Sicurezza nei laboratori di radiochimica: radiazioni ionizzanti, dosimetria delle radiazioni e radioprotezione

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1 Università degli Studi di Udine Sicurezza nei laboratori di radiochimica: radiazioni ionizzanti, dosimetria delle radiazioni e radioprotezione Faustino Bonutti Fisica Sanitaria, Az. Ospedaliero-Universitaria S.Maria della Misericordia di Udine 27 gennaio Contenuti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche delle macchine radiogene e dei radionuclidi impiegati nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Principi di radioprotezione Normativa di radioprotezione Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 2

2 PERDITA DI VITA ATTESA Causa Vita persa (tempo) Fumare 20 sigarette al giorno anni Sovrappeso (+ 15%) anni Consumo di alcool (media USA)..1 anni Incidente in agricoltura giorni Incidente in edilizia giorni Incidente d auto giorni Incidenti domestici giorni Dose da radiazioni lavorative (10 msv/a) da anni (totale 470 msv).51 giorni Pericoli naturali (terremoti, fulmini, allagamenti))....7 giorni 3 Contenuti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche delle macchine radiogene e dei radionuclidi impiegati nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Principi di radioprotezione Normativa di radioprotezione Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 4

3 RADIAZIONI ionizzanti massa >0 massa = 0 IONIZZAZIONE elettrone (-) fotone o particella ionizzante URTO (ione negativo) fotone o particella ionizzante Coppia di ioni (+) ione positivo

4 Radiazioni direttamente ionizzzanti Le particelle cariche ionizzano in modo diretto gli atomi e le molecole: si dicono essere direttamente ionizzanti: elettroni secondari e - e - elettrone primario e - e - e - e - e - e - e e - - atomi del mezzo Radiazioni indirettamente ionizzzanti I fotoni ionizzano in modo indiretto gli atomi e le molecole: si dicono essere indirettamente ionizzanti: γ fotone elettrone secondario e - e - e - e - e - e - e - e e - - γ atomi del mezzo

5 Radiazioni direttamente ed indirettamente ionizzzanti In effetti i raggi γ ed i raggi X producono anche ionizzazioni dirette, ma il loro numero rispetto a quelle prodotte dagli elettroni secondari è talmente piccolo che è giustificato chiamarli indirettamente ionizzanti. Ad esempio: ogni elettrone prodotto da un fotone da 50 kev in acqua produce a sua volta 1500 elettroni! Fotoni

6 Spettro elettromagnetico Range visibile: luce Radiazione elettromagnetica monocromatica: unica λ Radiazioni ionizzanti Raggi X (diffrattometri,..) Sostanze radioattive Sigillate (Ni-63, gascromatografo) Non sigillate (laboratori di radiochimica) 4 2 α ++ Alpha Carta Plastica PiomboCemento 0 1 β Beta 0 0 γ Raggi X e Gamma 1 0 n Neutroni 12

7 Produzione dei raggi X Tubo radiogeno: dispositivo per la generazione di raggi X di bassa-media energia (ddp di accelerazione degli elettroni fino a 300 kv) Generatore: circuito che fornisce l alta tensione al tubo radiogeno N N n 1 n 2 n 3 n(e) E 1 E2 E3 Ψ E n 1 E 1 n2 E 2 n 3 E 3 E1 E 2 E 3 Bremsstrahlung Ψ spectrum E E max Componenti del tubo radiogeno Catodo: filamento riscaldato sorgente di elettroni che vengono accelerati verso l anodo Anodo (tipicamente in tungsteno): (fisso o rotante): investito dagli elettroni accelerati emetti raggi X: Decelerazione degli elettroni (radiazione di Bremsstrahlung) Emissione righe caratteristiche elemento dell anodo Ampolla (vetro, metallo) in cui è praticato il vuoto Materiale di schermatura per la protezione dalle radiazioni 14

8 Fornisce: Generatore di alta tensione La corrente per riscaldare il catodo L alta tensione per accelerare gli elettroni Il controllo dell esposizione (tempo di esposizione) Energia necessaria 99% è dissipata come energia termica 15 Diffrattometri a raggi X 16

9 Diffrattometri a raggi X 17 X-Ray ATTENUATION COEFFICIENT (cm 2 g -1 ) Interazione fotoni-materia: Contributo dell interazione fotoelettrica e Compton all attenuazione dei fotoni (X e gamma) in acqua Total Compton + Coherent Photoelectric (kev)

10 Interazione fotoni-materia: proprietà di assorbimento Un fascio di raggi X è caratterizzato da : Tensione di picco di accelerazione degli elettroni (kvp) Primo spessore emivalente (SEV) di un dato elemento (solitamente Al o Pb) Inoltre: Energia media dei fotoni (kev) kvp SEV (mm Pb) Radioattività Esistono dei nuclei che hanno una combinazione di p e n tale da non dare una configurazione stabile Tali nuclei instabili si dicono radioattivi (radionuclidi) perché tendono a raggiungere una configurazione stabile rilasciando alcune particelle (si trasformano in altri elementi) Il processo è detto decadimento radioattivo

11 Attività di una sorgente radioattiva Attività = numero di disintegrazioni che avvengono nell unità di tempo A = dn dt Unità di misura (SI): Bq (=1s -1 ) 1 Ci = 3.7 x10 10 Bq ( attività di 1g di Ra) 1 mci = 3.7 x10 7 Bq = 37 MBq Sostanze radioattive (I) β (β - ) : bassa penetrazione 32 P 15 : T/ g; E e,max = 1710 kev Totale assorbimento: vetro 3.4 mm; tessuto: 6.3 mm 33 P 15 : T/ g; E e,max = 249 kev Totale assorbimento: vetro 0.3 mm; tessuto 0.5 mm 35 S 16 : T/ g; E e,max = 168 kev Totale assorbimento: vetro 0.2 mm; tessuto 0.3 mm 14 C 6 : T/ a; E e,max = 157 kev Totale assorbimento: vetro 0.2 mm; tessuto 0.3 mm 22

12 Sostanze radioattive (II) β (β - ) : bassa penetrazione 3 H 1 : T/ a; E e,max = 19 kev Totale assorbimento: vetro <0.1 mm; tessuto <0.1 mm 63 Ni 28 : T/2 100 a g; E e,max = 66 kev Totale assorbimento: vetro <0.1 mm; tessuto 0.1 mm 23 Sostanze radioattive (III) β - / γ : bassa/alta penetrazione 59 Fe 26 : T/ g; E β,max = 466 kev; E γ,max : 1292 kev Spessore emivalente gamma: Piombo: 15 mm Acciaio: 35 mm Totale assorbimento beta: vetro 0.6 mm; tessuto: 1.2 mm γ bassa energia: bassa penetrazione 125 I 53 : T/ g; E γ = kev, E e = 4-31 kev Gamma: SEV: < 1mm Pb; < 1 mm acciaio 24

13 Sostanze radioattive: confezionamento rischi Sigillate Irraggiamento ( 63 Ni) Non sigillate Irraggiamento Contaminazione 25 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

14 Modalità di irradiazione del corpo umano Vi sono due modalità d irradiazione del corpo umano, che si distinguono per la diversa collocazione delle sorgenti radianti rispetto al soggetto irradiato: 1. la prima è quella esterna, in cui l organismo (o una sua parte) è irradiato da una o più sorgenti che si trovano al di fuori di esso; 2. la seconda è quella interna, quando le sorgenti radianti sono state introdotte e incorporate nell organismo. In questo caso si parla anche di contaminazione interna. GLOSSARIO INTRODUZIONE (INTAKE): ingresso del materiale radioattivo nel corpo (per inalazione, ingestione, attraversamento della pelle, assorbimento attraverso le ferite) INCORPORAZIONE (UPTAKE): ingresso in circolo del materiale radioattivo (ovvero passaggio dalla fase non sistemica alla fase sistemica) DEPOSIZIONE (DEPOSITION): trasferimento del materiale radioattivo che è in circolo ad un organo o ad un tessuto RIMOZIONE (CLEARANCE): rimozione della sostanza da un organo/tessuto ESCREZIONE (EXCRETION): eliminazione del materiale radioattivo attraverso le feci e le urine

15 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Protezione dalle radiazioni Protezione da irraggiamento: Schermature Distanza Tempo Protezione da contaminazione: Organizzazione del laboratorio (dedicato, percorsi, sistemi di emergenza: doccia) Sistemi di monitoraggio (monitor per la rivelazione della contaminazione, monitor mani-piedi-vesti, ) Ventilazione Procedure di lavoro (postazioni di lavoro, guanti ) Gestione dei rifiuti radioattivi (vedi Norme UNI 10491, 1995) 30

16 Protezione dalle radiazioni Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Protezione dalle radiazioni Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

17 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

18 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

19 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

20 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

21 Contenuti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche dei radionuclidi e delle macchine radiogene impiegate nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Normativa di radioprotezione Principi di radioprotezione Limiti di dose per le persone e limiti derivati Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 41 Effetti biologici delle radiazioni Basic concepts about radiobiology Deterministic and stochastic effects Radiosensibility Factors affecting radiosensibility Cell response to radiation Systemic response Whole body response: ADULTS Effects of antenatal exposure Delayed effects of radiation Risks and weighting factors Today: Radiobiolog y 42

22 BASIC CONCEPTS Interaction is a probabilistic event (stochastic). Transfer of energy occurs extremely quickly: approximately s. Thus, radiation protection must be applied before irradiation. There is always a DAMAGE of the cell. A consequence could be CANCER induction. The damage is not specific, it is similar to other etiologic agents. There are targets in every cell (points which are more probably affected by ionizing radiation). This is the impact 43 theory. EFFECTS OF IONIZING RADIATION Deterministic (tissue reaction) Existence of dose threshold (under this dose, the effect is not observable). Effect severity increase with dose. Stochastic No threshold. Probability of the effect increases with dose. Severity is considered maximum (equivalent to fatal event). Non fatal cancers are weighed with a certain factor to add this probability to the fatal one. 44

23 BIOLOGICAL EFFECTS OF IONIZING RADIATION Deterministic E.g. Lens opacities, skin lesions, etc Stochastic Cancer, genetic effects. 45 ACTION MECHANISMS Direct action: important molecule is damaged (usually DNA). Indirect action: environment of those important molecules is altered. Recoil electrons interact with water molecules, producing free radicals. From Manual of clinical oncology, UICC

24 DOSE-RESPONSE CURVE FOR DETERMINISTIC EFFECTS Practically all the cells are dead % Effect Repairing cell structures is still possible No repairing: a low dose means a great damage dose Dose 47 RADIOSENSIBILITY (RS) RS = Probability of a cell, tissue or organ of suffering an effect per unit of dose. Bergonie and Tribondeau (1906): RS LAWS : RS will be greater if the cell: Is highly mitotic. Is undifferentiated. Has a great cariocinetic future. 48

25 RADIOSENSIBILITY (II) High RS Medium RS Low RS Bone Marrow Spleen Thymus Lymphatic nodes Gonads Eye lens Lymphocytes (exception to the RS laws) Skin Mesoderm organs (liver, heart, lungs ) Muscle Bones Nervous system 49 EFFECTS IN SKIN Histologic view of the skin From Atlas de Histologia.... J. Boya EPIDERMIS DERMIS Basal stratum cells, highly mitotic, some of then with melanin, responsible of pigmentation. Following the RS laws (Bergonie and Tribondeau), the most RS cells are those from the basal stratum of the epidermis. Effects are: Erythema: 1-24 hours after irradiation of about 3-5 Gy Alopecia: 5 Gy is reversible; 20 Gy is irreversible. Pigmentation: Reversible, appears 8 days after irradiation. Dry or moist desquamation: traduces epidermal hypoplasia (dose about 20 Gy). Delayed effects: teleangiectasia, fibrosis. 50

26 EFFECTS IN EYE Histologic view of eye: Eye lens are highly RS. Coagulation of proteins occur with doses greater than 0.5 Gy. There are 2 basic effects: From Atlas de Histologia.... J. Boya Eye lens is highly RS, moreover, it is surrounded by highly RS cuboid cells. Effect Detectable opacities Visual impairment (cataract) Sv single brief exposure 0.5? Sv/year for many years > 0.02? 51 % EFFECTS OF ANTENATAL EXPOSURE (I) Pregnancy time suppose RS It is not easy to establish a cause-effect relation because there are a lot of teratogenic agents, effects are unspecific. There are 3 kinds of effects: lethality (0.1 Gy), congenital anomalies and large delay effects (cancer and hereditary effects). Lethality Congenital anomalies Pre-implantation Organogenesis Foetus Time 52

27 DELAYED EFFECTS OF RADIATION (STOCHASTIC RISKS) Classification: SOMATIC: they affect the health of the irradiated person. They are mainly different kinds of cancer (leukemia is the most common, with a delay period of 2-5 years, but also colon, lung, stomach cancer ) GENETIC: they affect the health of the offspring of the irradiated person. They are mutations that cause malformation of any kind (such as mongolism) Probability: about 0.05 per Sv 53 Argomenti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche dei radionuclidi e delle macchine radiogene impiegate nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Principi di radioprotezione Normativa di radioprotezione Limiti di dose per le persone e limiti derivati Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 54

28 Dose assorbita, D La dose assorbita è l energia assorbita per unità di massa. Definita per qualsiasi tipo di radiazione e materiale D = de/dm u.m.: 1 J/kg = 1 Gray [Gy] 55 Dose equivalente: H La dose equivalente H è la dose assorbita moltiplicata per un fattore adimensionale: fattore di peso per la radiazione, w R che esprime l efficacia biologica dei diversi tipi di radiazione H= D wr X-rays, γ, e - w R = 1 alpha particles w R = 20 neutrons w R = 5-20 Per evitare confusione con la dose assorbita, l u.m. è il sievert (Sv). 56

29 Detrimento dalla radiazione L esposizione di organi e tessuti comporta diverse probabilità di danno (effetti stocastici) e di severità dello stesso (mortalità da tumore) La combinazione della probabilità di insorgenza del danno e la sua severità è denominata detrimento. 57 Fattori di peso per i tessuti Per tener conto dei diversi detrimenti ad organi e tessuti, la dose equivalente H è moltiplicata per un fattore di peso per i tessuti w T, La somma dei diversi contributi su tutto il corpo è denominata dose efficace E u.m.: sievert (Sv) 58

30 Dose efficace, E E = w T H T Il fattore di rischio stocastico è pari a 5 x 10-2 Sv -1 (5% per ogni Sv) Fattore di peso per il tessuto T Dose equivalente in un tessuto T 59 In sintesi: principali grandezze ed unità di misura dosimetriche Dose assorbita (D): impiegata per esprimere la dose in ogni materiale e per ogni tipo di radiazione ed energia 1 Gray = 1J/Kg Dose efficace (E): grandezza radioprotezionistica per esprime il rischio di effetti probabilistici (o stocastici) delle basse dosi: E = T w T H T (u.m. Sievert ) I dosimetri personali assegnati al personale esposto servono per valutare la dose efficace. 60

31 Attività (di una sorgente radioattiva) L attività è definita come il rateo di disintegrazioni nell unità di tempo u.m.: bequerel (Bq) = 1 disintegrazione/sec ( 1 curie (Ci) = Bq) 125 I Energia dei gamma (kev) Emissione (%) Livelli tipici di esposizione 62

32 UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (I) Agenzia delle Nazioni Unite incaricata di valutare le esposizioni alle radiazioni ionizzanti e i rischi relativi. Report 2000 (conclusioni importanti): Valutazione incidente di Chernobil (1800 tumori alla tiroide, no leucemia, possibili altri tumori in futuro) Non vi è evidenza scientifica che il rischio di cancro da radiazione scompaia a dosi molto basse: il rischio di 4%-6% per Sievert di esposizione è confermato 63 UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (II) L esposizione medica è la maggiore e crescente esposizione degli individui da fonti di radiazione artificiale: importante contributo dal crescente uso di tecnologie ad alta dose (TAC e radiologia interventistica) 64

33 UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (III) Esposizione alle radiazioni naturali: Il principale contributo è dato dall esposizione al gas radon, che viene emanato dal suolo e si concentra negli edifici. La variazione dei valori medi varia di un fattore almeno 3 nelle diverse parti del globo. Variazioni locali possono arrivare a moltiplicare il livello medio di più un fattore 10. Livelli importanti si possono avere nelle miniere, nell industria che lavora minerali con lato contenuto di Uranio/Torio e dalla produzione di energia con carbone. 65 Esposizione a Radon e Thoron 222 Rn è emanato dal decadimento del 226 Ra è ha un t/2 di 3.8 giorni; I prodotti del decadimento radioattivo del Radon (figli) sono responsabili dell esposizione da inalazione Concentrazione all esterno: 4 Bq/m 3 All interno: concentrazione media più elevata (mediamente da 20 a 200 Bq/m 3 in media in diversi paesi Europei); elevata variabilità 66

34 Esposizione a Radon e Thoron 67 Da wikipedia Esposizione a Radon e Thoron Inghilterra: media 20 Bq/m 3 (0.5% delle abitazioni > 200 Bq/m 3 FVG: 4% abitazioni > 400 Bq/m 3 (dati 1990) 68

35 Esposizione totale naturale in GB (radon incluso) Fonte Dose efficace annuale (msv/a) Radiazione cosmica Radionuclidi interni Gamma dal suolo Radon Totale (HPA, 2005) 69 Uso medico delle radiazioni Frequenza: 1 esame radiologico/anno ca. ca procedure all anno in Italia Dose efficace: msv/esame Dose efficace media annuale procapite msv/anno 70

36 Contributi all esposizione totale di un individuo in GB (HPA, 2005) 71 Metodi di misura e dosimetria del personale (I) Misure ambientali: Irraggiamento Dosimetro portatile con camera di ionizzazione Dosimetro ambientale (termoluminescenza) 72

37 Metodi di misura e dosimetria del personale (II) Dosimetria del personale Esposizione esterna (irraggiamento): Dosimetro personale Dosimetro per le estremità Valutazione da misure ambientali 73 Metodi di misura e dosimetria del personale (III) Contaminazione superficiale Contaminametro portatile con rivelatore a Geiger-Muller Wipe test e successiva spettrometria gamma o scintillazione liquida Contaminazione dell aria Raccolta su filtro di particolato e successiva spettrometria gamma o scintillazione liquida 74

38 Metodi di misura e dosimetria del personale (IV) Dosimetria del personale Esposizione interna (contaminazione da inalazione, ingestione, contaminazione della cute) Valutazione da misure ambientali (wipe test) Misura mediante contaminametro o sistema mani-piedi-vesti Misure individuali su campioni biologici (urine, saliva, feci) Misure individuali di irraggiamento dal corpo (tiroide, corpo intero) per radionuclidi X/gamma emettitori 75 Dosimetria del personale La dosimetria del personale, quando necessaria, è un importante presidio di radioprotezione Scheda dosimetrica personale: storia lavorativa, dosi accumulate Segue il lavoratore in tutta la vita lavorativa (con la scheda sanitaria) 76

39 Argomenti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche dei radionuclidi e delle macchine radiogene impiegate nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Principi e normativa di radioprotezione Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 77 La legislazione di radioprotezione la protezione dei lavoratori e della popolazione (D.Lgs. 230/1995 e 241/2000) (La protezione nell esposizione medica (pazienti) (D.Lgs. 187/2000) Nuova Direttiva Europea 2013/59/EURATOM 78

40 I principi di protezione dei lavoratori Principio di giustificazione: l attività di utilizzo di radiazioni ionizzanti e l esposizione di un lavoratore devono essere supportate da adeguate motivazioni di necessità Principio di ottimizzazione: l esposizione delle persone deve essere la minore possibile, tenendo conto di vincoli economici e sociali Principio di limitazione della dose: per ogni soggetto devono essere osservati i relativi limiti di dose. 79 Limiti di dose per i lavoratori e per la popolazione Lavoratori esposti di Categoria A e B Dose efficace 20 millisievert/anno Equivalente di dose al cristallino 150 (20) millisievert /anno Equivalente di dose alla cute 500 millisievert /anno Equivalente di dose alle estremità 500 millisievert /anno Lavoratori non esposti, donne gestanti o membri della popolazione Dose efficace 1 millisievert /anno Equivalente di dose al cristallino 15 millisievert /anno Equivalente di dose alle estremità 50 millisievert /anno 80

41 Limiti derivati: 125 I ALI (annual limit of intake): Ingestione: Bq (350 µci) Inalazione: Bq (700 µci) Limite di contaminazione superficiale: Rimovibile: 40 Bq/cm 2 Irraggiamento Sorgente 30 cm: msv/h per 1 MBq Irraggiamento a contatto con 50 ml (beaker): 0.04 msv/h per 1 MBq Contaminazione: Deposito uniforme sulla mano di 1 kbq: msv/h Massime attività manipolabili Aree sorvegliate (Bq) Aree controllate (Bq) Per volatilità bassa Bancone Cappa Bancone Cappa Limiti derivati: 3 H ALI (annual limit of intake): Ingestione: Bq Inalazione: Bq Limite di contaminazione superficiale: Rimovibile: Bq/cm 2 Irraggiamento Sorgente 30 cm: 0 msv/h per 1 MBq Irraggiamento a contatto con 50 ml (beaker): 0 msv/h per 1 MBq Contaminazione: Deposito uniforme sulla mano di 1 kbq: 0 msv/h Massime attività manipolabili Aree sorvegliate (Bq) Aree controllate (Bq) Per volatilità bassa Bancone Cappa Bancone Cappa

42 Limiti derivati: 32 P ALI (annual limit of intake): Ingestione: Bq Inalazione: Bq Limite di contaminazione superficiale: Rimovibile: 50 Bq/cm 2 Irraggiamento Sorgente 30 cm: 0.11 msv/h per 1 MBq (cute) Irraggiamento a contatto con 50 ml (beaker): msv/h per 1 MBq Contatto con siringa 5 ml: 24 msv/h Contaminazione: Deposito uniforme sulla mano di 1 kbq: 1.9 msv/h Massime attività manipolabili Aree sorvegliate (Bq) Aree controllate (Bq) Tutti i composti Bancone Cappa Bancone Cappa Limiti derivati: 33 P ALI (annual limit of intake): Ingestione: Bq Inalazione: Bq Limite di contaminazione superficiale: Rimovibile: 200 Bq/cm 2 Irraggiamento Sorgente 30 cm: 0 msv/h per 1 MBq (cute) Irraggiamento a contatto con 50 ml (beaker): 0 Contatto con siringa 5 ml: 0 Contaminazione: Deposito uniforme sulla mano di 1 kbq: 0.86 msv/h Massime attività manipolabili Aree sorvegliate (Bq) Aree controllate (Bq) Tutti i composti Bancone Cappa Bancone Cappa

43 Limiti derivati: 35 S ALI (annual limit of intake): Ingestione: Bq Inalazione: Bq Limite di contaminazione superficiale: Rimovibile: 300 Bq/cm 2 Irraggiamento Sorgente 30 cm: 0 msv/h per 1 MBq (cute) Irraggiamento a contatto con 50 ml (beaker): 0 msv/h per 1 MBq Contatto con siringa 5 ml: 0 msv/h Contaminazione: Deposito uniforme sulla mano di 1 kbq: 0.35 msv/h Massime attività manipolabili Aree sorvegliate (Bq) Aree controllate (Bq) Tutti i composti (eccetto vapori) Bancone Cappa Bancone Cappa La classificazione delle aree Un area classificata è un ambiente di lavoro sottoposto a regolamentazione per motivi di protezione contro le radiazioni ionizzanti. E classificato un ambiente di lavoro in cui un lavoratore può superare in un anno solare uno dei limiti previsti dalla normativa zona controllata (>6 msv/anno) zona sorvegliata (>1 msv/anno) 86

44 La classificazione dei lavoratori Le persone sottoposte ad un esposizione che può comportare dosi superiori ai previsti limiti fissati per le persone del pubblico (1 msv/anno) sono classificate come lavoratori esposti. Sono classificati: di categoria A (se possono superare 6 msv/anno) di categoria B La descrizione dell attività svolta con esposizione alle radiazioni è fornita dal responsabile dell Unità Operativa all Esperto qualificato. 87 Argomenti Radiazioni ionizzanti Caratteristiche dei radionuclidi e delle macchine radiogene impiegate nei laboratori dell università Elementi di radiobiologia Grandezze dosimetriche, unità di misura e metodi di misura Principi e normativa di radioprotezione Prevenzione e protezione nei laboratori impieganti sorgenti radioattive sigillate e non sigillate Radioprotezione e sistema di prevenzione d ateneo 88

45 Caratteristiche dei laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (I) Criteri generali: Separazione delle aree (pubbliche, di lavoro senza esposizione (uffici, ecc), di lavoro con esposizione (laboratori) Regolamentazione degli accessi Le aree di lavoro con esposizione sono normalmente classificate (controllate o sorvegliate) per cui è VIETATO l accesso alle persone non autorizzate Caratteristiche delle aree adiacenti: Necessità di eventuali schermature per le radiazioni Spazi accessori: deposito rifiuti, locali filtro Norme UNI Caratteristiche dei laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (II) Criteri generali: Schermature dei locali e schermi di protezione: Non necessarie per i locali dei laboratori di radiochimica di bassa attività Necessarie per lo stocaggio (contenitori) delle sostanze radioattive (escluso quelle prive di irraggiamento): per X/gamma emettitori: piombo, acciaio per beta emettitori: vetro, plastica (evita la produzione di raggi di X di frenamento (Bremsstrahlung) Necessarie per il frazionamento delle attività massime detenute e per la manipolazione dei radionuclidi con emissione di particelle gamma o beta a maggiore energia: per X/gamma emettitori: piombo, acciaio, vetro al piombo per beta emettitori: vetro, plastica (evita la produzione di raggi di X di frenamento (Bremsstrahlung 90

46 Caratteristiche dei laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (III) Criteri generali: Accesso attraverso locale dotato di: monitor di controllo della contaminazione, lavello di decontaminazione, cambio abiti di lavoro Pareti, pavimenti, banchi di manipolazione lavabili e facilmente decontaminabili Cappa di frazionamento e manipolazione dotata di filtro assoluto con espulsione all esterno Schermature mobili (se necessarie) Sistema di protezione dagli incendi: locali laboratorio compartimentati dagli altri locali dell edificio 91 Caratteristiche dei laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (IV) Criteri generali: Classificazione: categoria 1, 2 e 3 (in funzione del tipo di radionuclide, attività massima e tipo di manipolazione) (Norme UNI10491) Impianto di ventilazione: non richiesto per laboratori di cat. 3 per le categorie 1 e 2: ventilazione che mantiene i locali in depressione (crescente dalle aree a minore a quelle a maggiore contaminazione) 92

47 Caratteristiche dei laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (V) Criteri generali: Stocaggio dei materiali radioattivi: segnalato da apposita segnaletica All ingresso: segnaletica di pericolo radiazioni, pericolo di contaminazione, norme di protezione 93 Laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (I) Norme operative: Ogni contenitore di materiale radioattivo deve essere identificato (segnale di radiazioni, radionuclide, attività, data); ad esclusione di quelli in corso di manipolazione Elenco del personale autorizzato (elenco esposto o riportato su apposito registro) Personale autorizzato informato e formato delle norme di prevenzione esistenti, delle caratteristiche dei radiouclidi impiegati e delle modalità di manipolazione, delle modalità di monitoraggio della contaminazione, delle modalità di decontaminazione, dell obbligo di controllare la contaminazione individuale con gli strumenti in dotazione (periodicamente e sempre all uscita dal laboratorio) 94

48 Laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (II) Norme operative: Deve essere istituito un registro di carico del materiale radioattivo e deve essere rispettato il limite di detenzione e impiego annuo dei diversi radionuclidi Devono essere adottate norme specifiche in caso di incidente (contaminazioni, incendio,..) 95 Laboratori impieganti sostanze radioattive non sigillate (III) Gestione dei rifiuti radioattivi: Apposito locale: I) Raccolta e conferimento a ditta autorizzata II) Raccolta e decadimento fisico della radioattività sino a concentrazione inferiore a quella necessaria pre uno smaltimento in esenzione (< 1 Bq/g) Locale con le stesse caratteristiche del laboratorio Ogni contenitore per rifiuti liquidi e solidi con idonea segnaletica (radiazioni, radionuclide, attività, data, eventuale data di smaltimento) 96

49 97 Sorveglianza fisica Comprende l insieme delle attività svolte dall Esperto qualificato: Le valutazioni preventive prima dell avvio di una pratica radiologica Le valutazioni di prima verifica e di collaudo e le valutazioni periodiche La classificazione delle aree e dei lavoratori I provvedimenti richiesti per l adeguamento alla norma o per il miglioramento delle condizioni di sicurezza (ottimizzazione della protezione) L insieme delle valutazioni e delle misure dosimetriche ambientali e personali Le valutazioni in caso di incidente e le valutazioni delle esposizioni potenziali 98

50 Sorveglianza medica E l insieme delle visite mediche, delle indagini specialistiche e di laboratorio, dei provvedimenti sanitari adottati dal Medico autorizzato e/o Medico competente, al fine di garantire la protezione sanitaria dei lavoratori esposti. E prevista per i lavoratori esposti: una visita medica preventiva visite periodiche in funzione della classificazione del soggetto: Lavoratori esposti di categoria A: Semestrale Lavoratori esposti di categoria B: Annuale 99 Esposizione alle radiazioni naturali Controllo dell esposizione alla radiazione naturale (gas radon e radionuclidi figli) nei locali di lavoro sotterranei livello di AZIONE 500 Bq/m 3 di gas radon azioni correttive in caso di elevate concentrazioni 100

51 Altri aspetti amministrativi Trasporto di sostanze radioattive: mediante vettore autorizzato Comunicazione preventiva di pratica radiologica (a organi di sorveglianza locali: Ispettorato del lavoro, ASS, VVF) Nel caso di superamento delle soglie stabilite dal DLgs 241/00 Almeno 30 giorni prima dell inizio della pratica In caso di sostituzione di apparecchiatura con una simile per tipo di radiazione, energia: solo comunicazione In caso di reintegro di sostanza radioattiva: nessuna comunicazione Allegata relazione dell esperto qualificato 101 Altri aspetti amministrativi Smarrimento, perdita di sostanze radioattive: Comunicazione a VVF, ASS Nulla osta all impiego Nel caso di superamento delle soglie stabilite Categoria A: autorizzazione rilasciata dai ministeri competenti Categoria B: autorizzazione rilasciata dal Prefetto (industria, ricerca) o dalla Regione (attività sanitarie) Non serve comunicazione preventiva di pratica radiologica Allegata relazione dell esperto qualificato 102

52 Protezione dei lavoratori (I) Lavoratore subordinato: anche gli studenti Obblighi dei datori di lavoro, dirigenti e preposti Prima dell inizio dell attività acquisire una relazione con le valutazioni e le indicazioni di radioprotezione da parte dell EQ e valutazioni periodiche Provvedere a: segnalare le aree classificate, predisporre ed esporre norme interne di protezione, fornire ai lavoratori i mezzi di protezione e di dosimetria, informare/formare i lavoratori (programma di formazione), fornire al lavoratore le valutazioni di dose individuale fornite dall EQ e rendere accessibili le documentazioni di radioprotezione (cont.) 103 Protezione dei lavoratori (II) Molteplicità di datori di lavoro: Il datore di lavoro è tenuto a richiedere le informazioni necessarie agli altri datori di lavoro o al lavoratore Obblighi dei lavoratori: Osservare le disposizioni impartite, le norme di protezione, usare i mezzi di protezione e di misura Non effettuare di propria iniziativa modifiche ai sistemi, ai mezzi di prevenzione,di segnalazione e di misura Comunicare al datore di lavoro la contemporaneità di esposizione presso altri enti 104

53 Protezione dei lavoratori (III) Lavoratrici: Le donne gestanti non possono svolgere attività in zone classificate; è obbligo delle donne gestanti comunicare il proprio stato di gestazione Le donne che allattano non possono essere adibite ad attività con rischio di contaminazione 105 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

54 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

55 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

56 Protezione della popolazione (I) Ottimizzazione della protezione anche per quanto riguarda l esposizione di persone del pubblico: Rispetto dei limiti di dose Eventuale individuazione di gruppi di riferimento e valutazione periodica delle dosi Smaltimento di rifiuti secondo norme di buona tecnica e secondo le prescrizione dei provvedimenti autorizzativi 111 Esposizioni potenziali (I) Nell impiego di sostanze radioattive soggette ad autorizzazione: Valutazione delle esposizioni potenziali in caso di incidente a dipendenti e a persone del pubblico interne ed esterne all ente Piani di intervento in caso di previsto superamento dei limiti di dose 112

57 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada

58 Materiale tratto da : La radioprotezione dei lavoratori e della popolazione : aspetti rilevanti connessi alle attività sanitarie, Dr. Giroletti, corso AIFM, Gazzada Radioprotezione e Sistema di prevenzione d Ateneo Coordinamento delle attività Inserimento delle procedure d emergenza nei piani generali d emergenza di Ateneo Inserimento delle informazioni necessarie agli utenti nel database/guida consultabile in internet 116

59 Bibliografia F. Attix, et al, Radiation Dosimetry, Academic Press G. Hine et al. Radiation Dosimetry, Academic Press H. Blatz, Radiation Hygiene Handbook, McGraw-Hill M. Pelliccioni, Fondamenti fisici della radioprotezione, Pitagora Ed. Bologna UNSCEAR, Report 2000 (www.unscear.org) Decreti Legislativi 230/1995, 241/2000 Decreti Legislativi 187/2000 (protezione nell esposizione medica) Norme UNI 10491, 1995 Report ICRP 117

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