ESCLUSIVO USO DIDATTICO INTERNO - Appunti di radioprotezione

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA dip. fisica nucleare e teorica via bassi 6, pavia, italy tel girolett@unipv.it elio giroletti APPUNTI DI RADIOPROTEZIONE RISCHI FISICI, elio giroletti introduzione effetti delle radiazioni ionizzanti sistema di protezione radiologica considerazioni effetti biologici delle radiazioni ionizzanti DNA molecola vitale radiazioni i i che ionizzano la materia Microscopia elettronica a trasmissione di autoradiografia di alveolo, con radiazioni alfa di 241 Am (Sanders et al, 1989)

2 radiazioni non ionizzanti le radiazioni emesse da: risonanza magnetica nucleare telefoni cellulari antenne (radiotelevisive e cellulari) linee dell alta tensione ecografi (ultrasuoni) non hanno energia sufficiente per ionizzare 2 EFFETTI delle RADIAZIONI IO ONIZZANTI Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid ) mutazione riparata sopravvive 2) Cellula muore non sopravvive (eff. deterministici) effetti delle radiazioni 3) Cellula sopravvive ma mutata eff. stocastici (dopo anni)

3 EFFETTI DETERMINISTICI Gravità direttamente proporzionale alla dose Presenti su tutti gli esposti alla medesima dose Lesioni tipiche delle radiazioni ionizzanti Esiste una dose soglia Effetti presenti solo su gli esposti Possibile reversibilità Insorgenza di solito precoce Previsione empirica nel singolo individuo Effetti: radiodermite, cataratta, sterilità, sindrome acuta da raggi, fino alla morte del soggetto, ecc. 3 danni deterministici da radiazioni ionizzanti Strambi E, Irradiazioni accidentali ed emergenze nucleari ed. SECUP srl, Rep.S.Marino, 1995 Atrophic indurated plaque Hyper & hypo pigmentation, with telangiectasia Chronic radiodermatitis in 17 year old female patient after x2 radiofrequency ablation procedures

4 4 21 months after first procedure, base of ulcer exposes spinous process Example of chronic skin injury due to cumulative skin dose of ~20,000 mgy (20 Gy) from coronary angiography and x2 angioplasties nuove frontiere della RADIOTERAPIA a Pavia Effetti terapeutici EFFETTI PROBABILISTICI Gravità indipendente dalla dose, legge si/no Effetti presenti solo su alcuni esposti alle RI indipendentemente dalla dose assorbita Lesioni non tipiche delle RI Assenza cautelativa di una dose soglia Insorgono dopo anni Effetti presenti spontaneamente anche sui non esposti, circa il 25% Effetti: neoplasie, aberrazioni cromosomiche, mutazioni genetiche (somatiche o prole)

5 danni da radiazioni e progressione temporale (Burkart, 1989) 5 unità arbitrarie deterministici o acuti teratogeni somatici ritardati (tumori) leucemie genetici 1 mese 5 mesi 1 anno 10 anni 30 anni fattori professionali - 4,9% fattori ambientali - 40% fattori alimentari i- 45% radiazioni ionizzanti - 0,1% POSSIBILI CAUSE DI TUMORI incidenza, % STIMA DELLA POSSIBILE INCIDENZA PERCENTUALE DELLE VARIE CAUSE DI TUMORE, E. Strambi, Radiazioni e Tumori, 8 Congresso Airm, 2000 a, Le Scienze, 470, 2007 Fonte: h.wainer, L equazione più pericolos equazione di de MOIVRE σ x σ n

6 ojo: equazione di de MOIVRE 6 a, Le Scienze, 470, 2007 Fonte: h.wainer, L equazione più pericolos σ x σ n Dose (msv) Madrid 2004 Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, RILEVABILITA DEI TUMORI SOLIDI regione di non rilevabilità Residenti di Chernobyl in aree sotto stretto controllo ~300,000 persone a ~10 msv 1 msv regione di rilevabilità 8n 1 N p D persone d p. RELAZIONE TRA DOSE E DANNI DA RADIAZIONI 100% effetti stocastici 50% LNT? effetti deterministici LD(50%) 50% 25% Fonte: Burkart, 1987 esiste soglia! Dose (Sv) 0,1 0,

7 i possibili danni 7 danni deterministici: frequenza e gravità variano con la dose; è individuabile una soglia; comprendono: radiodermite, cataratta, sterilità, sindrome acuta da raggi, ecc. danni stocastici: la probabilità e non la gravità di accadimento è proporzionale alla dose; sembra non esistere soglia; distribuiti casualmente; esitono naturalmente tra la popolazione (>20%); appaiono dopo anni; comprendono: leucemie, tumori solidi e malattie ereditarie nella progenie dose assorbita DLgs 230/95 e smi il potenziale danno biologico è proporzionale alla dose media assorbita dall organo T E i m T E u es.: ovaie: 10 g corpo intero: 70 kg unità misura SI: gray, Gy 1Gy =1 J/kg =100 rad 6 kev/μm 3 Dose ε Ei E T u + = DT = lim mt 0 mt mt Q Ei E m T u J. Barò, OSSMA, Univ. Barcellona, 99 - ICRP 60, 91 dations of ICRP Fonte: ICRP 1991, 1990 Recommend

8 Dose equivalente, H T Ogni radiazione ha una efficacia biologica specifica H t) = D ( t) w T ( T, R R R= radiation T= tissue (tessuto, organo) D = dose assorbita DLgs 230/95 e smi Fattore di ponderazione della radiazione, w : R fotoni (raggi X e raggi gamma) 1 elettroni e muoni 1 neutroni, a seconda dell'energia (cambieranno) 5-20 protoni E>2MeV, escluso protoni di rinculo (cambierà) 5 particelle alfa, frammenti fissione, nuclei pesanti 20 R unità di misura: sievert, Sv 1Sv = 1J/kg = 100 rem 1 rem = 100erg/g 8 ogni organo ha una sensibilità propria unità misura: sievert, Sv 1Sv = 1J/kg 1Sv=100 rem (cambieranno) = wt E wrd T, R T R Organo o tessuto dose efficace stima rischio (*) (casi 10-2 Sv -1 ) Fatt. pond. ($) w T Gonadi 0,92 0,20 Midollo osseo emopoiet. 0,83 0,12 Colon 0,82 0,12 Polmone, vie toraciche 0,64 0,12 Stomaco 08 0, ,12 Vescica 0,24 0,05 Mammella 0,29 0,05 Fegato 0,13 0,05 Esofago 0,19 0,05 Tiroide 0,12 0,05 Pelle 0,03 0,01 Superfice ossea 0,06 0,01 Altri organi e tessuti 0, TOTALE COMPLESSIVO 5,6 1,00 (*) Riferito ai lavoratori esposti, Fonte: ICRP60, 1991; ($) DLgs 230/95 smi Irradiazione esterna Contaminazione esterna: pelle, ecc. interna, attraverso: Ingestione Inalazione Ferite Perfusione cutanea Rischi nell uso di materiale radioattivo J.Barò, OSSMA, Unv. Barcellona, 10/99

9 9 Detrimento sanitario, 10-2 Sv -1 Soggetti esposti Neoplasie Ereditari fatali non fatali Severi(*) TOTALI Lavoratori adulti 4,0 0,8 0,8 5,6 popolazione 5,0 1,0 1,3 7,3 (*) in futuro ICRP ridurrà la stima rischio E detrimento usare con cautela!!! il rischio in radioprotezione Rischio= P rob D anno S uscind Valutazione l i. Idiid Individualle In Form@ zione α E in radioprotezione P D β H T radiazioni ionizzanti ionizzano la materia se E >12 ev λ<100 nm non si vedono non si sentono non profumano ma sono tossiche! IARC radon in classe 1 devono essere adottate adeguate precauzioni

10 Pratica radiologica DLgs 230/95 modificato 10 attività umana suscettibile di aumentare l esposizione degli individui da sorgenti: artificiali e/o naturali naturali, nel caso in cui radionuclidi naturali non siano trattati per le loro proprietà radioattive, fissili o fertili, o da sorgenti soggette a disposizioni del capo IIIbis escluso interventi emergenza dlgs 187/00, 230/95 e 626/94 (e s.m.i.) gestione della radioprotezione i principi generali 1. Giustificazione 2. Ottimizzazione 3. Limitazione dosi individuali per lavoratori e popolazione non per pazienti, volont. ecc. 4. distinzione tra pratica e intervento La radioprotezione dalle radiazioni ionizzanti richiede: sorveglianza fisica: esperto qualificato sorveglianza medica: medico competente/autorizzato entrambi partecipano alla riunione annuale 626 protezione dei pazienti: esperto in fisica medica Esperto qualificato Valuta il rischio radiogeno Classifica i lavoratori esposti gli esperti Indica le misure di tutela dalle radiazioni Valuta le dosi ricevute Procede a inchieste sulle dosi anomale Medico competente /autorizzato Visita preventiva Visite periodiche (annuali /semestrali) Visita di fine rapporto Entrambi aggiornano documentazione riunione annuale della sicurezza

11 giustificazione Nuovi tipi o nuove categorie di pratiche che comportano un'esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere giustificati, anteriormente alla loro prima adozione o approvazione, dai loro vantaggi economici, sociali o di altro tipo rispetto al detrimento sanitario che ne può derivare 11 art.2, DLgs 230/95 modificato ottimizzazione Qualsiasi pratica deve essere svolta in modo da mantenere l'esposizione al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali art.2, DLgs 230/95 modificato limitazione delle dosi La somma delle dosi derivanti da tutte le pratiche non deve superare i limiti di dose stabiliti per i lavoratori esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli individui della popolazione (escluse le esposizioni mediche) I limiti sono complessivi, si riferiscono alla somma delle dosi derivanti da esposizione interna ed esterna e a tutte le esposizioni professionali svolte nell anno solare art.2, DLgs 230/95 modificato

12 limiti di dose individuale Sono Limiti di dose, msv/anno solare (+) complessivi ESPOSTI A (B) (*) NON ESPOSTI Dose efficace 20 (6) 1 Cristallino 150 (45) 15 Mani, avambracci 500 (150) 50 Piedi, caviglie 500 (150) 50 Pelle, media 1 cmq 500 (150) 50 Nascituro 1 Sorv. fisica individ. Si dipende Visita medica/anno 2 1 Non richiesta Fonte: all. IV d.lgs 230/95; (+) si riferiscono a TUTTE sedi lavorative, ma non comprendono le quelle mediche o per assistere i pazienti; (*) sono classificati in categoria B i lavoratori che non sono suscettibili di superare i valori in parentesi; 12 Tutele particolari minori apprendisti e studenti <18 anni gestanti (occhio alle indagini mediche) non attività in zone classificate o, comunque, al feto <1mSv astenersi da uso cancerogeni, mutageni non frequentare zone fino a 7 mesi dopo parto donne che allattano al seno evitare contaminazione interna art. 8, DLgs 151/01 e smi i limiti di dose assicurano la protezione dai danni deterministici riducono al minimo, ma non azzerano, il rischio per danni stocastici e genetici Comprendono esposizione esterna ed interna NB: Si riferiscono a TUTTE le sedi lavorative

13 13 LA SEGNALETICA Radiazioni ionizzanti contaminazione irradiazione La segnaletica è indicata dall esperto qualificato gammagrafia industriale altri impieghi delle radiazioni radiografia neutronica rivelatore di fumo

14 sorgenti di radiazioni ionizzanti 14 naturali prodotti di consumo fallout di bombe atomiche energia nucleare attività industriali medicina: diagnosi e terapia ricerca DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANA Chernobyl Fallout Energia nucleare Mediche Ingestione naturali Radon e toron Radiazione terrestre Cosmici 0,002 0,005 0,0002 0,3 0,4 0,6 1,2 Valori sottostimati!!! 2 Dose efficace, msv/anno 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 totale 4,5 msv/a fonte: APAT, Annuario 2006 APPUNTI DI RADIOPROTEZIONE RISCHI FISICI, elio giroletti dispense su internet t elio giroletti. Università degli Studi di Pavia dip. Fisica nucleare e teorica girolett@unipv.it