Rischio da radiazioni ionizzanti. Rischio radiazioni ionizzanti

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1 Rischio da radiazioni ionizzanti Rischio radiazioni ionizzanti

2 Generalità sulle radiazioni Il termine radiazione è usato in fisica per descrivere fenomeni apparentemente assai diversi tra loro, come l'emissione: di luce visibile da una lampada, di raggi infrarossi da un corpo incandescente, di radioonde da un circuito elettrico, di raggi X da una macchina radiogena, di particelle elementari da una sorgente radioattiva e così via. La caratteristica peculiare comune a tutti questi fenomeni è il trasferimento di energia da un punto a un altro dello spazio senza che vi sia il movimento di corpi macroscopici e senza il supporto di un mezzo materiale. Quando la propagazione di energia avviene secondo queste modalità si dice che si è in presenza di radiazione. Ad esempio, il suono emesso dalle casse di uno stereo non è una radiazione, bensì un'onda sonora che per propagarsi ha bisogno di un mezzo materiale che è l aria. Rischio radiazioni ionizzanti Generalità

3 Quando si sapeva poco o nulla di radioattività: Erano gli inizi del 1900, Pierre e Marie Curie avevano appena scoperto la radioattività e nel giro di pochi anni si erano diffusi prodotti di bellezza, farmaci e cure a base di radio che promettevano risultati quasi miracolosi. Rischio radiazioni ionizzanti Generalità

4 Le radiazioni sono costantemente intorno a noi, in casa, in ufficio, in natura, ovunque. Sono quindi un fenomeno presente nell'ambiente non sempre da demonizzare. Le principali sorgenti di tali radiazioni sono: tv, radio, telefonia mobile, elettrodomestici, le mura delle nostre abitazioni (radon), ripetitori radio-tv, raggi del sole, antenne cellulari e televisive, esami radiologici e medicina nucleare, elettrodotti, reattori nucleari, rocce e altro. Ai fini della valutazione dei rischi legati alle radiazioni ionizzanti è importante distinguere tra radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Per radiazione ionizzante si intende una radiazione in grado di trasferire sufficiente energia tale da ionizzare la materia. Rischio radiazioni ionizzanti Generalità

5 Classificazione radiazioni ionizzanti e non ionizzanti La radiazione elettromagnetica la si può dividere in due gruppi: Radiazione ionizzante, radiazione sufficientemente energetica da ionizzare la materia Radiazione non ionizzante (NIR), radiazione cioè con associata una quantità di energia non sufficiente a ionizzare la materia La distinzione è cruciale per meglio comprendere l impatto sulla salute umana. La soglia dell energia del fotone che distingue le radiazioni ionizzanti da quelle non ionizzanti è 12 ev (corrispondente all energia per la ionizazione di un atomo di idrogeno Radiazioni ionizzanti Radiadioni non ionizzanti Rischio radiazioni ionizzanti Classificazione radiazioni

6 Tipi di radiazioni ionizzanti La disintegrazione del nucleo può provocare, l emissione di componenti di vario tipo, ne conseguono diverse forme di radioattività. Le radiazioni prodotte dai radioisotopi interagiscono con la materia con cui vengono a contatto, trasferendovi energia. Tale apporto di energia, negli organismi viventi, produce una ionizzazione delle molecole: da qui la definizione di radiazioni ionizzanti. La ionizzazione è un processo mediante il quale gli atomi acquistano o perdono elettroni diventando quindi elettricamente carichi. Radiazioni alfa: radiazione corpuscolare composta da due protoni e due neutroni, è dotata di due cariche positive. Molto ionizzante debolmente penetrante (100 volte meno dei raggi beta) in aria percorre circa 7 cm. Radiazioni beta: radiazione corpuscolare dotata di carica. Molto ionizzante debolmente penetrante (100 volte meno dei raggi gamma) in aria percorre circa 5 m. Radiazioni X: radiazione elettromagnetica simile alla gamma da cui differisce per la sua origine, in generale per l energia associata. Poco ionizzante fortemente penetrante. Radiazioni Gamma: radiazione elettromagnetica simile alla luce, ovviamente, priva di carica elettrica e di massa. Poco ionizzante molto penetrante. In aria percorre circa 3 km. Rischio radiazioni ionizzanti Classificazione delle radiazioni

7 Potere penetrante di diverse radiazioni ionizzanti α particella alfa β particella beta γ raggi gamma carta corpo metallo Rischio radiazioni ionizzanti Classificazione delle radiazioni

8 Rischi legati alla radioattività La dose di energia assorbita dalla materia irraggiata caratterizza questo trasferimento di energia. Gli effetti possono essere irrilevanti o più o meno dannosi, a seconda della dose di radiazioni assorbita e del tipo di radiazioni. Simbolo rischio radioattivo Rischio radiazioni ionizzanti Rischio radioattivo

9 Effetti radiazione sull organismo Le radiazioni ionizzanti possono danneggiare l'organismo perché possiedono energia sufficiente a rompere i legami molecolari all'interno delle singole cellule. Dal punto di vista biologico l interazione con le NIR non produce danni diretti alle cellule, ma possono produrre modificazioni termomeccaniche o bioelettriche. L'esposizione a radiazioni ionizzanti può quindi portare alla rottura di legami della molecola di DNA causandone una modifica che può portare a mutazioni tumorali. Rischio radiazioni ionizzanti Effetti delle radiazioni ionizzanti sull organismo

10 Danni da radiazioni ionizzanti Si distinguono in: a) DANNI DETERMINISTICI: la frequenza e l entità variano con la dose; si manifestano al superamento di una dose soglia; si manifestano in tutti gli individui irradiati dopo un breve periodo di latenza (Es.: radiodermite, sterilità, cataratta, sindrome acuta da raggi, ecc.) b) DANNI STOCASTICI: La probabilità d accadimento (ma non l entità) è proporzionale alla dose; Cautelativamente è esclusa l esistenza di una dose soglia; Si manifestano in modo casuale tra gli individui dopo anni di latenza (leucemie,tumori solidi) Nota: Danni genetici stocastici = malattie ereditarie nella progenie c) DANNI ALL EMBRIONE-FETO: Variano con la fase dello sviluppo (morte, malformazioni alla nascita, neoplasie in epoca post-natale) Rischio radiazioni ionizzanti Effetti delle radiazioni ionizzanti sull organismo

11 Avvelenamento da radiazione L avvelenamento da radiazione (sindrome da radiazione acuta) designa un insieme di sintomi potenzialmente letali derivanti da un esposizione dei tessuti biologici di una parte considerevole del corpo umano ad una forte dose di radiazioni ionizzanti. Rischio radiazioni ionizzanti Effetti delle radiazioni ionizzanti sull organismo

12 Macchine radiogene Le radiazioni sono impiegate in moltissimi settori medicali, scientifici, industriali: Ricerca scientifica : diffrattometri acceleratori di particelle,fasci di particelle, Medicina: radioterapia, radiografia RX Industria: fasci di raggi X e raggi γ per radiografare componenti meccanici Rischio radiazioni ionizzanti Macchine radiogene

13 Apparati radiogeni presso il Dipartimento di Fisica In alcuni laboratori presso il Dipartimento di Fisica dell Università degli Studi di Trento, vi sono apparati radiogeni e/o sorgenti radiogene: Lab IdEA positroni lenti generati da isotopo Na 22 Lab Raggi X Difrattometro Lab. Didattici Sorgenti sigillate per didattica Rischio radiazioni ionizzanti Macchine radiogene al dipartimento di fisica

14 Segnaletica indicante rischio radioattivo In presenza di questa segnaletica non accedere ai locali. Chiedere informazioni al personale di staff per l accesso regolamentato Rischio radiazioni ionizzanti Segnaletica rischio radioattivo

15 Classificazione dei luoghi di lavoro Le zone in cui si utilizzano radiazioni ionizzanti si dicono zone classificate e si distinguono in zone controllate e zone sorvegliate. Zona controllata: è ogni area in cui sulla base degli accertamenti compiuti dall esperto qualificato (vedi approfondimento), sussiste per i lavoratori in essa operanti il rischio di superamento di uno qualsiasi dei valori limite per esposti di categoria A (vedi oltre). Zona sorvegliata: ogni area di lavoro in cui sussiste per i lavoratori la possibilità di superare uno dei valori limite di dose fissati per le persone del pubblico e che non sia classificata Zona Controllata. Le zone classificate sono segnalate con segnaletica definita dalle norme e devono essere ben visibili e comprensibili. L accesso alle zone controllate deve essere delimitato e regolamentato. Ionizing radiation Risk Classificazione dei luoghi di lavoro e segnaletica

16 . Classificazione dei luoghi di lavoro Classificazione delle aree di lavoro con sorgenti artificiali di radiazioni ionizzanti (Valori in msv/anno) Categoria Dose efficace Dose equivalente Cristallino Pelle (1 cm 2 ) Mani, piedi, caviglie, avambracci Zona Sorvegliata Zona Controllata Ionizing radiation Risk Classificazione dei luoghi di lavoro e segnaletica

17 Principi fondamentali di prevenzione Partendo dal principio conservativo che nessuna radiazione, (per quanto modesta) possa essere considerata completamente sicura, i principi di tutela si basano: Informazione e formazione Sorveglianza fisica da parte dell esperto qualificato Classificazione delle aree di lavoro Classificazione dei lavoratori Norme interne di radioprotezione (procedure) Sorveglianza medica Sorgenti sigillate Rischio radiazioni ionizzanti Prevenzione rischio radioattivo

18 Comportamento dello studente o visitatore occasionale nei laboratori Di fatto il rischio radioattivo presso il dipartimento di Fisica è circoscritto ad alcune aree con accesso limitato o interdetto. Lo studente tesista o il dottorando che accede a questi luoghi deve essere autorizzato dal responsabile del laboratorio, che a sua volta provvede ad informare riguardo il rischio presente. In tutti i casi è bene seguire i seguenti consigli: SE NON CONOSCO I RISCHI CHE CORRO MI INFORMO PRESSO IL PERSONALE ADDETTO SE NON SONO SICURO MI ASTENGO DAL FARE QUALSIASI OPERAZIONE IN LABORATORIO Rischio radiazioni ionizzanti Macchine radiogene al dipartimento di fisica

19 Qualche approfondimento: 1. UNITÀ DI MISURA RADIAZIONE 2. DOSE ASSORBITA 3. DOSE EQUIVALENTE 4. DOSE EFFICACE 5. L ESPERTO QUALIFICATO 6. CLASSIFICAZIONE LAVORATORI 7. SUDDIVISIONE POPOLAZIONE AI FINI DELLA RADIOPROTEZIONE Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento

20 1. Unità di misura radiazione La radioattività si misura in termini di disintegrazioni al secondo, vale a dire il numero di trasformazioni dei nuclei che avvengono in un secondo e ad ogni trasformazione è associata un'emissione di energia sotto forma di radiazione ionizzante. L'unità di misura utilizzata è il Becquerel, indicato con Bq. Se un nuclide (gruppo di nuclei atomici con le stesse caratteristiche, aventi cioè lo stesso numero Z di protoni e lo stesso numero A di massa), ha un'attività di 1Bq vuol dire allora che esso è soggetto a 1 trasformazione ogni secondo. Le radiazioni ionizzanti sono rivelate da interazioni che si manifestano attraversando la materia e che variano a seconda del tipo di sostanza attraversata e da tipo di radiazioni, ovvero dal genere di particelle. Gli strumenti utilizzati per misurare le radiazioni vengono chiamati rivelatori. La scelta di un rivelatore dipende da diversi fattori quali: scopo della misura, tipo di radiazione ed energia in gioco, grandezza che si vuole misurare, intervallo di misura, esigenze di efficienza e risoluzione. Di solito i sistemi di rivelazione si dividono in due classi: sistemi attivi e sistemi passivi. I primi necessitano di alimentazione ed effettuano misure istantanee e integrate; fanno parte di questa categoria i rivelatori a stato solido, i contatori Geiger, i contatori proporzionali e le camere a ionizzazione. I sistemi passivi come, i film radiografici, plastiche a tracce non sono alimentati elettricamente durante il loro utilizzo e le misure sono solo integrate. Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento unità di misura radiazione

21 2. Dose assorbita La dose assorbita D è una grandezza fisica definita come la quantità di energia assorbita da un mezzo a seguito di esposizione a radiazioni per unità di massa: D=dE/dm. La dose assorbita è misurata in gray (simbolo Gy, 1 Gy = 100 rad) nel Sistema internazionale, dove 1 Gy rappresenta 1 J di radiazione assorbita da 1 kg di massa. La dose assorbita è una grandezza estensiva che non è direttamente legata al danno biologico causato ad un organismo o ad un tessuto organico. Infatti, una stessa quantità di energia assorbita da un organismo produce danni biologici differenti a seconda del tipo di radiazione a cui è stato esposto. 1 Gy dovuto a raggi alfa è circa 20 volte più dannoso di 1 Gy dovuto a raggi gamma. Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento dose assorbita

22 3. Dose equivalente La dose equivalente H è una grandezza fisica che misura gli effetti biologici e il danno provocato dall'assorbimento di radiazioni su un organismo o su un determinato organo o tessuto. Rispetto alla dose assorbita D che misura in assoluto una dose di energia assorbita da un'unità di massa, la dose equivalente riflette piuttosto gli effetti biologici della radiazione sull'organismo. I diversi tipi di radiazione possono essere infatti più o meno dannosi per l'organismo. La dose equivalente si ottiene moltiplicando la dose assorbita per un fattore di pericolosità : La dose equivalente nel Sistema Internazionale si misura in Sv, anche se sopravvive ancora soprattutto in ambiente anglosassone la vecchia unità di misura rem. In sintesi 1 Sv a differenza di 1 Gy, produce gli stessi effetti biologici indipendentemente dal tipo di radiazione considerata per cui non è più importante conoscere il tipo di radiazione assorbita. Radiazione Fattore di ponderazione w R Fotoni di tutte le energie 1 Elettroni e muoni di tutte le energie 1 Neutroni con energia < 10 kev 5 Neutroni con energia 10 kev kev 10 Neutroni con energia > 100 kev - 2 MeV 20 Neutroni con energia > 2 MeV - 20 MeV 10 Neutroni con energia > 20 MeV 5 Protoni (esclusi quelli di rinculo) con energia > 2 MeV 5 Particelle alfa, prodotti di fissione, nuclei pesanti 20 Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento dose equivalente

23 4. Dose efficace La dose efficace è definita come la somma delle dosi equivalenti ponderate nei tessuti ed organi del corpo causate da radiazioni interne ed esterne. Gli effetti sull'organismo dovuti all'esposizione alle radiazioni ionizzanti si dividono in 2 categorie: gli effetti deterministici e gli effetti stocastici. Gli effetti deterministici sono legati alla presenza di una dose soglia, vale a dire che al di sopra di quella dose si avranno sicuramente degli effetti sull'organismo, dalla sterilità fino alla morte (si considera come dose soglia di mortalità quella pari a 1,5 Sv in una singola esposizione). Gli effetti stocastici (probabilistici) invece sono legati alla probabilità di avere un effetto sull'organismo (indipendentemente dalla sua gravità) dopo aver assorbito una certa dose di radiazioni (inferiore comunque a 100 msv/anno). La differenza tra i due tipi di effetti è che nel caso di quelli deterministici TUTTI gli esposti oltre la dose soglia riporteranno gli stessi danni all'organismo; nel caso di quelli stocastici invece gli effetti sugli esposti avranno natura probabilistica, pertanto 2 individui esposti alla stessa dose non è detto che presentino i medesimi effetti sull'organismo. Dose Efficace (E) È data dalla somma delle dosi equivalenti ponderate nei diversi tessuti ed organi del corpo: E = S T H T. w T = S T w T. w R. D T,R dove: H T è la dose equivalente nell'organo o nel tessuto, w T è il fattore di ponderazione nell'organo o nel tessuto T, w R è il fattore di ponderazione per la radiazione R, D T,R è la dose assorbita media, nel tessuto o nell'organo T, dovuta alla radiazione R. In tabella sono riportati i fattori di ponderazione per i diversi organi o tessuti attualmente previsti dalla normativa nazionale (D. Lgvo 17 marzo 1995, n. 230 e successive modifiche ed integrazioni) Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento dose efficace Organo o tessuto Fattore di ponderazione w T Gonadi 0.2 Midollo osseo (rosso) 0.12 Colon 0.12 Polmone (vie respiratorie toraciche) 0.12 Stomaco 0.12 Vescica 0.05 Mammelle 0.05 Fegato 0.05 Esofago 0.05 Tiroide 0.05 Pelle 0.01 Superficie ossea 0.01 Rimanenti organi o tessuti > 0.05

24 Esempi di dosi equivalenti Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento esempio dose

25 5. L ESPERTO QUALIFICATO Esperto Qualificato (EQ). In italia è la figura professionale che si occupa di radioprotezione dei lavoratori e della popolazione. Le competenze dell'esperto Qualificato sono indicate nel D.Lgs. 230/95 (successivamente modificato e integrato dai D.Lgs. 241/2000 e D.Lgs. 257/2001 ed altri), dove è definito come: persona che possiede le cognizioni e l'addestramento necessari sia per effettuare misurazioni, esami, verifiche o valutazioni di carattere fisico, tecnico o radiotossicologico, sia per assicurare il corretto funzionamento dei dispositivi di protezione, sia per fornire tutte le altre indicazioni e formulare provvedimenti atti a garantire la sorveglianza fisica della protezione dei lavoratori e della popolazione. L'Esperto qualificato è un consulente del datore di Lavoro, dal quale riceve, tramite nomina, la competenza tecnico-scientifica esclusiva della garanzia della sorveglianza radiologica. Inoltre indica i dispositivi per la protezione individuale (DPI) da utilizzare quali: elmetti, occhiali, protezioni per l udito, le vie respiratorie ed il corpo e ne verifica periodicamente la loro idoneità. Inoltre classifica le zone a rischio radiazioni (libera, sovergliata e controllata) indicandone le modalità di accesso. Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento l esperto qualificato

26 6.Classificazione della popolazione ai fini della radioprotezione Le donne in gravidanza non debbono essere esposte (né in cat. A né in cat. B). Per le donne in età fertile devono essere limitate dose e contaminazione interna secondo l'art. 5 dell'allegato IV (in particolare l'equivalente di dose all'addome ricevuto in un trimestre non deve superare 13 msv). Le donne che allattano non possono essere adibite ad attività che comportano rischio di contaminazione. Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento classificazione popolazione ai fini della radioprotezione

27 7.Suddivisione della popolazione ai fini della radioprotezione: Persone del PUBBLICO Individui della popolazione, esclusi i lavoratori esposti in ragione della loro attività. Il limite massimo per detta categoria è di 1 msv/anno (dose efficace). Lavoratori NON ESPOSTI Sono soggetti sottoposti, in ragione della attività lavorativa svolta per conto del datore di lavoro, ad una esposizione che non superi uno qualsiasi dei limiti fissati per le persone del pubblico Lavoratori ESPOSTI (Classificazione dei lavoratori D.Lgv. 241/00, Allegato III punto 1.1) Lavoratori Esposti sono coloro che in ragione della attività lavorativa che svolgono per conto del datore di lavoro, sono suscettibili di superare, in un anno, uno qualunque dei seguenti limiti: 1 msv di dose efficace 15 msv di dose equivalente al cristallino 50 msv di dose equivalente alla pelle 50 msv di dose equivalente alle mani, avambracci, piedi e caviglie Rischio radiazioni ionizzanti Approfondimento classificazione popolazione ai fini della radioprotezione

28 LINK UTILI: BIBLIOGRAFIA: -Servizio Sanitario Emilia Romagna -Servizio radioprotezione Università di Pisa Rischio radiazioni ionizzanti link utili