LEZIONE 10 PRINCIPI E LIMITI PRIMARI Con Hiroshima e Nagasaki (6 e 9 agosto 1945) l opinione pubblica comprese la gravità dei rischi connessi all uso bellico dell energia atomica. Questa sorta di peccato originale, che da allora ha accompagnato ogni impiego delle radiazioni ionizzanti generando nell opinione pubblica timori non sempre giustificati che hanno condizionato anche le applicazioni pacifiche del «nucleare»,. Gli esperimenti nucleari militari continuarono con esplosioni nell atmosfera a partire dagli anni 60 ( successivamente divenuti sotterranei), producendo ricadute al suolo di materiale radioattivo (fallout radioattivo) che innalzarono pericolosamente i livelli di dose ricevuti dalle popolazioni del pianeta. L incidente di Chernobyl (aprile 1986) e di Fukushima (2012) hanno riproposto drammaticamente all attenzione dell intero pianeta il problema dei rischi connessi all impiego delle radiazioni ionizzanti. Definizione D.Lgs 241/00 Detrimento sanitario: riduzione della durata della vita e della qualità della vita derivante da effetti somatici, da cancro e da gravi disfunzioni genetiche che si verificano in una popolazione a seguito dell'esposizione a radiazioni ionizzanti. I Tre principi della Radioprotezione Art. 2 del D.Lgs. 241/00 Giustificazione 1. Nuove pratiche che comportano un'esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere giustificate anteriormente alla loro prima adozione, dai vantaggi economici, sociali o di altro tipo che si hanno rispetto al detrimento sanitario che ne può derivare. Le pratiche esistenti sono sottoposte a verifica ogniqualvolta emergano nuove prove della loro efficacia o di metodi alternativi Esempio Dall analisi del rapporto detrimento/beneficio per lo screening mammografico, risulta che il beneficio massimo si realizza attorno ai 45-50 anni nella popolazione asintomatica, ed ai 35 anni nella popolazione sintomatica.( noduli mammari) Ottimizzazione 2. Dopo aver giustificato un attività, è necessario procedere all ottimizzazione dell impiego per limitare i rischi agli individui e alla popolazione. Per ogni sorgente, le dosi individuali, il numero degli esposti e la probabilità di ricevere dosi non certe devono essere mantenuti al livello più basso ragionevolmente ottenibile (as Low as Reasonably Achievable = ALARA), compatibilmente con gli aspetti economici e sociali. La necessità di valutare dosi non certe richiede di valutare anche le esposizioni potenziali. Esempio: L'analisi costi/benefici è il metodo più frequentemente utilizzato; esso opera su parametri monetari, in modo che la somma del costo della protezione X e del costo del detrimento Y risulti essere minimo (X + Y = min)
Limitazione delle dosi individuali 3. La dose al singolo derivanta da tutte le pratiche non deve comunque superare i limiti di dose stabiliti per i lavoratori esposti e gli individui della popolazione. Limiti di dose rappresentano livelli di esposizione al di sopra dei quali i rischi sono considerati inaccettabili e che pertanto non possono essere visti come linea di demarcazione tra sicurezza e pericolosità. Il principio non si applica alle seguenti esposizioni: a) esposizione di pazienti nell'ambito di un esame diagnostico o di una terapia; b) esposizione di persone che coscientemente e volontariamente collaborano a titolo non professionale all'assistenza di pazienti sottoposti a terapia o a diagnosi medica; c) esposizione di volontari che partecipano a programmi di ricerca medica. Nella giustificazione si considera il Beneficio totale Netto derivante dalla pratica. Nella ottimizzazione si considera la Variazione del Beneficio totale Netto tra due soluzioni riguardanti il contenimento della dose. Si valuta se la pratica è realizzata con un livello sufficientemente ridotto di Dose Equivalente Collettiva ( o di detrimento sanitario) cosicché ogni costo aggiuntivo per ridurre ulteriormente la dose non sia giustificato. Il problema è stabilire il valore economico che la società attribuisce a 1 Sievert Persona che deve essere confrontato con quello che si spende per la riduzione della dose. Il costo sanitario è quello che si spende per curare o per risarcire il danno alla salute (detrimento) prodotto dalla dose assorbita. La scelta del valore monetario di 1 Sv. Persona è una scelta socio-politica. La maggior parte delle proposte sono collocate fra 10-100 Milioni Lire/Sv.
LIMITI PRIMARI Nelle attività radiologiche il livello di sicurezza è accettabile se è confrontabile con il livello di sicurezza presente in altre attività. Attività considerate sicure sono quelle con un rischio Rischio < 10-4 casi / anno persona Tassi di mortalità per alcune comuni attività causa danno letale di 1 su 10 6 Causa di morte Viaggio di 1.000 km in aereo Incidente Viaggio di 90 km in automobile Incidente Soggiorno di due mesi a Denver Tumore radioindotto Dieci giorni lavorativi in un industria Incidente Tre ore lavorative in una miniera di carbone Incidente Il fumo di 3 sigarette Tumore, malattie cardiache e polmonari Rischio [ casi ] = Dose [ Sv ] g Coefficiente di Rischio [ casi ] anno persona anno Sv persona I coeff nominali di mortalità sono stati pubblicati dalla ICRP26/77 sulla base delle analisi dei sopravvissuti di H. e N. (UNSCEAR nel 1988) (circa 10-2 casi/sv.persona) La ICRP60/90 ha rivisto i suoi orientamenti con l aggiornamento delle analisi sui sopravvissuti di H. e N. pubblicate dal BEIR V nel 1990, ( circa 5 10-2 casi/sv.persona) - 4-2 msv 10 = Dose g 10 ( ICRP 26) Dose = 10 anno - 4-2 msv 10 = Dose g 5Lavor 10 ( ICRP 60) ) Dose = 2 anno 10 msv/anno è la dose efficace media annua. (media calcolata tra i lavoratori o in molti anni per un lavoratore). La ICRP, sulla base dell esperienza, ha valutato che fissando un limite primario massimo di 50 msv/anno, il valore medio reale della dose efficace sarebbe inferiore a 10 msv/y (5 msv/anno). Con i nuovi coefficienti di nominali rischio la dose efficace media passerebbe da 10 a 2 msv/anno e la dose massima passerebbe da 50 a 10 msv/anno. Sulla base dell esperienza si è fissato un limite primario massimo di 20 msv/anno. Lavoratori Dose media msv/y Dose massima msv/y ICRP26 10 50 ICRP60/90 2 10 D.Lgs.230/95 e D,Lgs 241/00 50-20(media)
Infatti oltre ai livelli di rischio industriale, altri elementi contribuiscono alla decisione finale: Per i lavoratori è l'esperienza senza inconvenienti sanitari maturata in 50 anni con i limiti raccomandati dalla ICRP 26. (max 50 msv/y, media 10 msv/y) Per la popolazione si tiene conto delle dosi da radiazioni naturali dal cui ordine di grandezza non conviene discostarsi. Il limite di dose efficace di 20 msv/anno, media in 5 anni, ( 50 msv in un anno) riguarda gli effetti stocastici e generalmente è sufficienti ad evitare la comparsa di effetti deterministici in tutti gli organi, ad eccezione del cristallino e della superficie cutanea. A questo limite si affiancano i limiti di 500 msv equivalenti /anno per gli effetti deterministici a tutti gli organi, compresa la cute (valore medio indipendentemente dall area esposta) e una dose equivalente di 150 msv/anno per il cristallino. Esempio: La criticità di un lavoratore che prende una dose alla pelle di 700 msv potrebbe non essere riconosciuta se si considerasse solo la dose efficace che risulterebbe di 700 x 0,01 = 7 msv. Quindi in linea di principio può verificarsi il caso che una persona prende una dose efficace minore di 20 msv/anno, ma contemporaneamente una dose equivalente alla pelle (ω T = 0,01 ) superiore a 500 msv/anno o al cristallino (org. rimanenti ω T = 0,05 ) superiore a 150 msv/anno Per la popolazione il livello di rischio esistente e accettato dalla popolazione è 10-5 - 10-6 casi / anno.persona Il singolo individuo, con il suo comportamento, può solo in piccola parte ridurre questo rischio. Rischio [ casi ] = Dose [ Sv ] g Coefficiente di Rischio [ casi ] anno persona anno Sv persona Popolazione Dose media msv/y Dose massima msv/y ICRP26 1 5 0,14 0,7 1 ICRP60/90- D.Lgs.230/95 e D,Lgs 241/00 La legge italiana parla di limite max di 1 msv ellicace per la popolazione che è vicino alla dose naturale ( 100 mrem)
Disposizioni particolari per le lavoratrici.( Art. 69 L.230/241 sostituito da art.8 D.Lgs. 26 marzo 2001, n. 151) Per le donne in età fertile ( < 40 y) non ci sono Limiti differenziati per non compromettere le opportunità di lavoro. Per le donne, oltre al limite annuale 50 msv/anno (20 msv/anno) c è quello sul rateo trimestrale all addome di 13 msv/ trimestre ( 5 msv/trimestre). Le donne lavoratrici gravide, non possono svolgere attivita' in zone classificate o essere adibite ad attivita' che potrebbero esporre il nascituro ad una dose > 1 msv durante il periodo della gravidanza. E' fatto obbligo alle lavoratrici di comunicare al datore di lavoro il proprio stato di gravidanza. E' vietato adibire le donne che allattano ad attivita' comportanti un rischio di contaminazione. ICRP26 15 msv ICRP60 2 msv to surface abdomen per periodo gravidanza, limit intakes 1/20 ALI ICRP103 ( D.Lgs 230-241 /00) 1mSv (100 mrem) embryo/fetus Esposizione medica di donne gravide. L esposizione dell embrione nel corso delle prime tre settimane dal concepimento ( gravidanza non nota) si pensa non possa produrre rilevanti effetti deterministici o stocastici sul nascituro. Successivamente a questo periodo (gravidanza nota), indagini e terapie che comportano l esposizione della donna devono essere evitate, se non in presenza di valide indicazioni cliniche.
Limiti Secondari Ai Limiti primari sono direttamente desumibili dei Limiti secondari. Limiti secondari A garanzia del rispetto del limite di dose efficace (50 msv/anno), si utilizza un Indice di Equivalente di dose profondo. (per es. Esposizione). A garanzia del rispetto del limite dell equivalente di dose pelle (500 msv/anno) si utilizza un Indice di Equivalente di dose superficiale. Il limite secondario per l Irradiazione Interna è l ALI (Annual Limits Intake) per i radionuclidi. Il limite annuale di introduzione ( della legge 231) rappresenta l attività introdotta da cui deriva il limite annuo di dose efficace (50 msv/anno). La ICRP61 pubblica i nuovi valori degli ALI ottenuti dividendo la dose di 20 msv/anno per la Dose impegnata in 50 anni a seguito della introduzione di 1Bq. [ H 50T]. I valori della ICRP61 moltiplicati per 50/20 sono quelli della L230/95. I limiti, Bq/anno, riguardano sia l inalazione che l ingestione fanno riferimento a specifiche ipotesi metaboliche e al modello dello «uomo standard» ICRP. Una parte ( 1/30; 1/10; 3/10) dei limiti secondari sono i LIVELLI DI RIFERIMENTO Nella pratica operativa è necessario rifarsi a grandezze diverse dai limiti primari o secondari che rimangono quelli di base. Essi sono i Limiti Derivati. (Una parte ( 1/30; 1/10; 3/10) dei limiti derivati rappresentano i LIVELLI DI RIFERIMENTO DERIVATI) Esempi di Limiti Derivati: Rateo di equivalente di dose nell ambiente di lavoro. Il limite primario di 50 msv/anno si riflette in quello derivato di 25 usv/ora ( dose profonda)( 2000 ore lavoro/anno) msv / anno µsv / sett. µsv / ora 1 20 0,5 2 40 1 6 120 3 20 400 10 50 1000 25 DAC ( Massima Concentrazione in aria). Si lavora 2000 * 60 minuti/anno e si respira 0,02 m 3 aria/minuto DAC = ALI / 2,4*10 3 Bq/m 3. Questo limite non vale per i gas inerti per i quali il rischio deriva dalla irradiazione esterna al corpo intero per immersione. Ai fini della valutazione del rischio da contaminazione interna si può assumere come assai improbabile che un lavoratore possa introdurre nell organismo una quantità > 1/1000 dell attività manipolata ( 1/100 se la sostanza è volatile)
NUOVE STIME DI RISCHIO DELLA ICRP60 La revisione del modello dosimetrico e l osservazione fino al 1985 degli effetti sui sopravvissuti di H. e N. ha portato alla revisione delle stime di rischio per carcinogenesi adottate dalla ICRP-26. Per l evoluzione nel tempo del rischio di tumori solidi, si è sostituito il MODELLO ADDITTIVO con un MO- DELLO MOLTIPLICATIVO. In base a questo modello non si somma più ad ogni età dell esposto un incremento costante di rischio ma un valore proporzionale al naturale rischio di tumore solido, che aumenta fortemente con l età. I valori trovati devono poi essere mitigati per tener conto dell età, della distribuzione della dose nel tempo e delle condizioni di esposizione dei Lavoratori. UNSCEAR ha stimato l eccesso di mortalità per cancro nel caso di popolazione generale esposta a 1 Gy di radiazione a Basso LET in modo acuto e uniforme al corpo intero in 7-11*10-2 rispettivamente mediati sull età (7) e specifici con questa (11). BEIR V per la popolazione USA stima 8,85 *10-2 ICRP60 ha rivisto le proprie assunzioni e ha chiamato Coefficiente di probabilità di mortalità Nominale la probabilità di cancri fatali per unità di dose efficace. Esso è indipendente dall età e con leggera differenza fra Lavoratori e Popolazione generale Le modifiche apportate dalla ICRP60 ai Limiti primari si riflettono su quelli secondari. I valori della ICRP30 sono così superati. ALLEGATO VI D.Lgs 187/00 Disposizioni per le esposizioni durante la gravidanza e l allattamento
-Nei casi in cui la gravidanza è certa ( o anche solo se c è incertezza) non e consentito l impiego di procedure che comporti l irraggiamento dell embrione o del feto, tranne nei casi di necessità accertata o di urgenza. Quando non è possibile rinviare l indagine od il trattamento il medico specialista deve: -informare la donna dei possibili rischi, associati all esposizione, per l embrione o il feto; -nelle indagini diagnostiche con raggi X prevedere il minor numero possibile di proiezioni, riducendo la durata della scopia o il numero di scansioni nel caso di esami tomografici convenzionali. Realizzare una una accurata collimazione ed escludere dal fascio diretto schermandolo il prodotto del concepimento. -nelle indagini di medicina nucleare porre particolare attenzione alla scelta del tracciante, riducendo al minimo l attività somministrata ed accelerando ove possibile l eliminazione del radiofarmaco. Nel caso di somministrazione di radiofarmaci a donne che allattano al seno il medico prescrivente e, al momento dell indagine o del trattamento, il medico specialista devono informare la donna degli effetti che il radiofarmaco somministrato può avere sul lattante, e deve valutare l opportunità di sospendere l allattamento in via definitiva o temporanea. Valutazione della dose all utero. Fatta salva la necessità di avvalersi di un esperto di fisica medica (art.6 comma 3), per gli esami radiodiagnostici di cui siano noti kv e mas potranno essere utilizzate le seguenti tabelle: Diagnostica convenzionale: per indagini eseguite ad una distanza fuoco-rivelatore di circa 1 m proiezione AP/PA per indagini in cui l utero è nel fascio primario. Tensione (kv) Prodotto Corrente-tempo (mas) Dose assorbita dall'utero (msv) 70 1 0,04 90 1 0,1 110 1 0,2 La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo. CT Tensione (kv) Prodotto Corrente-tempo (mas) Dose assorbita all'utero (msv) 12-130 1 0,1 La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo. Per la valutazione della dose al feto nell'attività di Radiodiagnostica ( vedi lez 13)