Corso di Formazione: ESPOSIZIONE PROFESSIONALE A RADIAZIONI IONIZZANTI. Università degli Studi di Teramo Facoltà di Medicina Veterinaria

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1 Corso di Formazione: ESPOSIZIONE PROFESSIONALE A RADIAZIONI IONIZZANTI Università degli Studi di Teramo Facoltà di Medicina Veterinaria

2 RADIAZIONI Definizione: fenomeno ondulatorio caratterizzato da un trasferimento di energia da un punto all altro dello spazio senza che vi sia un movimento di corpi macroscopici e senza il supporto di un mezzo materiale.

3 RADIAZIONI IONIZZANTI Radiazioni che trasportano energia sufficiente a produrre fenomeni di ionizzazione nel mezzo attraversato con la formazione di una coppia di ioni mediante l allontanamento di un elettrone orbitale dal nucleo atomico cui è legato (>12 ev).

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5 RADIAZIONI IONIZZANTI Direttamente ionizzanti: dotate di carica e massa sufficiente a produrre coppie di ioni a seguito di successive interazioni con gli atomi del mezzo attraversato: cessione progressiva dell energia fino ad essere completamente fermate (particelle alfa e beta) Indirettamente ionizzanti: cedono la propria energia in una o poche interazioni con la produzione intermedia di particelle cariche, che sono le vere responsabili della ionizzazione del mezzo.

6 RADIAZIONI IONIZZANTI Corpuscolate: costituite da particelle atomiche o subatomiche che si spostano ad elevatissima velocità o che trasportano energia cinetica. - Particelle alfa: carica positiva (2 prot. 2 neutr.) alto rischio di contaminazione interna - Particelle beta: elettroni o positroni di piccola massa emessi dal nucleo di radioisotopi naturali ed artificiali; (alto rischio in caso di irradiazione esterna)

7 RADIAZIONI IONIZZANTI Elettromagnetiche: si propagano alla velocità della luce e trasportano energia sotto forma di quanti o fotoni - Raggi X - Raggi Gamma

8 SPETTRO ELETTROMAGNETICO Radiazioni non ionizzanti E L F Radiazione ottica RF MW IR V I S 300 MHz 300 GHz 1 m 1 mm 760 nm 400 nm U V Radiazioni ionizzanti GAMMA X 100 nm 12 RAGGI COSMICI 10-4 nm F(Hz) λ(m) Hf(eV)

9 RADIAZIONI IONIZZANTI Tipo Natura Potere di penetrazione Origine Raggi X Elettromagnetica +++ Tubi radiogeni Raggi gamma Elettromagnetica +++ Raggi alfa Corpuscolare + Raggi beta Corpuscolare ++ Nuclei di radioisotopi Nuclei di radioisotopi Atomi di radioisotopi Neutroni Corpuscolare ++++ Impianti nucleari

10 MACCHINE RADIOGENE Sorgenti di radiazioni alimentate elettricamente quali tubi a raggi X ed acceleratori di particelle. In merito alla radioprotezione si deve sottolineare che le macchine radiogene emettono solo quando sono in funzionamento mentre i radioisotopi emettono sempre!

11 Radioattività La radioattività, o decadimento radioattivo, è un insieme di processi fisico-nucleari attraverso i quali alcuni nuclei atomici instabili o radioattivi (radionuclidi) decadono (trasmutano), in un certo lasso di tempo, detto tempo di decadimento, in nuclei di energia inferiore raggiungendo uno stato di maggiore stabilità con emissione di radiazioni ionizzanti in accordo ai principi di conservazione della massa/energia e della quantità di moto. Il processo continua più o meno velocemente nel tempo fintantoché gli elementi via via prodotti, eventualmente a loro volta radioattivi, non raggiungono una condizione di stabilità attraverso la cosiddetta catena di decadimento.

12 Vita media e tempo di dimezzamento Il tempo medio che occorre aspettare per avere la trasformazione spontanea in altri isotopi può essere estremamente breve o estremamente lungo. Esso viene detto vita media del radioisotopo e può variare da frazioni di secondo a miliardi di anni (es: il Potassio 40 ha una vita media di 1.8 miliardi di anni). un altro tempo caratteristico di un radioisotopo è il tempo di dimezzamento, ovvero il tempo necessario affinché la metà degli atomi radioattivi inizialmente presenti subisca una trasformazione spontanea. Esistono tre diversi tipi di decadimenti radioattivi, che si differenziano dal tipo di particella emessa a seguito del decadimento. Le particelle emesse vengono indicate col nome generico di radiazioni: decadimento alfa decadimento beta decadimento gamma.

13 Potere penetrante delle diverse radiazioni α particella alfa β particella beta γ raggi gamma carta corpo metallo

14 ATTENUAZIONE 10 cm in aria o un foglio di carta ß 4 m in aria, 4 mm in acqua fotoni il coefficiente di attenuazione varia a seconda dell energia incidente e dipende dalla densità e dal numero atomico del materiale assorbente.

15 RADIOISOTOPI ß-EMITTENTI radioisotopo prodotto t1/2 tossicità decadimento 3 H 3 He 12,35 aa debole 14 C 14 N 5730 aa moderata 32 P 32 S 14,29 gg moderata 33 P 33 S 25,4 gg moderata 35 S 35 Cl 87,44 gg moderata 45 Ca 45 Sr 163 gg moderata 63 Ni 63 Cu 96 aa moderata

16 Sorgenti sigillate e non sigillate Una sorgente sigillata è una sorgente formata da materie radioattive solidamente incorporate in materie solide e di fatto inattive, o sigillate in un involucro inattivo che presenti una resistenza sufficiente per evitare, in condizioni normali di impiego, dispersione di materie radioattive superiori ai valori stabiliti dalle norme di buona tecnica applicabili. La sigillatura evita la dispersione di materie radioattive, ma non è un mezzo di protezione contro le radiazioni prodotte dalla sorgente.

17 Sorgenti sigillate e non sigillate Per sorgente non sigillata si intende qualsiasi sorgente che non ha caratteristiche della sorgente sigillata. Tali sorgenti vengono spesso impiegate (anche in forma di soluzione o sospensione liquida) come traccianti radioattivi o per analisi radiochimiche e di laboratorio Gli isotopi sono a contatto diretto con l aria dell ambiente in cui si lavora, per cui il rischio di contatto, ingestione o inalazione è elevato e pertanto l uso dei dispositivi di protezione è fondamentale.

18 Effetti della 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. La dose di energia assorbita dalla materia caratterizza questo trasferimento di energia. Gli effetti possono essere irrilevanti o più o meno dannosi, a seconda della dose di radiazioni ricevuta e del tipo di radiazioni.

19 FONTI DI ESPOSIZIONE Naturale Artificiale Raggi cosmici (14%) Radioattività del suolo (19%) Radioattività dell aria (radon 37%) Radioattività delle acque Generatori di raggi x Isotopi radioattivi Rifiuti radioattivi

20 LAVORAZIONI A RISCHIO Estrazione, trattamento e raffinamento di minerali radioattivi Esercizio di reattori nucleari per ricerca e produzione di energia Produzione, trasporto e impiego di radioisotopi Uso di traccianti e raggi X per difrattometria Utilizzo diagnostico e terapeutico di Rx ionizzanti Radiografia e gammagrafia industriale Lavorazioni in sorgenti termali

21 Vi sono quindi sostanzialmente due modalità di irradiazione del corpo umano, che dipendono della diversa collocazione delle sorgenti radianti rispetto al soggetto: Irradiazione esterna: l'organismo, o una parte di esso, viene irradiato con una o più sorgenti radianti che si trovano al di fuori di esso; Irradiazione Interna: le sorgenti radianti sono state introdotte e incorporate nell'organismo. Le vie di introduzione più comuni,a cui fa riferimento anche la normativa italiana,sono: l'inalazione l'ingestione.

22 Unità di misura dell esposizione a R.I. Grandezza Vecchia unità di misura Unità di misura nel S.I. Fattore di conversione Esposizione Roentgen (R) Dose assorbita Rad (100 erg x 1 gr) Gray (Gy) 1 Gy = 100 rad Dose equivalente e dose efficace Rem Sievert (Sv) 1 Sv = 100 rem Attività Curie ( Ci) (3,7 x 10¹º dis./sec) Becquerel (Bq) 1 Bq = 2,7x10¹¹Ci

23 Dose assorbita La dose assorbita, misura la quantità di energia che la radiazione cede alla materia. L unità di misura nel S.I. (sistema internazionale) è il gray (Gy) che equivale all assorbimento di 1 joule (J) di energia per kg di materia.

24 DOSE EQUIVALENTE La dose equivalente tiene conto anche del tipo di radiazione ed è data dal prodotto della dose assorbita (su un organismo o su un determinato organo o tessuto) per un fattore che dipende dal tipo di radiazione. L unità di misura nel S.I. (sistema internazionale) è il sievert (Sv). -Nel caso di raggi X, gamma o beta, 1 Gy di dose assorbita equivale ad 1 Sv di dose equivalente. -Oltre al sievert si utilizza il suo sottomultiplo, il millisievert (msv) : 1 Sv = 1000 msv.

25 DOSE EQUIVALENTE Dose Equivalente nel tessuto T: Dose media assorbita nel tessuto T pesata per il tipo di radiazione R H T = w R D (J/kg) = Sievert [Sv] Sv unità di misura molto grande msv, μsv w R fattore di peso per la qualità della radiazione: 1 per e -, γ e X w R = 5 20 per neutroni 20 per particelle α

26 DOSE EFFICACE La dose efficace tiene conto anche dei tessuti che sono stati investiti dalla radiazione ed è definita come la sommatoria su tutti gli organi della dose equivalente relativa al singolo organo per il suo fattore di ponderazionetissutale. Dose Efficace = Sommatoria dose equivalente X fattore di ponderazione tessutale. La Dose Efficace è utilizzata per descrivere molto sinteticamente gli effetti delle radiazioni ionizzanti sugli individui e sulla popolazione. Si misura in Sievert,Sv.

27 DOSE EFFICACE Dose Efficace: Somma delle Dosi Equivalenti corrette per le diverse radiosensibilità dei vari organi/tessuti E = Σ T w T H T (J/kg) = Sievert [Sv] Sv unità di misura molto grande msv, μsv w T fattore di ponderazione per l organo T: 0,20 gonadi 0,12 midollo osseo/colon/stomaco/polmone 0,05 vescica/mammella/fegato/esofago/tiroide 0,01 pelle/superfici ossee 0,05 organi rimanenti (cervello/reni/ghiandole surrenali ecc.)

28 EFFETTI BIOLOGICI Meccanismo Danni Diretto Somatici Indiretto Genetici

29 EFFETTI BIOLOGICI Effetti stocastici (probabilistici) Effetti non stocastici (graduati)

30 Effetti non stocastici Acuti Tardivi Cronici Sind. da Panirradiazione Sindrome Midollo Osseo Sindrome Gastrointestinale Sindrome Neurologica Eritema Cutaneo Semplice Bolloso Ulceroso Sterilità Temporanea Definitiva Cataratta Radiodermite Cronica

31 EFFETTI STOCASTICI Neoplasie Effetti genetici Leucemie K tiroide K mammella K polmone Aborti spontanei Mortalità neonatale Malformazioni congenite e malattie nella prole K cute

32 DANNI PROFESSIONALI Somatici Genetici Locali Generali Sterilità Danni alle cellule germinali Cute Midollo osseo Nausea Cefalea Depressione Anoressia Mutazioni genetiche Aberrazioni cromosomiche

33 EFFETTI CHIMICO-BIOLOGICI A livello molecolare Azione indiretta: radiolisi dell acqua con formazione di radicali liberi Azione diretta: danno diretto sul DNA, denaturazione delle proteine, lesioni del filamento di RNA, turbe metaboliche A livello cellulare morte cellulare Alterazioni cromosomiche (dicentrici) blocco in metafase G2 (ritardo mitotico) depressione della velocità di sintesi del DNA

34 Danno d organo Legge di Bergonie e Tribondeau Scala di radiosensibilità tissutale (Ellinger) Midollo osseo Gonadi maschili e femminili Strato basale della cute Cristallino Epitelio intestinale Alveoli polmonari Dotti biliari Tubuli renali Endoteli e tessuti connettivi Scarsamente radiosensibili: tessuto osseo, muscolare e nervoso

35 Prevenzione del danno Formazione ed informazione Sistemi di sicurezza

36 RIFERIMENTI LEGISLATIVI DPR 13 Febbraio 1964 n.185 DM 6 Giugno 1968 DM 2 Febbraio 1971 DPR 13 Luglio 1990 n.449 DM 2 agosto 1991 DL 17 marzo 1995 n.230 DL 26 maggio 2000 n.241 DL 9 maggio 2001 n.257 DL 11 giugno 2001 n.488 Giustificazione: le attività che comportano esposizione alle R.I. debbono essere preventivamente giustificate e periodicamente riconsiderate alla luce dei benefici che da esse derivano. Ottimizzazione: le esposizioni alle R.I. debbono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali. Limiti: la somma delle dosi ricevute ed impegnate non deve superare i limiti prescritti, in accordo con le disposizione di legge.

37 RIFERIMENTI LEGISLATIVI Esperto Qualificato Misurazioni radioprotezionistiche Individuazione aree lavorative Zone controllate (6 msv) Zone sorvegliate (1 msv) Classificazione dei lavoratori Non esposti (1 msv/aa) Esposti di categoria A (6mSv/aa) Esposti di categoria B (1-6 msv/aa)

38 RIFERIMENTI LEGISLATIVI Sorveglianza lavoratori categorie A e B Misure sanitarie straordinarie Documento sanitario personale Medico Autorizzato Giudizio d idoneità Medico Competente Sorveglianza sanitaria per rischi lavorativi Sorveglianza per lavoratori di categoria B

39 D.LGS. 230/95: LIMITI DELLE ESPOSIZIONI Popolazione: <1 msv/anno dose efficace 15 msv/anno per la dose equivalente al cristallino 50 msv/anno per la dose equivalente alla pelle ed estremità Lavoratori: <20 msv/anno dose efficace <150 msv/anno per la dose equivalente al cristallino <500 msv/anno per la dose equivalente alla pelle ed estremità Lavoratrici esposte età fertile, apprendiste e studentesse: <13 msv/trimestre all addome Lavoratrici in gravidanza: <1 msv/anno all addome

40 APPRENDISTI E STUDENTI Questi soggetti esposti al rischio derivante dalle radiazioni ionizzanti,in ragione delle attività di studio o di apprendistato,vengono suddivisi nelle seguenti categorie: a)apprendisti e studenti,di età non inferiore a 18 anni,che si avviano ad una professione nel corso della quale saranno esposti alle radiazioni ionizzanti,o i cui studi implichino necessariamente l'impiego di sorgenti di radiazioni ionizzanti; b)apprendisti e studenti,di età compresa tra i 16 e i 18 anni,che si trovino nelle condizioni di cui alla lettera a); c)apprendisti e studenti,di età non inferore a 16 anni,che non si trovino nelle condizioni di cui alla lettera a); d)apprendisti e studenti di età inferiore a 16 anni. Agli apprendisti e studenti di cui alla lettera a) sono applicate le stesse modalità di classificazione stabilite per i lavoratori.

41 D.LGS. 230/95: CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI Fondo Naturale Terrestre + Cosmico

42 D.LGS. 230/95: CLASSIFICAZIONE DELLE AREE DI LAVORO Segnalate Delimitate Ad accesso controllato e regolamentato msv/anno 42

43 RADIOPROTEZIONE PROFESSIONALE Tempo: più breve è l esposizione < è la quantità di radiazione assorbita. Distanza: più ci si allontana dalla sorgente < è la quantità di radiazione assorbita (inverso del quadrato della distanza). Schermature: fisse, mobili, personali o individuali. Dosimetro: misura la dose di radiazioni assorbite dal lavoratore e viene letto periodicamente. Scatole e guanti: per manipolare materiale radioattivo senza contatto diretto Cappe a decompressione d aria: per evitare l inalazione di eventualmente contaminata. Norme comportamentali: divieto di bere, mangiare e fumare nei di lavoro. Segnaletica: appositi cartelli alle pareti per segnalare il rischio. aria locali

44 SISTEMI DI DOSIMETRIA PERSONALE Dosimetri a Film Badge a corpo intero e ad Anello

45 D.P.I. (Dispositivi di Protezione Individuale) Sono qualsiasi attrezzatura destinata ad essere indossata e tenuta dal lavoratore allo scopo di proteggerlo contro uno o più rischi suscettibili di minacciarne la sicurezza e la salute durante il lavoro, nonché ogni complemento o accessorio destinato a tale scopo. (D.Lgs. 81/08 art.74)

46 OBBLIGO D USO I DPI devono essere impiegati quando i rischi non possono essere evitati o sufficientemente ridotti da misure tecniche di prevenzione, da mezzi di protezione collettiva, da misure, metodi o procedimenti di riorganizzazione del lavoro. (D.Lgs. 81/08 art.75)

47 occhiali ANTI X per la protezione del cristallino

48 Protezione a Corpo intero

49 Collare per la protezione della tiroide

50 GUANTI ANTI X

51 NORME INTERNE Strumento per mezzo del quale vengono disciplinate le attività radiologiche intorno a ciascun impianto o sorgente di radiazione. Le norme interne indicano: le Regole da seguire per l'accesso e la Permanenza nelle zone Classificate e l'utilizzo delle sorgenti radiogene; I sistemi di segnalazione,di sicurezza e di emergenza; Le azioni da assicurare in condizioni di emergenza.

52 Procedura operativa per l accesso alle Zone Controllate e l utilizzo delle apparecchiature L accesso alle Zone Controllate è consentito al solo personale autorizzato. Sulle porte di accesso alle Zone Controllate è esposto il cartello identificativo di tali aree per il rischio da esposizione a radiazioni ionizzanti. Il personale preposto all esecuzione dell indagine diagnostica ha l obbligo di allontanare dalla sala (Zona Controllata) tutte le persone non strettamente indispensabili all esecuzione dell esame, assicurarsi che tutte le porte d accesso alla Zona Controllata siano chiuse e che il segnalatore luminoso di emissione radiazione posto all esterno dei locali segnalati sia in funzione L operatore, durante l esecuzione dell esame radiografico, non dovrà mai porsi in direzione del fascio, ma sostare, dove previsto, dietro le barriere antiradiazione X

53 Procedura operativa per l accesso alle Zone Controllate e l utilizzo delle apparecchiature durante l esecuzione delle radiografie, all interno delle due sale esami è consentita, quando necessario, la sola permanenza degli operatori, in numero minimo possibile (in caso di impossibilità di sedazione dell animale). Essi non dovranno mai porsi in direzione del fascio ma sempre lateralmente ad esso, indossando i Dispositivi di Protezione Individuale (D.P.I.) in dotazione, che sono identificati in: grembiule protettivo, collare per la protezione della tiroide, occhiali per la protezione della retina e guanti. Tutti questi dispositivi debbono avere le caratteristiche idonee per schermare la radiazione X emessa dalle apparecchiature radiogene. Tutti gli operatori radioesposti debbono indossare i sistemi di dosimetria personale a corpo intero a per le estremità (bracciale) in dotazione. In particolare, il dosimetro a corpo intero, deve essere indossato sotto il grembiule protettivo, in corrispondenza dell emitorace sinistro, quando si opera all interno delle Zone Controllate. Eventuali deficienze dei dispositivi di sicurezza e di protezione o la presenza di condizioni di pericolo debbono essere tempestivamente comunicate al datore di lavoro o al preposto

54 Norme interne di radioprotezione L uso dell apparecchiatura radiologica è consentito esclusivamente al personale autorizzato. Il personale preposto all esecuzione dell indagine diagnostica ha l obbligo di allontanare dalla sala tutte le persone non strettamente indispensabili all esecuzione dell esame, assicurarsi che tutte le porte d accesso alla Zona Controllata siano chiuse e che il segnalatore luminoso di emissione radiazione posto all esterno dei locali segnalati sia in funzione. Il personale che, durante l esame diagnostico, si trova a dover operare all interno delle sale per esigenze cliniche quali, il posizionamento ed il mantenimento di animali non sedati, ha l obbligo di indossare i Dispositivi di Protezione Individuale (D.P.I.) forniti dal datore di lavoro, quali il grembiule protettivo, il collare per la protezione della tiroide, gli occhiali ed i guanti antiradiazione X Verificare che i dispositivi di sicurezza ed i mezzi protettivi (camici, guanti, collari, occhiali) siano sempre disponibili

55 Norme interne di radioprotezione Tutto il personale radioesposto deve utilizzare i mezzi di sorveglianza dosimetrica forniti dal datore di lavoro secondo le prescrizioni formulate dall E.Q.; in particolare il dosimetro a corpo intero deve essere indossato sotto il grembiule protettivo, in corrispondenza dell emitorace sinistro, quando si opera all interno delle Zone Controllate. L operatore, durante l erogazione di radiazioni ionizzanti, non deve abbandonare la protezione offerta dalle barriere protettive, né deve esporsi al fascio diretto di radiazioni. E assolutamente vietato esporre intenzionalmente alle fonti di rischio i dosimetri assegnati Prima dell esecuzione dell indagine radiografica assicurarsi che il sistema di diaframmazione sia perfettamente funzionante e centrato con il sistema di rilevazione; a tal proposito limitare sempre al massimo, compatibilmente con le esigenze diagnostiche, l irradiazione alla sola regione anatomica d interesse

56 Norme interne di radioprotezione E vietato rimuovere o modificare, senza previa autorizzazione, i dispositivi di segnalazione, di sicurezza e di misurazione; in particolare è assolutamente vietato inibire il funzionamento dei microinterruttori posizionati sulle porte di accesso alla Zona Controllata. Comandare l impianto radiologico, sempre dal locale consolle; se, invece è necessario dover operare all interno della Zona Controllata, riferirsi alle indicazioni del punto 3. E assolutamente vietato rimuovere o manomettere la segnaletica di pericolo, le norme interne di radioprotezione e gli indumenti di protezione individuale a disposizione degli operatori dai luoghi in cui previsti, secondo quanto prescritto dall E.Q. Chi esegue gli esami radiografici deve verificare il perfetto funzionamento dell'apparecchio radiologico e comunque ha l obbligo di segnalare tempestivamente all'e.q. ogni difetto di funzionamento, o ragionevole dubbio che implichi possibilità di sovraesposizione.

57 Norme interne di radioprotezione Il personale radioesposto di sesso femminile ha l obbligo di notificare immediatamente al datore di lavoro il proprio stato di gravidanza, non appena ne venga a conoscenza. Eventuali deficienze dei dispositivi di sicurezza e di protezione o la presenza di condizioni di pericolo debbono essere tempestivamente comunicate al datore di lavoro o al preposto.