Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Radiazioni. Radiazioni Ionizzanti - Normativa. Rischio di esposizione a radiazioni ionizzanti

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1 Radiazioni Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti RADIAZIONE IONIZZANTI Radiazioni capaci di determinare, direttamente o indirettamente, la ionizzazione della materia distaccando un elettrone dall orbita periferica di un atomo con formazione di uno ione positivo ed uno negativo (elettrone) di natura corpuscolata: raggi a, β, neutroni e protoni di natura elettromagnetiche (quanti di energia): raggi X, γ RADIAZIONI NON IONIZZANTI (NIR:non ionizing radiation) Trasferiscono energia al corpo che attraversano in quantitativi non sufficienti a indurre ionizzazione (onde radio, radiofrequenze,microonde, infrarosso,visibile,ultravioletto) Radiazioni Ionizzanti - Normativa D.Lgs. 17 marzo 1995, n. 230 (LEGGE QUADRO) Attuazione delle direttive Euratom 80/836, 84/467, 84/466, 89/618, 90/64, 92/3 in materia di radiazioni ionizzanti. D.Lgs. 26 maggio 2000, n. 241 Attuazione della direttiva 96/29/EURATOM in materia di protezione sanitaria della popolazione e dei lavoratori contro i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti CIRCOLARE N: 5/2001 (Roma 8/1/01) Ministero del Lavoro e della Previdenza sociale OGGETTO: Decreto legislativo 26/5/2000 n.241: attuazione della direttiva 96/29/EURATOM in materia di protezione sanitaria dei lavoratori e della popolazione contro i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti. D.Lgs 9 maggio 2001, n. 257 Disposizioni integrative e correttive del decreto legislativo 26 maggio 2000, n. 241, recante attuazione della direttiva 96/29/Euratom in materia di protezione sanitaria della popolazione e dei lavoratori contro i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti. Rischio di esposizione a radiazioni ionizzanti La materia inerente la tutela della salute dei lavoratori radioesposti ed il controllo sulle apparecchiature radiogene è attualmente normato da decreti di adeguamento alle Direttive Europee (230/95 e successivi). La sorveglianza sanitaria dei lavoratori radioesposti è sempre esercitata a pieno titolo dal Medico Autorizzato e per quanto riguarda i lavoratori esposti di Categoria B può essere esercitata dal Medico Competente. Il controllo sanitario viene effettuato con visita medica periodica (semestrale/categoria A, annuale/categoria B) ed esami integrativi con registrazione di tutti i dati su documento sanitario personale.

2 dose efficace annua da da fondo naturale (msv/anno) Tutti gli gli esseri viventi sono esposti a msv/anno (millisievert/anno) di di radiazioni dovuti alle alle seguenti componti: Sorgente Raggi cosmici Direttamente ionizzanti Neutroni Radionuclidi cosmogenici H3, C14, Na24 Radionuclidi primordiali K40, Rb87 Serie U238 Serie Th232 Totale (arrotondato) Irradiazione esterna Irradiazione interna Totale irradiazione artificiale La popolazione generale oltre al fondo naturale e esposta anche ad una quota di radiazioni ionizzanti artificiali. Dipende dalle applicazioni cui il singolo soggetto si sottopone: ad es. una radiografia del torace è pari a 0.23 gray addome 6.2 colonna completa 3.1 arti (piede) 2.6 il fall-out radioattivo delle bombe atomiche, delle centrali nucleari, del lavoro e dei viaggi aerei in alte quote. Il Il limite di di dose globale previsto per la la popolazione generale nell anno solare è considerato pari a 1 msv. RADIOPROTEZIONE indica tutte le misure finalizzate a ridurre al minimo il rischio conseguente all esposizione a radiazioni ionizzanti (rischio zero). Principio di giustificazione: l esposizione deve essere giustificata dalle necessità Principio di ottimizzazione: Il concetto attraverso il quale agisce la radioprotezione è quello per cui: la dose deve essere mantenuta tanto più bassa quanto è concretamente fattibile Principio di limitazione debbono essere rispettati i limiti di dose individuale (superabile in casi eccezionali e normati) Strumenti operativi: sorveglianza fisica (esperto qualificato) sorveglianza sanitaria (medico autorizzato o medico competente) vigilanza (ANPA, Ispettorato del Lavoro, ASL) Classificazione dei lavoratori esposti a radiazioni ionizzanti dose efficace annua lavorativa (msv/anno) 20 msv/anno 6 msv/anno 1 msv/anno msv/anno Solo emergenze Cat. A Cat. B Popolazione generale Esperto Qualificato Medico Autorizzato Medico autorizzato o Medico competente Visita/esami eccezionale Visita Medica Esami ogni 6 mesi Visita Medica Esami ogni 12 mesi Irradiazione Artificiale Irradiazione Naturale Sospensione o riduzione

3 Radiazioni Ionizzanti - Normativa Linee Guida Ottimizzazione Regione Lombardia 2003 Dose limite superiore 20mSv/anno Negligible Individual Risk level 230/95 10µSv/anno Individual reference Range (superiore e inferiore) avvio progetto: 250µSV/anno (collettivita /popolazione) 1mSV/anno (lavoratori - Box) limite superiore di dose IRR superiore IRR inferiore Negligible Individual Risk level valutare ogni 3 mesi 2-3 volte la media della distribuzione delle dosi esclude 70/80% lavoratori esclude 20-30% dose collettiva Azione Valutazione OK Radiazioni Ionizzanti - Normativa Linee Guida Ottimizzazione Regione Lombardia 2003 Dai primi anni 90 è stato introdotto il concetto dell ottimizzazione Per ogni singola metodica di esposizione e necessario definire gli IRR Se ad esempio un operatore sanitario è esposto a dosi molto basse (prossime a 0 micros/anno) e la media degli operatori di quell area (esempio Pronto Soccorso) è di 100 micros/anno), quando in un anno o frazione di anno l operatore dovesse superare una dose di 2 o 3 volte 100 micros/anno = 300 micros/anno l esperto qualificato (fisico sanitario) segnalerà l evento per approfondire la valutazione. In realtà 300 micros/anno è una dose molto bassa (inferiore a quella della popolazione generale esposta a fall-out ed a radiografie=1 ms/anno) ma è molto importante che l esposizione a radiazioni ionizzanti venga mantenuta al livello più basso possibile in ogni singola area ponendo particolare attenzione alle procedure utilizzate in quell area. Quindi la segnalazione permetterà di verificare se e stata fatto qualche errore e si potrà procedere celermente alla correzione. RADIAZIONI IONIZZANTI La La radioattività è un processo di di disintegrazione spontanea o artificiale dell elemento atomico con liberazione di di energia sotto forma di di radiazioni RADIAZIONI IONIZZANTI Corpuscolari (alfa, beta+, beta-) alfa velocità bassa (1/20 luce) arrestata facilmente dalla superficie cutanea; pericolose se se emesse all interno dell organismo beta velocità prossima a quella della luce; possono penetrare per 1 cm nella cute; lesività biologica da da irradiazione interna bassa. Neutroni: prodotti artificialmente, elevato potere di di penetrazione, arrestati solo dall urto contro i i nuclei della materia attraversata con emissione di di un fotone gamma. Lesività biologica da da irradiazione interna elevata. RADIAZIONI IONIZZANTI Elettromagnetiche (raggi X e gamma - privi di carica elettrica) gamma : velocità pari a quella della luce, notevole capacità penetrante e lesività biologica elevata da irradiazione esterna X : lunghezza d onda maggiore rispetto alle radiazioni gamma; caratteristiche di velocità e lesività biologica da irradiazione esterna simili.

4 Capacità penetrante e lesività biologica da da irradiazione esterna Raggi α Fermati da un foglio di carta (lesivi per assorbimento interno: radon) LET Linear Energy Transfer LET KeV/m ALTO Tipo di radiazione α Percorso in aria 0.7 cm Percorso nel tessuto 6 mm Fattore di ponderazione 20 Sorgente della radiazione Raggi β Raggi γ Fermati da 2-4 mm. di alluminio Fermati da 100mm. di piombo Raggi X e neutroni sono dotati di capacità penetrante e lesività biologica da irradiazione esterna elevata BASSO BASSO BASSO ALTO ALTO β γ X Neutroni Protoni 2.32 m m 4.3 mm 1.51 cm lenti 20-veloci N.B. i raggi Alfa sono poco lesivi per irradiazione esterna in quanto penetrano solo pochi mm di tessuto. Sono i piu pericolosi per irradiazione interna (respirati o ingeriti) in quanto in 6 mm trasferiscono tutta la loro energia (es.radon polmone scantinati) 5 Radioprotezione --Fattori di di Ponderazione per per i i tessuti EFFETTI INDOTTI DALLE RADIAZIONI IONIZZANTI gonadi 0.20 Servono per per calcolare la la lesività biologica delle radiazioni ionizzanti nei nei singoli tessuti Gonadi = sono le le piu piu danneggiate dalle rad.ionizz. Midollo Colon 0.12 Polmone Stomaco Vescica Mammelle Fegato 0.05 Esofago Tiroide Pelle 0.01 Superficie ossea Rimanenti organi 0.05 (cervello, tenue, reni, muscolo, pancreas, milza, utero, timo)

5 Radiazioni ionizzanti Meccanismi d azione e danni biologici Effetti patologici delle radiazioni ionizzanti Le particelle elettricamente cariche svolgono attività lesiva in via primaria I raggi X e gamma danno luogo a limitata produzione di ioni primari, che effettuano la maggior parte delle ionizzazioni, agiscono quindi in via secondaria I processi di ionizzazione agiscono sulle strutture biologiche in modo: Diretto lesione della membrana cellulare alterazioni dei ribosomi e mitocondri mutazioni dei geni stabili o instabili (danno genetico) Indiretto azione sui mezzi solventi con produzione di radicali liberi (H 2 O 2 ) che modificano e distruggono le macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) Effetti patologici delle radiazioni ionizzanti L effetto biologico dipende dalla dose assorbita e dalla radiosensibilità della struttura colpita che è condizionata dalla velocità di ricambio cellulare del tessuto stesso Quadri clinici da irradiazione L organismo può essere colpito dall esterno o dall interno, per introduzione di radionuclidi, e, pertanto, si distinguono sindromi da irradiazione esterna e sindromi da irradiazione interna,che a loro volta,in funzione della dose assorbita si dividono in acute e croniche ricambio Linfoide gonadi midollo osseo strato basale cute cristallino epitelio intestinale fegato alveoli polmonari dotti biliari tubuli renali endoteli connettivo ossa,muscoli, sistema nervoso Irradiazioni esterne Sindrome acuta da irradiazione globale Sindrome acuta da irradiazione locale: Sindrome cronica da irradiazione esterna globale Sindrome cronica da irradiazione esterna locale Irradiazioni interna Danni somatici tardivi generali Danni somatici localizzati Danni tardivi di carattere genetico

6 Radiazioni ionizzanti: Sindromi cliniche da irradiazione esterna Sindrome acuta da irradiazione globale Esposizione accidentale di lavoratori a rischio In ordine alla dose assorbita si distinguono diversi quadri clinici Per dosi elevate Sindrome cerebrale evolve in pochi ore o giorni Per dosi alte Sindrome gastrointestinale si manifesta dal 3 al 20 giorno Per dosi medio basse Sindrome emopoietica compare tra l 8 ed il 50 giorno Radiazioni ionizzanti: Sindromi cliniche da irradiazione esterna Sindrome acuta da irradiazione locale Avviene per azione di sorgenti distanti o per deposito di sostanze radioattive sulla superficie cutanea. Le strutture più sensibili sono la cute e le gonadi Cute al crescere della dose si ha: ed è sempre fatale ed è sempre fatale, ad esito per lo più fatale, depilazione, eritema, radio epidermite con eritema, con nausea, vomito, tremori, convulsioni, con vomito, diarrea ematica, grave disidratazione, con, in ordine cronologico, linfopenia, neutropenia e piastrinopenia e quindi bolle e flittene, radiodermite necrosante con ulcere poco tendenti alla guarigione e propense alla degenerazione neoplastica coma, Morte collasso cardiocircolatorio, Morte manifestazioni emorragiche ed infezioni Gonadi col crescere della dose si ha: La terapia è sintomatica nell uomo azospermia transitoria -> sterilità permanente nella donna disturbi ovarici, sterilità permanente con disturbi endocrini Radiazioni ionizzanti: Sindromi cliniche da irradiazione esterna Sindrome cronica da irradiazione esterna globale Radiodermite cronica palmare da contatti ripetuti con isotopi gammaemittenti in laboratorio Riguarda lavoratori addetti alla manipolazione di sostanze radioattive, alla conduzione di impianti radiogeni, a lavori minerari in aree radiogene. La sintomatologia è sfumata ed è caratterizzata da: ipotrofia cutanea, ipoplasia midollare, deperimento organico con un accorciamento della vita media. Sindrome cronica da irradiazione esterna locale Frequente in passato in radiologi ed ortopedici. La sintomatologia riguarda la cute con un quadro di radiodermite cronica con atrofia cutanea, distrofia ungueale e discheratosi, ulcerazioni e frequente sviluppo di epiteliomi

7 Radiazioni ionizzanti: Sindromi cliniche da irradiazione interna Avviene per errore o incidente attraverso la via digerente, e respiratoria (radionuclidi gassosi come il radon nei minatori). La distribuzione è condizionata dalla affinità metabolica: radio tessuto osseo, iodio tiroide, cesio Danni somatici tardivi generali Leucemie negli esposti in genere Carcinomi polmonari (minatori esposti al radon) Osteosarcomi del mascellare (addetti alla verniciatura di quadranti fosforescenti) Precoce e rapida senescenza, processi sclerotico degenerativi polidistrettuali Danni somatici localizzati Cataratta Danni tardivi di carattere genetico Mutazioni nel DNA delle cellule germinali con possibili difetti genetici nella progenie muscoli Probability causation - Rapporto causa effetto Quando un operatore esposto a Radiazioni ionizzanti sviluppa un tumore, per fare denuncia di malattia professionale è necessario stabilire la probabilità il tumore che sia stato causato dalle radiazioni ionizzanti. Si usano: Tavole Radioepidemiologiche che contengono la probabilità di rischio di sviluppare un cancro dopo irradiazione uniforme a tutto il corpo per alcune sedi tumorali (Commissione Internazionale sulla Protezione Radiologica) BEIR Modelli matematici basati su: sesso, popolazione, età, dose assorbita di razioni, età all esposizione, latenza del tumore Spettro elettromagnetico e principali sorgenti Radiazioni NON ionizzanti Radiazioni ionizzanti Radiazioni non ionizzanti Campi statici EL F f Hz 300 MHz 300 GHz 300 PHz >300 PHz 50 Hz λ 1000 km 1 m 1 mm 10 nm APPLICAZIONI INDUSTRIALI risonanza magnetica acceleratori di particelle linee elettrich e onde radio micro onde radiofrequenze onde corte PC radio A.M. marcon i cellulari radarterapia calore terapia radio F.M. TV forno a radio mobili microonde Ponti radio radar infrarosso luce U.V. raggi X e raggi γ Radiazione ottica apparati illuminanti lettini solari lampade germicide diagno stica a raggi X TAC <10 nm Radioisotopi per: Lab. RIA Med. Nucleare terapia radiante brachiterapia accelaratori lineari per terapia radiante con raggi X f = frequenza; λ = lunghezza d onda; f λ = c (velocità della luce = km/s) E = h f (energia di un singolo fotone - h = 6, j s, costante di Plank)

8 SAR medio (W/kg) Rischio di esposizione a radiazioni non ionizzanti Rischio di esposizione a radiazioni non ionizzanti Orientamento: lunghezza del corpo parallela ad E Hz frequenza della corrente elettrica topo scimmia uomo Esposizione e 10 W/m2 Frequenza (MHz) SAR medio per modelli sferoidali di uomo, scimmia e topo FREQUENZE DI RISONANZA DEI TESSUTI (UOMO, SCIMMIA,TOPO) L uomo e piu sensibile alla radiazione elettromagnetica della corrente elettrica rispetto al topo ed alla scimmia perche il corpo umano va in risonanza alla frequenza di 50 Hz (corrente nelle case 220 volt 50 Hz) quindi e piu alta la probabilita che le cellule si scaldino Rischio di esposizione a radiazioni non ionizzanti L ambiente sanitario è quello che presenta la più grande varietà di applicazione di radiazioni non ionizzanti (NIR). Accanto agli apparati per diaterma a radiofrequenze (RF) e microonde (MW), esistono varie sorgenti di radiazione visibile ed ultravioletta, laser, campi magnetici statici connessi ad apparecchi di risonanza magnetica (NMR). In Italia non esistono normative nazionali: in particolare il decreto annunciato da anni per la protezione dei lavoratori dai campi elettromagnetici a radiofrequenze e microonde non è stato ancora emanato. Vi è però da rilevare che la tabella delle malattie professionali (DPR 336/94) prevede alla voce n le malattie causate da laser ed onde elettromagnetiche e le loro conseguenze dirette. RADIAZIONI NON IONIZZANTI (NIR:non ionizing radiation) Trasferiscono energia al corpo che attraversano in quantitativi non sufficienti a indurre ionizzazione (onde radio, radiofrequenze,microonde, infrarosso,visibile,ultravioletto) L esposizione professionale al rischio più elevato per i lavoratori si riscontra nell incollaggio rapido del legno, stampaggio plastica, saldatura e fusione metalli Gli effetti vengono schematicamente suddivisi in termici e non termici Effetti termici: dovuti ad innalzamento della temperatura all interno dell organo. Gli organi più colpiti sono il cristallino (non vascolarizzato) con la cataratta i testicoli (sensibilità elevata al calore) con l oligo e azo-spermia. Effetti non termici a carico del sistema emopoietico,cardiovascolare,nervoso centrale e vegetativo. Studiati e riconosciuti dagli autori dell ex Unione Sovietica, fortemente discussi dagli Autori occidentali in quanto derivati da studi epidemiologici molto carenti Per quanto riguarda gli effetti cancerogeni (leucemie in particolare nei bambini e tumori SNC) le attuali conoscenze scientifiche non evidenziano associazioni con l esposizione a radiazioni non ionizzanti.

9 EFFETTI PATOLOGICI ATTRIBUIBILI ALLE NIR effetti biologici effetti termici acuti e cronici sugli organi bersaglio (occhi, cute, gonadi) RF(radiofrequenze) MW(microonde) UV(ultravioletti) - LASER effetti non termici acuti e cronici a carico del sistema nervoso (SNC, neurovegetativo, neuroendocrino) RF - MW effetti stocastici a lungo termine (carcinoma spinocellulare / melanoma maligno cute) Ultravioletti (UV) Questo e l unico tumore certo per le radiazioni non-ionizzanti!!! Limiti di esposizione a campi magnetici DIRECTIVA 2004/40/CE of 29 April 2004 da ICNIRP 7/99 DEVE ENTRARE IN VIGORE ENTRO l Aprile 2008 Valori limite di esposizione (non sono direttamente misurabili) sono stati definiti per prevenire i seguenti effetti: <= 1Hz Sistema cardiovascolare e SNC 1Hz - 10 MHz 100kHz - 10 GHz Sistema nervoso Stress termico sul corpo intero e eccessivo riscaldamento localizzato dei tessuti GHz Eccessivo riscaldamento della superficie del corpo od in prossimità della stessa

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