Formazione obbligatoria in materia di Radioprotezione: XRD, XRF e ECD

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Corrado Lelli
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1 Formazione obbligatoria in materia di Radioprotezione: XRD, XRF e ECD Dott. Pier Luca Rossi U.O. Fisica Sanitaria Alma Mater Studiorum - Università di Bologna Viale Berti Pichat 6/2

2 QUADRO NORMATIVO PRATICHE DI RICERCA SCIENTIFICA Radioprotezione: COME LA APPLICHIAMO IN UNIBO?

3 Quadro normativo nazionale D.Lgs. 81/2008 Potenziali fonti di rischio CAPO VIII agenti fisici Decreto Legislativo 230/95 Decreto Legislativo 241/00 Decreto Legislativo 257/01

4 RADIOPROTEZIONE: per chi? POPOLAZIONE LAVORATORI PAZIENTI (?)

6 Formazione

7 partiamo IONIZZARE = PRODURRE COPPIE DI IONI NEL MEZZO INVESTITO dove la coppia di ioni è formata dall ELETTRONE e dall ATOMO CARICO POSITIVO

8 Il «problema» sarà allora come e dove - l energia di questi ioni si deposita nel mezzo investito, quando il «mezzo investito» è l uomo!!!

9 e quali potenziali effetti potranno eventualmente - essere generati

10 Domanda: come si può manifestare un EFFETTO PATOLOGICO?????? Azione biochimica Insorgenza patologia Cellula Alterazione funzionale MANIFESTAZIONE STOCASTICA DEL DANNO Radiazione Radicali liberi Effetto diretto + Effetto indiretto Morte cellulare MANIFESTAZIONE DETERMISTICA DEL DANNO

funzionale MANIFESTAZIONE STOCASTICA DEL DANNO Radiazione Radicali

MANIFESTAZIONE DETERMINISTICA DEL DANNO a soglia breve tempo di latenza nesso causalità diretto Compito della radioprotezione sarà escludere la possibilità di insorgenza MANIFESTAZIONE

11 MANIFESTAZIONE DETERMINISTICA DEL DANNO a soglia breve tempo di latenza nesso causalità diretto Compito della radioprotezione sarà escludere la possibilità di insorgenza MANIFESTAZIONE STOCASTICA DEL DANNO senza soglia possibile lungo tempo di latenza difficile nesso causalità (probabilità) Compito della radioprotezione sarà ridurre al minimo la probabilità di insorgenza

MANIFESTAZIONE STOCASTICA DEL DANNO senza soglia possibile lungo tempo di latenza difficile

12 ma come la radioprotezione può soddisfare questi 2 compiti? Analizzando le condizioni di gestione/tenuta delle sorgenti, nonché le condizioni di lavoro Definendo regole di comportamento Richiedendo di limitare il tempo e/o il numero di manipolazioni e/o il tipo di nuclide utilizzato Imponendo barriere protettive ovvero definendo delle condizioni di lavoro che assicurino il rispetto di determinati LIMITI DI ESPOSIZIONE per l individuo. Questi LIMITI saranno fissati dal legislatore e il loro rispetto assicurerà dall insorgenza di patologie

Richiedendo di limitare il tempo e/o il numero di manipolazioni e/o il tipo di nuclide utilizzato Imponendo barriere protettive ovvero

13 Il centro del problema sarà stabilire come SORGENTE, CAMPO DI RADIAZIONE e PERSONA sono in relazione tra loro SORGEN TE ognuno dei «3 elementi» con le caratteristiche che lo contraddistinguono, ovvero

14 tipo caratteristiche proprietà Sorgente Campo di radiazione ; ; ; n; X ambiente Distanza Tempo permanenza D.P.I. Operatore RADIOPROTEZIONE DEGLI AMBIENTI RADIOPROTEZIONE DEI LAVORATORI

15 D. Lgs. 230/95 s.m.i. Radioprotezione degli ambienti Radioprotezione degli operatori Classificazione delle aree Classificazione ed idoneità dei lavoratori Esperto Qualificato U.O. Fisica Sanitaria Esperto Qualificato U.O. Fisica Sanitaria Medico addetto alla sorveglianza medica U.O. Medicina del Lavoro

Classificazione delle aree Classificazione ed idoneità dei lavoratori

16 Radioprotezione

17 Radioprotezione Giustificazione della pratica prima dello «start» della linea di ricerca analisi COSTI BENEFICI Costi C = P + X + Y P = costo acquisto sorgente (radiogena e/o radioattiva) X = costo radioprotezione Y = detrimento dovuto alla pratica Benefici B >C = P + X + Y Dipartimento

acquisto sorgente (radiogena e/o radioattiva) X = costo radioprotezione

18 Radioprotezione Ottimizzazione della pratica prima dell acquisto cercare il minimo della funzione X + Y X = costo radioprotezione Y = detrimento dovuto alla pratica in rapporto alla dose collettiva (cioè dose agli operatori + dose alla popolazione)

radioprotezione Y = detrimento dovuto alla pratica in

19 Radioprotezione Limitazione della dose individuale perché nessuno (soprattutto OPERATORI) sia suscettibile di manifestare patologie da esposizione lavorativa LIMITI DI DOSE NON SUPERABILI IL LEGISLATORE

20 Limiti di Dose Individuale no

21 Energia assorbita nel mezzo investito Dose assorbita [Gy] D de dm Fattori di peso per il tipo di radiazione w r Dose equivalente [Sv] H t wr Dr, r t ICRP 60 D. Lgs. 241/00 Fattori di peso per il tipo di organo o tessuto irraggiato w t Dose efficace [Sv] E w t H t t

22 Quindi, fissando un «limite» in termini di.. Dose equivalente [Sv] H t wr Dr, r t «tutela» dall insorgenza di patologie tissutali (..quelli che, una volta, si chiamavano «danni deterministici» ) Dose efficace [Sv] E w t H t t «tutela» dall insorgenza di patologie stocastiche Allora iniziamo a vedere i «casi» di nostro interesse e a fare alcune valutazioni su questi

24 Quindi.. Detenzione/utilizzo di tubo RX per «esecuzione di analisi in fluorescenza o diffrazione X» Detenzione/utilizzo di sorgenti radioattive in ECD di GC

25 Partiamo dai tubi RX.. considerazione banale: il tubo RX può essere utilizzato indistintamente per imaging, XRD o XRF dipende dalla geometria di irraggiamento del «campione» e dal tipo di detector utilizzato per rilevare o il fascio trasmesso (imaging) o le fluorescenze indotte (XRF) o il fascio diffratto (XRD)

26 PARTI PRINCIPALI DI UN TUBO A RAGGI X Rotore Anodo Circuito anodico (DDP) Bulbo di vetro Filamento di tungsteno elettroni Circuito del filamento Guaina di piombo Coppa focalizzante Alloggiamento per eventuali filtri Finestra Fascio utile

catodo - con un anodo in tutte le direzioni: la direzionalità del fascio RX è data dalla presenza di una struttura in piombo che lascia

27 «Semplici banalità» 1) I raggi X sono prodotti all interno della cuffia SOLO quando il tubo RX è acceso ed è attivata la fase di emissione: pertanto non si ha emissione a tubo spento e/o a pulsante non attivato 2) I raggi X sono prodotti dall interazione di elettroni emessi dal catodo - con un anodo in tutte le direzioni: la direzionalità del fascio RX è data dalla presenza di una struttura in piombo che lascia libera al cammino dei raggi X solo la direzione voluta 3) La sorgente RX è pertanto il tubo in vetro all interno del quale si trovano il catodo e l anodo

28 XRD: Come sono fatti?

29 a noi interessa come si «distribuiscono energeticamente» i RX che vengono emessi dal tubo

30 Possiamo quindi aspettarci che il campo X si distribuisca ovvero sia nella direzione voluta, che nello «spazio» attorno alla testata del tubo RX

31 Proviamo a fare «2 conti» 40 kv e 40 ma ~ 2.0 mgy/s sul campione all interno dello chassis potrei aspettarmi qualcosa dell ordine di 20 mgy/s

32 che si trova all interno di una «struttura» tipo posizione dell operatore rispetto al campo supponendo un «lamierino» di alluminio da 2 mm avrei, per un fascio da 40 kv, un attenuazione di ca. 10 volte se utilizzo materiali più pesanti (piombo) negli hot-spot... non è difficile ottenere delle attenuazioni di 10 5/6

33 quindi 1. Controllo del valore di campo in prossimità della visiva e controllo della funzionalità microswitch presente sui battenti 2. Controllo del valore di campo in prossimità della struttura esterna STIMA DI DOSE PER GLI OPERATORI Valori tipici di H*(10) 0.2 msv/h

34 1. Controllo del valore di campo in prossimità dello chassis esterno e controllo della tenuta della «blindatura» del fascio 2. Controllo del valore di campo in prossimità della struttura esterna STIMA DI DOSE PER GLI OPERATORI

35 XRF: Come sono fatti?

36 XRF: Come sono fatti?

37 XRF «portatili» Analisi quantità di piombo negli infissi Analisi geologiche di sedimenti Analisi conformità standard di sicurezza dei prodotti Analisi orafe

40 Spettro di emissione del 63 Ni

41 Principio funzionamento I ionizzano un gas provocando una corrente di fondo nell ECD. Se un campione assorbe elettroni (cattura elettronica) la corrente di lettura risulta ridotta e la fluttuazione rivelata

42 quindi?? quali «condizioni» dobbiamo rispettare per (cercare di ) lavorare in sicurezza?? credo dovremmo cercare di capire 1. quale «campo» genera la sorgente e dove si «distribuisce»? 2. se vi è interazione operatore- campo? 3. se vi è possibile «contaminazione» per perdita e/o altro?

43 la domanda sarà: quale è il «percorso medio» che un di questa energia può fare in un mezzo???

44 Range Massimo dei beta del Ni63 in aria: 5 cm Range Massimo dei beta del Ni63 in Plexiglass: cm Range Massimo dei beta del Ni63 in Alluminio: cm

45 quindi, se «ben conservato», il rischio di irraggiamento da sorgente «esterna»

46 ma quali «eventi» possono determinare danni all ECD??? 1. Inefficienza del circuito di controllo della temperatura 2. Danni «fisici» (colpi, cadute, etc.) 3. Fratture dei «tubicini» di trasferimento dei gas possono determinare perdite di strati superficiali del nichel con rilascio di radioattività in ambiente Necessità di periodici «wipe test»

48 quindi per l operatore Rischio di irraggiamento esterno pressoché nullo Intake (?) Inalazione..quindi contaminazione di aree > 30 Bq/cm 2 si stima la dose inalata considerando un fattore di conversione di msv/bq

50 ma questi valori sono «alti» o «bassi»? Limiti di Dose Individuale

51 per «sapere» chi e cosa bisogna fare

52 ed ora un po di facezie dalla rete

54 05/09/2015

55 come vengono presentati i problemi

56 mediamente a Bologna come media di esposizione di un individuo (fondo ambientale, senza esposizioni mediche) valore di circa 3,1 msv/anno

57 alcune cose (vere) che abbiamo trovato in UNIBO

58 ed un po di «future novità» (?!?!)

59 GRAZIE PER L ATTENZIONE

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