Lezione 24 Radiazioni Ionizzanti

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1 Generalità Lezione 24 Radiazioni Ionizzanti Con il termine radiazione si descrivono fenomeni molto diversi fra loro: Emissione di luce da una lampada Emissione di calore da una fiamma Particelle elementari da un acceleratore o da una sorgente radioattiva Ma Tutte queste emissioni trasportano energia nello spazio. Questa energia viene ceduta quando la radiazione è assorbita nella materia. Possibili danni per l organismo umano Rivelatori di Particelle 1

2 Radiazioni Ionizzanti Normalmente si distinguono le radiazioni in: Radiazioni direttamente ionizzanti : particelle cariche Radiazioni indirettamente ionizzanti: particelle neutre Rivelatori di Particelle 2

3 Radiazioni Ionizzanti Radiazioni direttamente ionizzanti più comuni sono particelle a (nuclei di elio), particelle b (elettroni) emesse da decadimenti radioattivi. Radiazioni indirettamente ionizzanti più comuni sono fotoni (raggi x e raggi gamma) e neutroni (emessi nella disintegrazione spontanea di elementi pesanti prodotti artificialmente e nelle reazioni nucleari) L energia delle radiazioni (direttamente o indirettamente ionizzanti) si misura in ev. Rivelatori di Particelle 3

4 Ricordiamo: Lezione 24 Sorgenti di Radiazione L atomo è costituito da un nucleo e da degli elettroni che gli ruotano attorno in orbite ben definite. Il nucleo è costituito da protoni e neutroni. Il numero di protoni (pari al numero di elettroni) determina l elemento a cui l atomo appartiene. Gli atomi di uno stesso elemento, pur avendo lo stesso numero di protoni, possono avere diverso numero di neutroni Isotopi. Ad esempio: U-238, U-235, U-233 per quanto riguarda l Uranio e per quanto riguarda l idrogeno abbiamo due isotopi Deuterio e Trizio. Il trizio è radioattivo ed emette particelle b negative (elettroni) Rivelatori di Particelle 4

5 Sorgenti di Radiazione Se l isotopo è radioattivo si parla di radioisotopo o di radionuclide. Molti elementi esistenti in natura sono costituiti da atomi i cui nuclei sono energeticamente instabili emissione di radiazione a o b accompagnata spesso da raggi g (ed il nucleo diventa stabile). Tali nuclei sono detti radioattivi e l emissione di radiazione è detta decadimento radioattivo o radioattività. Rivelatori di Particelle 5

6 Sorgenti di Radiazione Fondamentale per ogni radionuclide è il tempo di dimezzamento, tempo necessario affinchè il numero di nuclei radioattivi si dimezzi. Il tempo di dimezzamento varia a seconda dal radionuclide dalle frazioni di secondo ai milioni di anni. Le radiazioni a e g hanno un energia ben definita, mentre le radiazioni b presentano uno spettro continuo, fino ad un energia massima. L energia media di questi elettroni è 1/3 l energia massima. Il numero di disintegrazioni nell unità di tempo si chiama attività e si misura in bequerel (Bq). 1 Bq vuol dire una disintegrazione al secondo. Il decadimento radioattivo in generale segue una legge esponenziale. Rivelatori di Particelle 6

7 Sorgenti di Radiazione La radioattività può essere indotta artificialmente in nuclei stabili tramite reazioni nucleari. Questa si chiama radioattività artificiale per distinguerla da quella precedente chiamata radioattività naturale. Un qualunque acceleratore può essere sorgente di radiazioni. Si accelerano particelle cariche, che inviate su un bersaglio producono i fasci di radiazione da utilizzare. Rivelatori di Particelle 7

8 Assorbimento di radiazioni Rivelatori di Particelle 8

9 Assorbimento di radiazioni Rivelatori di Particelle 9

10 Penetrazione Rivelatori di Particelle 10

11 Rilascio di energia in tessuto biologico Rivelatori di Particelle 11

12 Dose assorbita Rivelatori di Particelle 12

13 Dose equivalente Rivelatori di Particelle 13

14 Dose efficace Rivelatori di Particelle 14

15 Riassunto Rivelatori di Particelle 15

16 Effetti della radiazione Rivelatori di Particelle 16

17 Danno cellulare Rivelatori di Particelle 17

18 Danno cellulare Rivelatori di Particelle 18

19 Danno cellulare Rivelatori di Particelle 19

20 Effetti dell irradiazione La sensibilità di una cellula dipende dalla fase della vita della cellula stessa. Cellule con più alta radiosensibilità sono quelle con la più alta frequenza di divisione cellulare. Nei mammiferi: Cellule estremamente radiosensibili : midollo osseo, tessuti linfatici, mucosa intestinale,ovaie e testicoli, cellule dell embrione. Cellule meno radiosensibili: encefalo, muscoli, ossa,reni: Rivelatori di Particelle 20

21 Effetti dell irradiazione L effetto della radiazione sull uomo dipende da: Dose equivalente totale Tempo di somministrazione Modo di somministrazione Una dose non frazionata nel tempo è più dannosa di una dose frazionata (radioterapia) Una dose somministrata all intero volume del corpo è più dannosa di una dose somministrata a qualche parte del corpo Una dose somministrata ad una parte più radiosensibile è più dannosa di una somministrata ad una parte più radioresistente. Dose somministrata a tessuto più ossigenato è più dannosa che una dose somministrata a tessuto meno ossigenato. Rivelatori di Particelle 21

22 Effetti dell irradiazione Rivelatori di Particelle 22

23 Effetti stocastici Lezione 24 Effetti dell irradiazione Rivelatori di Particelle 23

24 Principi ed obiettivi della radioprotezione Rivelatori di Particelle 24

25 Limiti dose annua Rivelatori di Particelle

26 Radiazioni naturali e artificiali Rivelatori di Particelle 26

27 Radiazione cosmica Rivelatori di Particelle 27

28 Radon Rivelatori di Particelle 28

29 Esposizione Rivelatori di Particelle 29

30 Radioattività ambientale in Italia Rivelatori di Particelle 30

31 Riassunto dosi annuali ed acute Rivelatori di Particelle 31

32 Entità del rischio da radiazione Rivelatori di Particelle 32

33 Tempo di esposizione Rivelatori di Particelle 33

34 Schermature Rivelatori di Particelle 34

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