Radioprotezione - Riassunto

RADIOPROTEZIONE

Radioprotezione significa protezione dalle radiazioni ionizzanti.

Ionizzare un atomo significa trasformarlo in uno ione positivo, liberando uno o più elettroni; per fare ciò bisogna compiere lavoro, dunque fornire energia.

L'energia minima di ionizzazione è pari a 13.6 eV (potenziale di ionizzazione dell'atomo di idrogeno). [1 eV= 1.6 X 10 Joule] => l'elettronVolt è l'unità di misura dell'energia; il Joule lo è nel SI.

Se gli elettroni liberati hanno ricevuto una sufficiente energia cinetica, a loro volta possono ionizzare altri atomi.

Le radiazioni ionizzanti sono delle "particelle" di energia superiori a 100 eV.

Esempi:

• Raggi X e raggi gamma sono onde elettromagnetiche (pacchetti di energia) con alta frequenza, dunque alta energia.
• Neutroni
• Particelle cariche, come elettroni (radiazioni beta), protoni, particelle alfa (ovvero i nuclei di Elio 2 protoni + 2 neutroni), ioni

Carbonio ed in generale tutte le particelle cariche "pesanti". Come si misurano le radiazioni ionizzanti? L'esposizione quantifica la ionizzazione che i raggi X o γ producono in aria. X= q/Δm con Δm= massa d'aria considerata e q= quantità di carica prodotta in aria. Nel SI l'esposizione si misura in Coulomb/Kg. La dose assorbita quantifica l'energia che è stata assorbita dalla materia durante il passaggio della radiazione ionizzante. D= dE/dm SI: J/KG -> Gray (Gy) Sappiamo però che ciò che conta ai fini degli effetti biologici è la modalità di assorbimento dell'energia, non la quantità di energia assorbita! La dose equivalente H= D x W -> rA parità di dose assorbita l'effetto biologico può essere diverso in base al tipo di radiazione ionizzante. W è il fattore di peso della radiazione e tiene conto di questa caratteristica. Alle

radiazioni meno pericolose si associano numeri più bassi, alle radiazioni più pericolose si associano numeri più alti. H si esprime in Sievert (Sv).

-fotoni (raggi x e γ), elettroni e muoni: 1

-protoni e pioni carichi: 2

-particelle , frammenti di fissione e ioni pesanti (es. carbonio): 20

La dose efficace riguarda l'intero corpo umano ed è = (H x W ) + (H x• 1 T1 2W ) + …T2

A parità di "proiettile" i "bersagli" non sono tutti uguali. W è il fattore di pesoTntissutale e tiene conto della diversa radiosensibilità di tessuti diversi.

I tessuti radiosensibili hanno un alto W e sono poco resistenti; i tessutiTradioresistenti hanno un basso W e sono molto resistenti (ovvero serve doseTmaggiore per danneggiarlo).

Anche la dose efficace si misura in Sievert poiché è = dose equivalente (inSievert) x WT (numero puro) Sievert→Il LET (Linear Energy Transfer) = trasferimento di energia lineare,

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background totale 2.9 mSv/anno total-body-Spazio: Stazione Spaziale 0.5 mSv/giorno

Radiazioni naturali...sorgenti extraterrestri raggi cosmici→• sorgenti terrestri radionuclidi (isotopi radioattivi) naturali→• -primordiali-cosmogenici

Le radiazioni naturali costituiscono circa l'80% delle radiazioni a cui siamosottoposti; il 42% circa è il gas Radon.

RADONÈ un gas nobile (il più pesante);• È 8 volte più denso dell’aria;• A temperatura ambiente è un gas incolore, inodore e insapore.

Caratteristiche fisiche: si trova un po’ ovunque nel sottosuolo, in particolare inalcune rocce (tufo, granito, porfido…).

La sua concentrazione viene misurata in Becquerel 1 Bq = 1 disintegrazione→radioattiva/secondo

Isotopi: esistono 3 tipi di isotopi Rn Rn Rn222 220 219→i tempi di dimezzamento sono diversi: Rn 3.82 giorni è il più pericoloso222 → →Rn 54.5 secondi220 →Rn

3.92 secondi219 →Il radon può essere pericoloso perché:

• è un gas nobile
• diffonde facilmente senza interagire con altre sostanze
• viene respirato e decade emettendo particelle
• può provocare danni alle cellule delle vie aeree (es. tumore ai polmoni)

Radon: il radon in Italia e nel mondo: nelle abitazioni italiane 77 Bq/m³ → valore mediolimite per radioprotezione: 500 Bq/m³ Oltre che dall'esterno le radiazioni vengono anche dall'interno del nostro organismo: carbonio, potassio... che hanno i loro isotopi C, K.¹⁴, ⁴⁰ corpo umano = sorgente radioattiva di attività 8000 Bq. RAGGI COSMICI Nello spazio viaggiano moltissime sostanze ionizzanti: protoni, ioni Elio...... e artificiali 20% (la maggior parte medicine) → Produzione dei raggi X La produzione dei raggi X avviene all'interno di un tubo vuoto; da un lato vi sono elettroni (dunque carica negativa) dall'altro un elettrodo positivo. Gli elettroni per spostarsi

Verso l'elettrodo accelerano e quando arrivano vicino devono frenare, questa energia che producono per frenare viene trasformata in raggi X.

Assorbimento dei raggi X_I = I e con μ= coefficiente di attenuazione o di assorbimento; tiene conto - x₀ del fatto che materiali diversi hanno diverso tipo di assorbimento di raggi X.

Strutture più dense (ad es. le ossa) alto valore di maggiore assorbimento lastra poco annerita.

Strutture meno dense (es. polmoni) basso valore di minore assorbimento lastra molto annerita.

Raggi gamma: impiego diagnostico radiofarmaci

• diffusione nell'organismo
• decadimento radioattivo
• rivelazione della radiazione

L'isotopo viene iniettato nel paziente e raggiunge l'organo di interesse, dopo di che viene misurata la radiazione che fuoriesce.

Radiazioni - perché proteggersi? (effetti biologici)

Effetti "stocastici" o "deterministici" (probabilistici)

Deterministici (es.: eritema cutaneo): l'effetto si verifica solo al di sopra di una certa dose-soglia

• al crescere della dose, aumenta la gravità dell'effetto

Stocastici (es.: tumore) [→ non sono mai certa che l'effetto si verifichi, né che non si verifichi]:

• non c'è dose-soglia
• al crescere della dose, aumenta la probabilità che si verifichi l'effetto
• (non la gravità dell'effetto!)

Danni al DNA

SSB: rottura di una singola elica

• la cellula controlla quale base ha di→ fronte ed inserisce la base complementare.

DSB: rottura di una doppia elica

• la cellula spesso sbaglia a riparare il→ danno poiché non ha di fronte nessuna base da controllare per capire quale sostituire nel filamento complementare.

Non vi è certezza, ma sembra che ci siano delle motor proteins che prendono i pezzi di DNA rotto e li portano in dei "centri di riparo" nel nucleo.

diminuisce proporzionalmente al quadrato della distanza.

Riduzione dei rischi da CONTAMINAZIONE INTERNA (es. contaminazione da Radon):

L'unica "difesa" è la prevenzione.

ICRP (International Commission on Radiological Protection)

È un organismo internazionale e indipendente che aggiorna le valutazioni che permettono di stimare gli effetti biologici delle varie radiazioni. Le "raccomandazioni" che emette l'organismo sono recepite dai vari Paesi che decideranno se attuarle come leggi o no.

ICRP: i tre principi

Principio di "giustificazione": un'attività umana che esponga a radiazioni va accolta solo se produce un beneficio netto e dimostrabile. [bilancio tra rischi e benefici]

Principio di "ottimizzazione": l'esposizione alle radiazioni ionizzanti deve essere mantenuta ai livelli più bassi possibili, compatibilmente con le condizioni economiche e sociali (es. se siamo in un paese povero).

lo dopo aver applicato il primo, e al terzo dopo aver applicato il secondo.