elettrone
(particella ) o un positrone (particella + )
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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.
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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
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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.
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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)
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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.
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Grafico Taratura
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Misure di radioattivit
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Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione
dello spessore di Pb (interposto tra la sorgente e il
rivelatore)
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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.
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Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Am-241 in funzione
dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il
rivelatore)
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Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione
dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il
rivelatore)
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Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Co-60 in funzione
dello spessore di Cu (interposto tra la sorgente e il
rivelatore)
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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
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Conteggi del GM Utilizzando la sorgente di Cs-137 in funzione
dello spessore di Polietilene (interposto tra la sorgente e il
rivelatore);
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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
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Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la
sorgente di Am-241 in funzione della distanza
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La misura delle radiazioni ionizzanti in funzione della
distanza mostra una proporzionalit uguale allinverso del quadrato
della distanza Americio fitting
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Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la
sorgente di Co-60 in funzione della distanza Co-60 matr. 0848
HA
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Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la
sorgente di Co-60 in funzione della distanza Co-60 matr. 1717
HD
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Tabella riepilogativa delle misure effettuate utilizzando la
sorgente di Cs-137 in funzione della distanza Cs-137 matr. 6337
GH
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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
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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
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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
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Ringraziamenti Mario Calvetti (Direttore INFN Frascati) SIS I
nostri fantastici tutors: Maurizio Chiti, Casano Luigi Enrico