LA FISICA IN MEDICINA Milano, 20 febbraio 2013 RADIAZIONI IONIZZANTI E PROBLEMI DI RADIOPROTEZIONE Elio GIROLETTI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA dip. Fisica e INFN sezione di Pavia via bassi 6, 27100 pavia - tel. 0382987905 elio.giroletti@unipv.it elio giroletti Università degli Studi di Pavia dipartimento di Fisica elio giroletti RI e problemi di radioprotezione Milano, 20 febbraio 2013 Radiazioni ionizzanti Effetti delle radiazioni Radiazioni naturali Radiazioni nella società Fukushima e Chernobyl Conclusioni Qui a Roma il caldo ha fatto esplodere le guerre ascellari sugli autobus e in metropolitana. Alcuni, e non sono immigrati, al posto delle ascelle hanno delle vere e proprie armi di distruzione di massa. Altro che il gas nervino et similia. Se poi tieni presente che le carrozze sanno di stallatico spinto anche quando sono vuote, un viaggio in metropolitana è un'esperienza che ti dà le visioni mistiche. Un'amica (per così dire: è una che crede di sapere tutto sul nucleare e non sa un cazzo) dal passaggio della nube non fa che consigliare a tutti di fare docce frequenti. Ho colto la palla al balzo e anch'io vado consigliando a tutti di lavarsi lavarsi lavarsi. Questione di autodifesa, mio caro email di mario p.f.,., 11 aprile 2011
LE RADIAZIONI IONIZZANTI radiazione: trasporto di energia nello spazio direttamente ionizzanti particelle cariche (protoni, ioni, ecc.) alfa: α beta: β + - β - indirettamente ionizzanti elettromagnetiche: raggi X e gamma neutroni Energia delle radiazioni elettromagnetiche, E=hν corpuscolari: T=(γ-1)m 0 c 2 radiazioni non ionizzanti le radiazioni emesse da: telefoni cellulari antenne (radiotelevisive e cellulari) linee alta tensione risonanza magnetica ecografi (ultrasuoni) non hanno energia sufficiente per ionizzare EFFETTI delle RADIAZIONI IONIZZANTI Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid 2004 Fonte: A. Gonzales, Sievert lecture, Madrid 2004 EFFETTI DELLE RADIAZIONI 1) mutazione riparata 2) Cellula muore 3) Cellula sopravvive ma mutata sopravvive non sopravvive (eff.. deterministici) eff. stocastici (tumore dopo anni)
I POSSIBILI EFFETTI radioprotezione, un po di storia... deterministici: frequenza e gravità variano con la dose; è individuabile una soglia; comprendono: radiodermite, cataratta (?), sterilità temporanea o permanente, sindrome acuta da raggi, decesso stocastici: la probabilità e non la gravità è proporzionale alla dose; si ipotizza assenza di soglia; distribuiti casualmente tra esposti; insorgono naturalmente tra la popolazione (>20%); appaiono dopo anni; comprendono: leucemie, tumori solidi, malattie ereditarie nella progenie e cataratta (?) 1945: donne che dipingevano i numeri fosforescenti sugli orologi ed appuntivano il pennello in bocca, 50 decessi (US radium corpration in Orange, New Jersey) radioprotezione, un po di storia... V. Forbin, La Nature, boll. Académie des Sciences, Parigi, articolo apertura n. 1814 del 1908, Tratto da: Lo sbiancamento dei negri, di R. Renzetti si possono sbiancare le persone di colore? Strambi E, Irradiazioni accidentali, Rep.S.Marino, 1995 Effetti deterministici Radioepidermite essudatica (flittena) con evoluzione necrotica necrosi tardiva per errata manipolazione di 20 Ci di Ir-192
Effetti deterministici Atrophic indurated plaque Hyper & hypo pigmentation, with telangiectasia Chronic radiodermatitis in 17 year old female patient after x2 radiofrequency ablation procedures Chernobyl Fallout Energia Mediche Ingestione Radon e toron Radiazione Cosmici DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANA 0,002 0,005 0,0002 0,3 0,4 0,6 1,2 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2 Dose efficace, msv/ anno totale 4,5 msv/a fonte: APAT, Annuario 2006 VARIAZIONI DI RADON radon: come penetra (A) Fessure nel pavimento di cemento; (B) Intercapedine nelle pareti o mattoni delle pareti, se poggiano sopra i blocchi fondazioni; (C) Fori e fessure nei blocchi di cemento; (D) Giunture fra pareti e pavimenti; (E) Suolo esposto, come in un pozzetto; (F) Tubi raccolta di acqua, se convogliati in pozzo aperto; (G) Giunture tra blocchi; (H) Spazi attorno ai tubi di servizio; (I) Aperture sul top dei blocchi delle pareti; (J) Materiali da costruzione, quali graniti, ecc. (K) Acqua (da pozzi locali o piccole comunità). 5 C 20 C 10 C Fonte: EPA 88 si svegliano escono di casa ora per ora rientrano si coricano mese per mese Protim Serv. Lmtd, 1989
RAGGI COSMICI E ALTEZZA 360 km 0.04 100 km msv/h 15 km 0.01 Eventi solari (particelle) possono causare dosi di 1000 msv o più. Dipende dagli schermi (elettroni). equipaggio di aereo: : ~ 2 msv/anno MOLTEPLICI USI Radiografia neutronica 10 km 0.005 20 ore volo: ~0.1 msv! 6.7 km 0.001 - Himalaya 3.7 km Lhasa - Tibet 2.25 km ~0.00010.0001 Citt 2.25 km 1.6 km Denver mare 0.00003 Città del Messico Rivelatore di fumo IMMAGINE RADIOLOGICA TRT feb-2002 I I e 0 ( x) = μx I ( 0) I ( x) a parità di energia: μ metallo > μ osso > μ musc > μ aria Fonte: Johns, Cunningham, Phys of Radiolg
gammagrafia industriale RADIOGRAFIA DEI CIRCUITI RADIOGRAFIA DEI CIBI TAC Tomografia Assiale Computerizzata TAC spirale Figura da Brenner et al., N Engl J Med 2007;357:2277-84.
MEDICINA NUCLEARE si iniettano atomi radioattivi legati a molecole specifiche che si concentrano nelle cellule patologiche da dove irraggiano. PET antimateria in ospedale! Fonte: cd-rom Regione Piemonte 2000; wikipedia 2013 Chernobyl Fallout Energia Mediche Ingestione Radon e toron Radiazione Cosmici DOSI MEDIE alla POPOLAZIONE ITALIANA 0,002 0,005 0,0002 0,3 0,4 0,6 1,2 valori in aumento? 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2 Dose efficace, msv/ anno totale 4,5 msv/a fonte: APAT, Annuario 2006 DOSI in radiodiagnostica dosi tratte da Padovani et al., pubblicaz. interna,(2008)
DOSI in medicina (Friuli, 2006) boiling water reactor dosi tratte da Padovani et al., pubblicazione interna (2008) Fonte: GE-Hitachi web page, 2011 0,066 P(t) P 0 5 t cause principali Fukushima come Chernobyl? impossibile Chernobyl Fukushima, unit 4 Fonte: wikypedia, accessed 2011
Chernobyl Fukushima < 10 radioactivity discharged level 7th of INES rating Bq/mq FALLOUT: contaminazione 137 Cs Fonte: NISA news release, 12-IV-2011 1963 1986 Fonte: ANPA, Annuario 2007 ora un confronto IN EUROPA sorgente decessi stimati/anno radon (+) 1500 6000 esami medici inutili (*) 800 Fukushima trascurabile Università degli Studi di Pavia dipartimento di Fisica elio giroletti RI e problemi di radioprotezione Milano, 20 febbraio 2013 quale priorità? (+) fonte: Min.Salute 2002; (*) ipotizzando una possibile riduzione della dose media annua pari a 0,26 msv attraverso i programmi di qualità radiologica (20% delle dosi impartite in radiodiagnostica -1,3 UNSCEAR 2000-) elio.giroletti@unipv.it