Corso di Formazione: ESPOSIZIONE PROFESSIONALE A

RADIAZIONI IONIZZANTI

Università degli Studi di Teramo

Facoltà di Medicina Veterinaria

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.

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).

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.

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)

RADIAZIONI IONIZZANTI

• Elettromagnetiche: si propagano alla velocità della luce e trasportano energia sotto forma di quanti o fotoni

- Raggi X

- Raggi Gamma

SPETTRO ELETTROMAGNETICO

Radiazioni non ionizzanti

Radiazione ottica

Radiazioni ionizzanti

RF MW IRVIS

UV

GAMMA X

RAGGI COSMICI

ELF

F(Hz)

λ(m)

Hf(eV)

300 MHz 300 GHz

1 m 1 mm 760 nm

12

10-4 nm100 nm400 nm

RADIAZIONI IONIZZANTI

Tipo NaturaPotere di

penetrazioneOrigine

Raggi X Elettromagnetica +++ Tubi radiogeni

Raggi gamma Elettromagnetica +++ Nuclei di

radioisotopi

Raggi alfa Corpuscolare + Nuclei di

radioisotopi

Raggi beta Corpuscolare ++ Atomi di

radioisotopi

Neutroni Corpuscolare ++++ Impianti nucleari

MACCHINE RADIOGENE

Sorgenti di radiazioni alimentate elettricamentequali tubi a raggi X ed acceleratori di particelle.

In merito alla radioprotezione si deve sottolineareche le macchine radiogene emettono solo quandosono in funzionamento mentre i radioisotopiemettono sempre!

Radioattività

La radioattività, o decadimento radioattivo, è uninsieme di processi fisico-nucleari attraverso i qualialcuni nuclei atomici instabili o radioattivi (radionuclidi)decadono (trasmutano), in un certo lasso di tempo,detto tempo di decadimento, in nuclei di energia inferioreraggiungendo uno stato di maggiore stabilità conemissione di radiazioni ionizzanti in accordoai principi di conservazione della massa/energia edella quantità di moto. Il processo continua più o menovelocemente nel tempo fintantoché gli elementi via viaprodotti, eventualmente a loro volta radioattivi, nonraggiungono una condizione di stabilità attraverso lacosiddetta catena di decadimento.

Vita media e tempo di dimezzamento

Il tempo medio che occorre aspettare per avere la trasformazionespontanea in altri isotopi può essere estremamente breve oestremamente lungo. Esso viene detto “vita media” delradioisotopo e può variare da frazioni di secondo a miliardi dianni (es: il Potassio 40 ha una vita media di 1.8 miliardi di anni).un altro tempo caratteristico di un radioisotopo è il “tempo didimezzamento”, ovvero il tempo necessario affinché la metà degliatomi radioattivi inizialmente presenti subisca una trasformazionespontanea.Esistono tre diversi tipi di decadimenti radioattivi, che sidifferenziano dal tipo di particella emessa a seguito deldecadimento. Le particelle emesse vengono indicate col nomegenerico di radiazioni:

decadimento alfadecadimento beta

decadimento gamma.

α particella alfa

β particella beta

γ raggi gamma

carta corpo metallo

Potere penetrante delle diverse radiazioni

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 secondadell’energia incidente e dipende dalla densità e dal numeroatomico del materiale assorbente.

RADIOISOTOPI ß-EMITTENTI

radioisotopo prodotto t1/2 tossicità

decadimento3H 3He 12,35 aa debole14C 14N 5730 aa moderata32P 32S 14,29 gg moderata33P 33S 25,4 gg moderata35S 35Cl 87,44 gg moderata45Ca 45Sr 163 gg moderata63Ni 63Cu 96 aa moderata

Sorgenti sigillate e non sigillate

Una sorgente sigillata è una sorgenteformata da materie radioattivesolidamente incorporate in materiesolide e di fatto inattive, o sigillate in uninvolucro inattivo che presenti unaresistenza sufficiente per evitare, incondizioni normali di impiego,dispersione di materie radioattivesuperiori ai valori stabiliti dalle norme dibuona tecnica applicabili.

La sigillatura evita la dispersione dimaterie radioattive, ma non è un mezzodi protezione contro le radiazioniprodotte dalla sorgente.

Sorgenti sigillate e non sigillate

Per sorgente non sigillata si intendequalsiasi sorgente che non hacaratteristiche della sorgente sigillata. Talisorgenti vengono spesso impiegate (anchein forma di soluzione o sospensioneliquida) come traccianti radioattivi o peranalisi radiochimiche e di laboratorio

Gli isotopi sono a contatto diretto con l’ariadell’ambiente in cui si lavora, per cui ilrischio di contatto, ingestione o inalazioneè elevato e pertanto l’uso dei dispositivi diprotezione è fondamentale.

Effetti della radioattività

Le radiazioni prodotte dai radioisotopi interagiscono con lamateria con cui vengono a contatto, trasferendovi energia.Tale apporto di energia, negli organismi viventi, produce unaionizzazione delle molecole: da qui la definizione diradiazioni ionizzanti.

La ionizzazione è un processo mediante il quale gli atomiacquistano o perdono elettroni diventando quindielettricamente carichi.

La dose di energia assorbita dalla materia caratterizzaquesto trasferimento di energia. Gli effetti possono essereirrilevanti o più o meno dannosi, a seconda della dose diradiazioni ricevuta e del tipo di radiazioni.

FONTI DI ESPOSIZIONE

Naturale

Raggi cosmici (14%)

Radioattivitàdel suolo (19%)

Radioattività dell’aria (radon 37%)

Radioattività delle acque

Artificiale

Generatori di raggi x

Isotopi radioattivi

Rifiuti radioattivi

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

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.

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

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.

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.

DOSE EQUIVALENTEDose Equivalente nel tessuto T:Dose media assorbita nel tessuto T pesata per il tipo diradiazione R

HT = wR× D (J/kg) = Sievert [Sv]Sv unità di misura molto grande mSv, μSvwR fattore di peso per la qualità della radiazione:

1 per e-, γ e XwR = 5÷ 20 per neutroni20 per particelle α

DOSE EFFICACE

La dose efficace tiene conto anche dei tessuti che sono statiinvestiti dalla radiazione ed è definita come la sommatoria sututti gli organi della dose equivalente relativa al singoloorgano per il suo fattore di ponderazioneTissutale.

Dose Efficace = Sommatoria dose equivalente X fattoredi ponderazione tessutale.La Dose Efficace è utilizzata per descrivere moltosinteticamente gli effetti delle radiazioni ionizzanti sugliindividui e sulla popolazione.Si misura in Sievert,Sv.

DOSE EFFICACE

Dose Efficace:Somma delle Dosi Equivalenti corrette per le diverseradiosensibilità dei vari organi/tessuti

E = ΣT wT× HT (J/kg) = Sievert [Sv]

Sv unità di misura molto grande mSv, μSv

wT fattore di ponderazione per l’organo T:

0,20 gonadi0,12 midollo osseo/colon/stomaco/polmone0,05 vescica/mammella/fegato/esofago/tiroide0,01 pelle/superfici ossee0,05 organi rimanenti (cervello/reni/ghiandole surrenali ecc.)

EFFETTI BIOLOGICI

Meccanismo

Diretto

Indiretto

Danni

Somatici

Genetici

• Effetti stocastici(probabilistici)

• Effetti non stocastici(graduati)

EFFETTI BIOLOGICI

Effetti non stocastici

AcutiSind. da Panirradiazione

Eritema Cutaneo

Sterilità

Sindrome Midollo Osseo

Sindrome Gastrointestinale

Sindrome Neurologica

Semplice

Bolloso

Temporanea

Definitiva

Tardivi

Cronici

Cataratta

Radiodermite Cronica

Ulceroso

EFFETTI STOCASTICI

Neoplasie

Leucemie

K tiroide

K mammella

K polmone

K cute

Effetti genetici

Aborti spontanei

Mortalità neonatale

Malformazioni congenite e malattie nella prole

DANNI PROFESSIONALI

Somatici

Locali Generali

• Cute• Midollo

osseo

•Nausea•Cefalea•Depressione•Anoressia

Genetici

SterilitàDanni alle

cellule germinali

•Mutazioni genetiche

•Aberrazioni cromosomiche

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

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

Prevenzione del

danno

Formazione ed

informazione

Sistemi di

sicurezza

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.

RIFERIMENTI LEGISLATIVI

RIFERIMENTI LEGISLATIVI

Esperto Qualificato

Misurazioni radioprotezionistiche

Individuazione aree lavorative

Classificazione dei lavoratori

•Zone controllate (6 mSv)•Zone sorvegliate (1 mSv)

•Non esposti (1 mSv/aa)•Esposti di categoria A (6mSv/aa)•Esposti di categoria B (1-6 mSv/aa)

RIFERIMENTI LEGISLATIVI

Giudiziod’idoneità

Medico Autorizzato

Sorveglianzalavoratori

categorie A e B

Misure sanitarie

straordinarie

Documento sanitariopersonale

Medico Competente

Sorveglianzasanitaria per

rischi lavorativi

Sorveglianza per lavoratoridi categoria B

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

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 aduna professione nel corso della quale saranno esposti alle radiazioniionizzanti,o i cui studi implichino necessariamente l'impiego di sorgentidi radiazioni ionizzanti;b)Apprendisti e studenti,di età compresa tra i 16 e i 18 anni,che sitrovino nelle condizioni di cui alla lettera a);c)apprendisti e studenti,di età non inferore a 16 anni,che non si trovinonelle 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 stessemodalità di classificazione stabilite per i lavoratori.

D.LGS. 230/95:CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI

Fondo NaturaleTerrestre + Cosmico

D.LGS. 230/95:CLASSIFICAZIONE DELLE AREE DI LAVORO

42

mSv/anno

• Segnalate

• Delimitate

• Ad accessocontrollato eregolamentato

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 aria eventualmente contaminata.

• Norme comportamentali: divieto di bere, mangiare e fumare nei locali di lavoro.

• Segnaletica: appositi cartelli alle pareti per segnalare il rischio.

SISTEMI DI DOSIMETRIA PERSONALE

Dosimetri a Film Badge a corpo intero e ad

Anello

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)

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)

occhiali ANTI X per la protezione del cristallino

Protezione a Corpo intero

Collare per la protezione della tiroide

GUANTI ANTI X

NORME INTERNE

Strumento per mezzo del quale vengono disciplinate leattività radiologiche intorno a ciascun impianto o sorgente diradiazione.

Le norme interne indicano:

• le Regole da seguire per l'Accesso e la Permanenza nellezone Classificate e l'utilizzo delle sorgenti radiogene;

• I sistemi di segnalazione,di sicurezza e di emergenza;

• Le azioni da assicurare in condizioni di emergenza.

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 cartelloidentificativo di tali aree per il rischio da esposizione a radiazioniionizzanti.

• Il personale preposto all’esecuzione dell’indagine diagnostica hal’obbligo di allontanare dalla sala (Zona Controllata) tutte le persone nonstrettamente indispensabili all’esecuzione dell’esame, assicurarsi chetutte le porte d’accesso alla Zona Controllata siano chiuse e che ilsegnalatore luminoso di emissione radiazione posto all’esterno dei localisegnalati sia in funzione

• L’operatore, durante l’esecuzione dell’esame radiografico, non dovràmai porsi in direzione del fascio, ma sostare, dove previsto, dietro lebarriere antiradiazione X

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 dicondizioni di pericolo debbono essere tempestivamente comunicate al datore dilavoro o al preposto

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’internodelle sale per esigenze cliniche quali, il posizionamento ed il mantenimento dianimali 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 laprotezione 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

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 dosimetriassegnati

• Prima dell’esecuzione dell’indagine radiografica assicurarsi che il sistema didiaframmazione sia perfettamente funzionante e centrato con il sistema dirilevazione; a tal proposito limitare sempre al massimo, compatibilmente con leesigenze diagnostiche, l’irradiazione alla sola regione anatomica d’interesse

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, lenorme interne di radioprotezione e gli indumenti di protezione individuale adisposizione degli operatori dai luoghi in cui previsti, secondo quanto prescrittodall’E.Q.

• Chi esegue gli esami radiografici deve verificare il perfetto funzionamentodell'apparecchio radiologico e comunque ha l’obbligo di segnalare tempestivamenteall'E.Q. ogni difetto di funzionamento, o ragionevole dubbio che implichi possibilità disovraesposizione.

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.