Radioprotezione - educazione professionale

Radioprotezione e raggi X

I raggi X vengono scoperti l'8 novembre 1895 da G.C. Rotgen. Nascono dalla natura:

• Luce cosmica e solare
• Luce terrestre (il nucleo della Terra è radioattivo)

All'inizio la lastra era fatta di vetro, spalmata con sali che veicolavano l'immagine.

Componenti principali

• Bersaglio: Parte esposta
• Lastra: Parte retrostante che segna quante radiazioni ionizzanti sono trapassate

L'elettrostatica, il magnetismo e il vuoto sono i tre fenomeni fondamentali per "guardarsi dentro". G. Cardano e G. Ubert hanno fondato nel 1550 l'elettrostatica e il magnetismo. Gli ultrasuoni sono basati sull'effetto piezoelettrico.

Hounsfiels inventò la TAC: tecnica digitalizzata che consente di ottenere sezioni assiali o parassiali di spessori definiti del corpo umano. Si ricostruiscono per sezioni non assiali ma dal volume del complesso volumico.

Tecniche di imaging

Ecografia: Onde di compressione/decompressione cristalli che vibrano grazie a un impulso elettrico.  RM: Risonanza magnetica tridimensionale fin dall'inizio  Immagine.

L'atomo e le radiazioni

Atomo: È la più piccola parte della materia che conserva le proprietà chimiche di un elemento. È la prima sorgente di radiazioni elettromagnetiche (fotoniche) e corpuscolari (hanno una massa). È composto da:

• Nucleo: Protoni (+) e neutroni (+) interagiscono e sono inglobati nei nucleoni.
• Orbitali: Regioni dello spazio intorno al nucleo nelle quali orbitano gli elettroni (-). Gli elettroni sono in numero uguale rispetto ai protoni, per questo l'atomo è elettricamente neutro. Gli elettroni non hanno massa, contengono solo energia.

Rapporto nucleo/atomo: Se il nucleo è composto da sfere di 1m di diametro, gli elettroni sono lontani 100 km. Il nucleo è positivo ed ha elevata densità (massa di protoni e neutroni) nonostante occupino solo la centomillesima parte del volume dell'atomo. Il protone ha massa 1835 volte maggiore di un elettrone, il neutrone ha massa 1837 volte maggiore di un elettrone.

Caratteristiche atomiche

• Numero atomico: [Z] quantità di protoni nel nucleo.
• Massa atomica: [A] quantità di protoni + neutroni.

Isotopi: Gli isotopi sono elementi con lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa. Sono atomi dello stesso elemento che però non sono stabili, tendono a trasformarsi nell'elemento principale. Hanno comportamenti fisici differenti ma comportamenti chimici uguali al principale. Tra loro, gli isotopi hanno uguali caratteristiche chimiche ma possono essere fisicamente:

• Stabili: Non radioattivi
• Instabili: Radioattivi (isotopi instabili che nel trasferimento cedono energia ionizzante)

Radioisotopi: Negli orbitali, l'elettrone che ruota non cade addosso al nucleo perché ha energia talmente elevata da farlo ruotare sempre. Se somministra energia all'elettrone, esso può assumerla e passare, ad esempio, dall’orbitale 7 al 10. Se somministra elevata energia all’atomo, questo può far schizzare gli elettroni fuori dalle orbite nell’ambiente peri-atomico.

Effetti delle radiazioni

Ionizzazione: Trasferimento di energia al nucleo che determina la formazione di ioni. Cessione di energia all’elettrone, salto dell'elettrone e ritorno al posto originario (attratto dalla positività del nucleo).

Effetti delle radiazioni in ordine cronologico:

1. Fisico: Eccitazione. Energia ceduta all'elettrone. L'effetto fisico è istantaneo.
2. Chimico: Ionizzazione. L'effetto chimico è lievemente ritardato.
3. Biologico: Danno delle radiazioni ionizzanti. L'effetto biologico si verifica con ritardi enormi (grandi tempi di latenza).

Radiazioni ionizzanti

• Capaci di causare direttamente e indirettamente la ionizzazione di atomi/molecole a cui cedere energia.
• Attraversano la materia; si può registrare la quota di energia che ha attraversato la materia.
• Radiazione:
  • Corpuscolata (Alfa o Beta)
  • Elettromagnetica (o fotonica): Attraversa molto di più il corpo umano perché è molto forte.

A parità di energia, fanno più danno i raggi alfa o beta perché rimangono intrappolati, mentre i raggi X attraversano la materia. Fonte di energia = diverso effetto. La quantità di energia influenza in modo diverso a seconda del tipo di energia e del tipo di tessuto irradiato. Alcuni radioisotopi sono anche gassosi.

Sorgente di radiazioni ionizzanti

• Esterna: La radiazione può essere interrotta (es. classico esame radiologico). Bisogna:
  • Aumentare la distanza
  • Diminuire il tempo di esposizione
  • Interporre schermatura di spessore e materiale adeguato
• Interna (incorporata all'organismo): Si trasmette una "goccia trasparente" di isotopo. Il radioisotopo somministrato non prevede la possibilità di interruzione delle radiazioni ionizzate (accumulazione in tiroide, fegato e ossa; es. ambiente nucleare/medico-sanitario).

Radiocontaminazione:

• Assorbimento cutaneo
• Introduzione con ferite
• Inalazione
• Ingestione

Bisogna seguire opportune procedure di igiene del lavoro, manipolare le sostanze all'interno di glove-box, cappa aspirante, e cercare di ridurre al minimo la probabilità di introduzione del radionuclide.

Tipi di radiazioni ionizzanti

• Macchine radiorogene: (raggi X) Imaging diagnostico, irraggiamento cellulare ecc.
• Radionuclidi: (Alfa, Beta, gamma) Marcatura di molecole, taratura strumentazione ecc.

Radiazioni ionizzanti corpuscolari

• Corpuscolari: (Alfa, Beta e protoni)
  • Hanno massa
  • Costituite da particelle sub-atomiche con elevata velocità
  • Si originano dagli orbitali elettronici
  • Poco penetranti ma