Attività di una sorgente: Esposizione:

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2 Attività di una sorgente: velocità di diminuzione del numero di nuclei radioattivi presenti. N(t) = N 0 exp (-t) A(t) = -dn(t)/dt = N(t) dove è la costante di decadimento. Può essere misurata in Bequerel (Bq), unità del Sistema Internazionale, pari all attività di un radionuclide in cui decade un atomo al secondo. [Bq] = [s -1 ] Rutherford (Rd), unità non più in uso e pari a 10 6 Bq. Curie (Ci), introdotto nel 1910, è pari all attività di un grammo di 226 Ra ed equivale a 3.7x10 10 decadimenti al secondo: 1 Ci di Ra ha una massa di 1 g e 1Ci=3.7 x Bq. Un chilogrammo di granito ha una radioattività naturale di circa 1000 Bq. Un litro di latte ha una radioattività naturale di circa 80 Bq. Un litro di acqua di mare ha una radioattività naturale di circa 10 Bq. Un uomo di 70 kg ha una radioattività dell'ordine di 8000 Bq, causata in gran parte da K-40. Esposizione: quantità di radiazione che raggiunge un corpo. Dipende dalla radiazione. E definita solo per Raggi gamma e Raggi X con E < 3 MeV. E la ionizzazione prodotta per unità di massa di aria secca in condizioni normali. L unità di misura è il Roentgen (R), unità non più in uso. 1R = 2.58 x 10-4 C/Kg: un roentgen di raggi gamma genera 2.58 x 10-4 ioni positivi nin un chilogrammo di aria a 0C e 1 atm. Esempi: l'esposizione media ad un televisore crt vale circa 2 milliroentgen (mr) per anno, una radiografia produce da 1 mr a mr.!""#$%&''#$($ )

3 Dose Assorbita: energia ceduta dalla radiazione ionizzante ad una massa unitaria del tessuto assorbitore. Si misura in: gray (Gy): 1 Gy = 1 J/Kg. Unità ufficiale del Sistema Internazionale. rad (rad): 1 rad = 0.01 J/Kg = 0.01 Gy. Un esposizione di 1 roentgen di raggi X o gamma produce, in un tessuto molle, una dose assorbita di circa 1 rad.!""#$%&''#$($ )

4 Dose Biologica Equivalente: descrive l effetto biologico dell assorbimento di radiazione ionizzante tenendo conto della radiazione coinvolta. Le unità in cui si misura sono: sievert (Sv): è l unità ufficiale nel Sistema Internazionale. Si calcola moltiplicando la dose assorbita in Gy per un fattore di ponderazione w R che tiene conto della pericolosità delle varie radiazioni ionizzanti rispetto a quella di riferimento (i fotoni). Rontgend equivalent man (rem): è definito come l effetto biologico prodotto da 1 rad di raggi X a 200 kev, che ad esempio è equivalente a quello prodotto da 0.1 rad di neutroni velocio (v > 0.1 MeV). 1 rem = 0,01 Sv.!""#$%&''#$($ ))

5 * Curve di sopravvivenza cellulare in funzione del LET (Linear Energy Transfer, cessione di energia per unità di percorso lungo il passaggio della radiazione ionizzante in un corpo) Più alto è il LET più pendente è la curva. La gran parte delle linee cellulari, esposte a radiazioni di basso LET, mostrano una spalla iniziale sulla curva di sopravvivenza, che indica l intervento di meccanismi di riparazione del danno da radiazione. In seguito a esposizione a radiazioni ad alto LET la capacità di recupero del danno è bassa o assente: curve di sopravvivenza con andamento lineare!""#$%&''#$($ )+

6 Dose Biologica Efficace: descrive l effetto biologico dell assorbimento di radiazione ionizzante tenendo conto della radiazione coinvolta e dell organo o tessuto interessato. Si misura sempre in: sievert (Sv). Si calcola moltiplicando la dose biologica equivalente in Sv per un fattore di ponderazione w T che tiene conto della diversa radiosensibilità dei vari organi e tessuti irraggiati.!""#$%&''#$($ ),

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8 La radioattività presente nell'ambiente può essere di natura sia artificiale che naturale: il contributo principale alla dose assorbita annualmente da ciascun individuo deriva dalla radioattività naturale, che è responsabile di circa l'80% della dose totale. Di questa, al livello del mare, circa il 50% è dovuta al gas radon emanato dal sottosuolo, il 17% ai materiali da costruzione, il 16% alla radiazione cosmica e il 12% agli isotopi ingeriti con gli alimenti (come l isotopo 40 K, dose banana ). Più si sale in quota, più la radiazione cosmica aumenta, perché si assottiglia lo strato di aria che ne assorbe la maggior parte: a 5500 metri di altitudine la dose annuale assorbita sale a circa il doppio di quella al livello del mare.!""#$%&''#$($ ).

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11 25/04/1986 (dati del 1986) 137 Cs, sottoprodotto della fissione nucleare dell U, ha T = 30 anni Fondo naturale: 10-6 Bq/mc 1 %$23$&4$50/- 0/.65$7%8 ( +! 98 : "4"$6 :'3$50/-6 -! 9))8 : "$&($(%%;4( "4'4(4%%459,,,<28 =650/-,6 "$&($(%%;4( &$>"" '4(8 $(;$4(5). <28 =650/-,6.! 9,8 :,!! 8 : 4(&4 3%&$ &$;$4(?+ 8 :((45(@ $$'4A?8 B9 6 +/8 :5(@$$'4 A8 :?8 B9 +8 :6 '48 % 8 : @C$?)8 : &$4@C$&% 4'?/8 : DE3"&4"$"4(4&&$;$4(%$23%%&%C4(&4(3%&$ &$;$4(&$+/8 :!!""#$%&''#$($ +

12 12/03/2011 (dati rilevati il 25/04/2011) F!""#$%&''#$($ +

13 (%%4:$('$&$G$>4 Un tipo di inquinante radioattivo particolarmente conosciuto è il RADON, un gas nobile (emissivo allo stato gassoso), generato sia dall U-238, sia dall U-235, sia dal Th-232. Ognuno di questi radionuclidi primordiali contiene al suo interno un isotopo del Radon, un elemento cioè, con uguale comportamento chimico (uguale numero di protoni), ma con diverse caratteristiche fisiche (diverso numero di neutroni). Si hanno così 3 differenti nuclidi con proprietà di radioattività e caratterizzati da un diverso tempo di dimezzamento (t ½) che è il periodo necessario affinché una certa quantità di una data sostanza radioattiva si dimezzi. I 3 differenti nuclidi sono:il Rn-219 (t1/2= 3,9 secondi) appartenente alla famiglia dell U-235; il Rn-220 (t1/2= 55,6 secondi) appartenente alla famiglia del Th-232; il Rn-222 (t1/2= 3,82 giorni) appartenente alla famiglia dell U-238.!""#$%&''#$($ +

14 (%%4:$('$&$G$>4 L uranio è presente nelle arenarie ricche di scisti (in particolare quelli contenenti materia organica) e nelle rocce ignee ricche in silice (magmi acidi) ed in particolare nella parte del magma che tende a cristallizzarsi per ultima; per tale ragione le aree vulcaniche, quali varie zone del Viterbese e dei Castelli Romani hanno una significativa concentrazione di uranio nel sottosuolo.!""#$%&''#$($ +)

15 (%%4:$('$&$G$>4 Il Radon è classificato tra le sostanze cancerogene e, secondo studi dell'organizzazione mondiale della Sanità - OMS, rappresenta la seconda causa al mondo di tumore polmonare dopo il fumo. Si stima che in Europa il Radon sia all'origine del 2% dei decessi per tumore. Il Radon è presente praticamente ovunque, ma in determinate condizioni può raggiungere concentrazioni elevate e dannose per la salute umana nei luoghi chiusi, come case, scuole e ambienti di lavoro. Sulla base delle evidenze scientifiche sono stati fissati alcuni livelli di riferimento per abitazioni e luoghi di lavoro, al di sotto dei quali si ritiene il rischio accettabile. Tali valori variano nei diversi paesi a seconda delle legislazioni vigenti e sono per lo più compresi tra 150 e 400 Bq/m³. Il Becquerel per metro cubo Bq/m³ è la grandezza di riferimento utilizzata per valutare l'attività del Radon e rappresenta il numero di decadimenti nucleari che hanno luogo ogni secondo in un metro cubo d'aria. Alternativamente, si può usare il Bq/Kg, che rappresenta il numero di decadimenti che hanno luogo in un secondo in un Kg di un dato materiale.!""#$%&''#$($ ++

16 (%%4:$('$&$G$>4 Quantità media di Rn-222 contenute in alcuni materiali. Materiale Quantità media di Rn-222 (in Bq/kg) Lava del Vesuvio 700 Pozzolana del Lazio 350 Tufo del Lazio 295 Pozzolana della Campania 190 Peperino del Lazio 170 Tufo della Campania 150 Lava dell Etna 90 Cemento 52 Laterizi 50 Argilla 48 Sabbia 32 Pietra 30 Gesso naturale 10!""#$%&''#$($ +,

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18 (%%4:$('$&$:$>4 Se nella mia casa misuro 1 Bq m -3 di radon, che dose ricevo e che rischio corro per la mia salute? se resto costantemente esposto a 1 Bq m -3 per un anno, ricevo 0.02 msv e ciò corrisponde a 1 probabilità su 1 milione di ammalarmi in futuro; se misuro 500 Bq m -3 e vi resto esposto 24 ore su 24 per 1 anno, ricevo 10 msv e ho 500 probabilità su 1 milione (o 0.5 su mille) di ammalarmi in futuro; se resto esposto per dieci anni, anche la probabilità di ammalarmi si moltiplica per 10, ecc.. A parità di concentrazione, la dose che effettivamente si riceve dipende, in modo direttamente proporzionale, dal tempo che si passa in quell ambiente a contatto col radon: ecco perché si preferisce parlare di Bq m -3 anziché di msv.!""#$%&''#$($ +.

19 A GAS Contatori Geiger-Muller Dosimetri a Penna Camere a Ionizzazione A STATO SOLIDO Dosimetri a Film Dosimetri a Termoluminescenza Rivelatori a Scintillazione!""#$%&''#$($ +/

20 H **A misura INDIRETTA solo dopo una cascata di eventi di ionizzazione si genera la scarica tempo di reazione impedisce di misurare tempi di decadimento troppo piccoli Tipi di radiazione: radiazione alfa a partire da 4 MeV radiazione beta a partire da 0,2 MeV radiazione gamma a partire da 0,02 MeV Sensibilità Gamma: 95,0 impulsi / min per radiazione Co60 Campi di misura: 0,01 µsv / h µsv / h!""#$%&''#$($ +0

21 H È costituito essenzialmente da un tubo Geiger che viene caricato, come un condensatore, con una carica elettrica. In condizioni normali la carica elettrica persiste indefinitamente. Quando il tubo è attraversato da particelle ionizzanti si ha una breve conduzione di elettricità che riduce la carica accumulata (e quindi la tensione) fino a zero. Al tubo è collegato un minuscolo elettroscopio a foglia. Attraverso una lente presente nelle strumento è possibile leggere direttamente su una scala graduata la tensione e quindi la dose di radiazioni subita. Il dosimetro deve essere caricato prima di ogni periodo di utilizzo.!""#$%&''#$($,

22 H Il suo funzionamento si basa sulle seguenti osservazioni sperimentali: quando una particella carica attraversa un gas ne provoca la ionizzazione, cioè trasforma le sue molecole che incontra in coppie di ioni. se il gas, inoltre, si trova in un campo elettrico (cioè tra due elettrodi), allora gli ioni e gli elettroni creati migrano verso gli elettrodi di segno opposto. Tale dispositivo può funzionare in due modi: come rivelatore integrale, cioè come misuratore della corrente che circola come effetto della scarica degli ioni sugli elettrodi (modalità corrente). come rivelatore differenziale, cioè come contatore delle cariche che si formano nella camera di ionizzazione (modalità impulsata).!""#$%&''#$($,

23 H Una alternativa più economica al dosimetro a penna è il tipo a film o a badge. È costituito da una tessera da indossare (badge) contenente un pezzo di pellicola fotografica sensibile al tipo di radiazione che si vuole misurare. La sua esposizione provoca l'impressione della pellicola, che viene periodicamente rimossa, sviluppata e sostituita con una nuova. Il numero di tracce rilevate sulla pellicola dopo il suo sviluppo è correlata alla dose di radiazione assorbita. Valutazione dell esposizione a radiazioni ionizzanti,, ed e-. Dose minima rilevabile: 40 Sv Intervallo di utilizzo (dose): 40 Sv - 1 Sv Intervallo di utilizzo (energia): e- : 1,75 5 MeV fotoni: 10 KeV 3 MeV!""#$%&''#$($,

24 H Tipicamente utilizzato come dosimetro personale da parte dei tecnici sanitari di radiologia medica è il dosimetro a termoluminescenza, consistente in un piccolo contenitore di plastica contenente cristalli di fluoruro di litio o di altre sostanze chimiche dotate di simili proprietà di termoluminescenza. Quando un cristallo di fluoruro di litio viene colpito da radiazioni ionizzanti, si eccita e fa passare i propri elettroni ad un livello energetico superiore; successivamente, quando viene riscaldato, il fluoruro di litio fa sì che gli elettroni ritornino al livello di partenza, emettendo fotoni sotto forma di luce visibile. La quantità di luce emessa è proporzionale alla dose di radiazioni assorbita dal dosimetro, e pertanto consente una misurazione periodica della stessa a norma di legge. Valutazione dell esposizione a radiazioni ionizzanti,, ed e-. Dose minima rilevabile: 30 µsv Range lineare: 10-7 Sv - 10 Sv Dipendenza energetica: fotoni, 30 KeV - 3 MeV <20% Intervallo di utilizzo per radiazione e-: 200 KeV 3 MeV!""#$%&''#$($,)

25 H G UNO SCINTILLATORE È UN MATERIALE CAPACE DI EMETTERE IMPULSI DI LUCE, IN GENERE VISIBILE O ULTRAVIOLETTA, QUANDO VIENE ATTRAVERSATO DA FOTONI DI ALTA ENERGIA O DA PARTICELLE CARICHE. AL PROPRIO PASSAGGIO,LA PARTICELLA INCIDENTE CEDE PARTE DELLA PROPRIA ENERGIA ALLO SCINTILLATORE CAUSANDO, AD ESEMPIO, L'ECCITAZIONE DI UN ELETTRONE CHE SI SPOSTA IN UN LIVELLO AD ENERGIA SUPERIORE. QUANDO L'ELETTRONE DECADE AL LIVELLO CHE OCCUPAVA PRIMA DELL'ECCITAZIONE EMETTE UN FOTONE DI ENERGIA RELATIVAMENTE BASSA, TIPICAMENTE NEL VISIBILE. TALE IMPULSO DI LUCE VIENE POI RIVELATO ED AMPLIFICATO DA OPPORTUNI SENSORI, AD ESEMPIO DA UN FOTOMOLTIPLICATORE. TIPI DI SCINTILLATORE ESISTONO DIVERSE TIPOLOGIE DI SCINTILLATORI CHE SI DISTINGUONO PER TIPO DI MATERIALE DI CUI SONO COMPOSTI, I TEMPI DI RISPOSTA, LE LUNGHEZZE D'ONDA EMESSE, L'EFFICIENZA DI SCINTILLAZIONE (QUANTA ENERGIA VIENE CONVERTITA IN LUCE) ETC. PER ESEMPIO GLI SCINTILLATORI PIÙ COMUNI USATI PER RIVELARE RADIAZIONE SONO CRISTALLI INORGANICI, MATERIALI ORGANICI, PLASTICI E LIQUIDI. LA MAGGIOR PARTE SONO CRISTALLI INORGANICI O PLASTICI, IL PIÙ COMUNE È LO IODURO DI SODIO DROGATO CON TALLIO, CHE HA UN'ALTA EFFICIENZA DI SCINTILLAZIONE.!""#$%&''#$($,+

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