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 10-19 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 di radiazioni ionizzanti
- 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”.
Misurazione delle 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 Wr. A 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 W1) + (H x W2) + … A parità di “proiettile” i “bersagli” non sono tutti uguali. WT è il fattore di peso tissutale e tiene conto della diversa radiosensibilità di tessuti diversi. I tessuti radiosensibili hanno un alto WT e sono poco resistenti; i tessuti radioresistenti hanno un basso WT e sono molto resistenti (ovvero serve dose maggiore per danneggiarlo). Anche la dose efficace si misura in Sievert poiché è = dose equivalente (in Sievert) x WT (numero puro).
Il LET (Linear Energy Transfer) = trasferimento di energia lineare, cioè energia trasferita (dalla radiazione al «bersaglio») per unità di percorso; generalmente si esprime in keV/m.
- Radiazione di basso LET: radiazione “sparsamente ionizzante” (le varie deposizioni di energia nel bersaglio sono lontane tra loro).
- Radiazione di alto LET: radiazione “densamente ionizzante” (le varie deposizioni di energia nel bersaglio sono vicine tra loro).
Il LET è direttamente proporzionale al quadrato della carica della particella ionizzante (quindi le particelle con alto numero atomico Z hanno LET maggiore di quelle con basso Z) ed è inversamente proporzionale all’energia della particella ionizzante (al crescere dell’energia della particella il LET diminuisce, e viceversa).
Dove siamo esposti alle radiazioni?
Medicina:
- Diagnostica: TAC addome 10 mSv all’addome (esposiz. acuta).
- Terapia: trattamento “standard” ~ 50 Gy al tumore (in 5 settimane).
Ambiente:
- Terra: background totale.
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