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Giorgina Carletti
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2 SSN/ Bfc»EA* RT/PAS/87/20 L. MONTE UN MODELLO STOCASTICO PER LA VALUTAZIONE DEL CARICO CORPOREO DI CS-137 NELL'UOMO I-TSSQ&42. COMITATO NAZIONALE PER LA RICERCA E PER LO SVILUPPO DELL'ENERGIA NUCLEARE E DELLE ENERGIE ALTERNATIVE

3 ISSN/ COMITATO NAZIONALE PER LA RICERCA E PER LO SVILUPPO DELL'ENERGIA NUCLEARE E DELLE ENERGIE ALTERNATIVE UN MODELLO STOCASTICO PER LA VALUTAZIONE DEL CARICO CORPOREO DI CS-137 NELL'UOMO L. MONTE ENEA - Dipartimento Protezione Ambientale e Salute dell'uomo, Centro ricerche energia Casaccia RT/PAS/87/20

VALUTAZIONE DEL CARICO CORPOREO DI CS-137 NELL'UOMO L.

4 lèsto pervenuto nei novembre 1987 Progetto Enea: Studi sofia protezione dell'ambiento (EA) I contenuti tecnico-scientifici dei rapporti tecnici detl'enea rispecchiano l'opinione degli autori e non naceasariamente quella dell'ente.

tecnico-scientifici dei rapporti tecnici detl'enea

5 z k RIASSUNTO Viene presentato un modello stocastico in grado di prevedere, in funzione del tempo, la distribuzione statistica del carico corporeo di Csl37. Il modello viene applicato preliminarmente a due gruppi di individui : uomini sani e donne sane portatrici di distrofia di Duchenne. I risultati vengono confrontati con i valori previsti dalla IGRP 30. SUMMARY A stochastic model predicting the retention of Cs-137 in humans is described. The model has been used for two groups of adult humans : healthy women carrier of Duchenne dystrophy and healthy menjhe results obtained are compared with the results predicted by ICRP 30.

I risultati vengono confrontati con i valori previsti dalla IGRP 30. SUMMARY A stochastic model predicting the retention of Cs-137 in humans is described.

6 5 INTRODUZIONE Il comportamento di un radionuclide immesso incidentalmente nell'organismo umano può essere descritto con sufficiente adeguatezza mediante un modello a compartimenti dxj(t) (1) * I, A,,Xj(t) per i= 1,2... n dt Le funzioni X,(t) rappresentano la quantità di radionuclide contenuta nell'organo i-esimo all'istante t. Le equazioni del sistema (1) comportano che, in generale, il carico corporeo totale C(t-t 0 ) - IjXj(t).dovuto ad un intake impulsivo di radionuclide risulta uguale alla somma di ptù termini esponenziali (2) C(t-t 0 ) - 2j A, e'^lv essendo C(t-t 0 ) carico corporeo all'istante t ; a \ costante che tiene conto del decadimento biologico e del decadimento radioattivo relativo alla i-esima componente; Aj - coefficiente indicante l'ammontare percentuale (frazionarlo) della componente 1-esima; t 0 * istante in cui é avvenuto rintake.

$dovuto ad un intake impulsivo di radionuclide risulta uguale alla somma di ptù termini esponenziali (2) C(t-t 0 ) - 2j A, e'^lv essendo C(t-t 0 ) carico corporeo all'istante t ; a \ costante che$

7 6 In particolare l'icrp 30 (ref.l) propone, per il Cs-137, una funzione contenente due termini esponenziali C(t-t 0 ) - A,e" (l- V A^" (l - t o ) A, = 0.1 Aj = 0.9 A, <T' A 2 = d"' il modello deterministico proposto dalla ICRP 30 non é in grado di valutare né la variabilità stocastica del carico corporeo esistente tra Individui appartenenti allo stesso gruppo (es. uomini adulti sani, donne adulte sane, fanciulli ecc.), né la variabilità esistente tra individuo ed individuo dello stesso gruppo. Un modello stocastico In grado di prevedere la distribuzione di probabilità del carico corporeo di Cs-137 risulta più adeguato del modello deterministico se si è interessati a conoscere l'andamento dei livelli di contaminazione Interna della popolazione piuttosto che effettuare una valutazione conservativa del rischio nell'ottica di una analisi rischi-benefici. Nel presente lavoro viene proposto un modello stocastlco-dinamlco, in grado di prevedere la distribuzione di probabilità, in funzione del tempo, del carico corporeo di Cs-137 ; I risultati ottenuti vengono confrontati con I valori di contaminazione Interna previsti dal modello ICRP 30. DESCRIZIONE DEL MODELLO Come già detto nella Introduzione il carico corporeo di Cs-137 dopo un intake impulsivo del radionuclide nell'istante t 0 é espresso dalla (I).

uomini adulti sani, donne adulte sane, fanciulli ecc.), né la variabilità esistente tra individuo ed individuo dello stesso gruppo.

8 7 Se l'intake è protratto nel tempo ed espresso dalla funzione 1(0 (si suppone ovviamente KtM) per t<0) il carico corporeo all'istante té C(t) = t J^ZjA-e-^KOdO Poiché A, e A, variano da individuo ad individuo essendo variabili stocastiche, la funzione CU) é una funzione stocastica del tempo e delle costanti A, e A-, Si osservi che, più in generale, anche la funzione 1(0 é una funzione stocastica ; infatti l'intake di Cs-137 dipende dalle abitudini alimentari individuali e dai livelli di contaminazione degli alimenti. Nel presente lavoro ci occuperemo preliminarmente del caso in cui la variabilità stocastica del l'intake è trascurabile rispetto a quella degli altri fattori. La valutazione delle misure statistiche di C(t) é stata eseguita mediante un programma di Montecarlo su computer OH 5480/8 utilizzando una funzione a tre componenti esponenziali. Le misure statistiche dei coefficienti sono state ricavate elaborando f valori riportati in ref 2 relativi ad individui adulti. Si è fatta l'ipotesi che le grandezze stocastiche in esame hanno distribuzione gaussiana come dimostrato da un test statistico eseguito sulle stesse. I risultati riportati si riferiscono ad intake unitario costante di radioattività. DISCUSSIONE DEI RISULTATI E CONCLUSIONI In fig. 1,2,3 e 4 sono riportati f risultati relativi a 1000 run (ad ogni run viene assegnato un valore stocastico alle variabili A, e A;) eseguiti su due gruppi di popolazione:

; infatti l'intake di Cs-137 dipende dalle abitudini alimentari individuali e dai livelli di contaminazione degli alimenti.

9 8 a) uomini sani; b) donne sane portatrici di distrofia di Duchenne. Per il gruppo a) é stata utilizzato un modello a due componenti esponenziali mentre per il per il gruppo b), grazie alla uisponibilità di dati di letteratura, é stato utilizzato un modello a tre componenti. I valori delle grandezze utilizzate nei modello sono riportate nella sottostante tabella (T f * 0.693A j): A, A, *3 T 1 (giorni) T 2 (giorni) T 3 (giorni) uomini donne * * * * *0.4 13*3.6 90*27 83*14 Valori dei parametri e delle relamve deviazioni standard utilizzati nel modello! coefficienti A, sono stati scelti in modo da verificare la relazione I, A, = 1. I valori riportati sono stati ottenuti mediante una elaborazione dei dati di ref. 2. E' stata calcolata la probabilità, in funzione del tempo trascorso dall'inizio dell'intake, che il carico corporeo sia superiore od uguale al valore previsto dall'icrp (fig. 3,4). A titolo di esempio osserviamo che, che dopo circa 200 giorni la probabilità che il carico corporeo sia superiore o uguale al valore previsto dalla ICRP 30 é di circa 1123% per il gruppo a) e inferiore all' l /ooper il gruppo b). Come si può dedurre dai risultati ottenuti mediante il modello descritto, il comportamento stocastico di diversi gruppi omogenei di individui può presentare caratteristiche molto diverse. I risultati riportati si riferiscono a misure statistiche dei parametri utilizzati ricavate per un campione piuttosto limitato. A tal proposito si sottolinea che lo scopo del presente lavoro é di

componenti. I valori delle grandezze utilizzate nei modello sono riportate nella sottostante tabella (T f * 0.693A j): A, A, *3 T 1 (giorni) T 2 (giorni) T 3 (giorni) uomini donne 0.11 0.11*0.04 0.

10 /o dimostrare la fattibilità di un modello stocastico di valutazione del carico corporeo; l'affidabilità del modello potrà migliorare disponendo di dati più completi ed accurati relativi alla variabilità dei coefficienti A,eAj.

modello potrà migliorare disponendo di dati più completi

11 11 REFERENCES I ) Annals of the ICRP - ICRP publication 30 - Part I - Limits for Intakes of radionuclides by workers (1978) 2) R.W. Leggett - Predicting the retention of Cs In Individuals - Health Physics Vol. 50, No. 6(June), pp ,1986

12 12.Carico corporeo di Cs-137, conseguente ad un intake costante di radionuclide, in donne sane portatrici di distrofia di Duchenne Ci2»n valor medio dev, std. i crp -I! >,t se ree ne ut ite ise m tempo trascorso dati' inizio dell' intake (giorni) Fi». 1 Carico corporeo di C*-137< conseguente ad un intake costante di radionuclide/ in uomini imi ;UI-i eeu 188- * 4es 2e-,'*,..' ' -..-"" valor medio div, itd. i crp I e 4t be se lee ne ne ibe ise m tempo trascorso dall'iniiio dill'intaki (giorni) Fig, 2

1 Carico corporeo di C*-137< conseguente ad un intake costante di radionuclide/ in uomini imi ;UI-i eeu 188- * 4es 2e-,'*,..' ' -.

13 13 ProbabiIita'che il carico corporeo di Cs'137 sia superiore al valore previsto dalla ICRP 30 1E«02-, -1E»J1-3 le'muomini -i r b ( Tempo trascorso da 11'inizio de ti'intake (yiorni) Fi j. 3 Probabilitiche il carico corporeo di C»-137 si* superiore I valori previsto dalla ICRP 30 IE'12-, -, -,, _, r! 10 1! 20 2? 31 Tempo trascorsotf«ti' inizio dill'intake (giorni) Fi». 4

14 Edito dall'enea, Direzione Centrale Relazioni. Viale Regina Margherita, Roma. Finito di stampare nell'aprile '988 Fotoriproduzione e stampa a cura della «Arti Grafiche S. Marcello» Viale Refina Margherita, Roma Questo fascicolo è stato stampato su carta riciclata

Finito di stampare nell'aprile '988 Fotoriproduzione e stampa a cura

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