Medicina nucleare

METODO PER BILANCIARE LE REAZIONI NUCLEARI

La somma della carica nucleare da entrambi i lati deve essere la stessa —>

numero atomico

La somma dei numeri di massa A deve essere la stessa da entrambi i lati

EMISSIONI ALFA (α)

Per gli elementi pesanti (principalmente quelli con numero A>200), la perdita di

particelle α è un processo di stabilizzazione particolarmente importante.

Le particelle α sono nuclei di elio composti da due protoni e due neutroni, per

questo il nucleo che si genera ha sempre un numero di massa di quattro unità

inferiore e un numero atomico di due unità inferiore al nucleo originale

Quindi α= A-4; Z-2

EMISSIONI BETA (β)

0 e (particella b) -1

Se un nucleo ha più neutroni di quanto necessario per la sua stabilità, può

stabilizzarsi convertendo un neutrone in un elettrone e un protone. Il protone

rimane nel nucleo, mentre l’elettrone è emesso (particella β). Quando un nucleo

emette una particella bet varia il numero atomico(+1) ma il numero di massa

rimane uguale.

Β= A; Z-1

EMISSIONI GAMMA (γ)

L’emissione beta o alfa spesso è accompagnata da emissioni γ che avvengono

simultaneamente (fotoni ad alta energia senza né carica né massa, radiazione

elettromagnetica ad alta energia).

Quando si verifica un’emissione gamma, non si modifica né numero di massa A

né numero atomico Z, l’elemento rimane lo stesso ma il suo nucleo è in uno stato

energetico inferiore (più stabile).

EMISSIONE DI POSITRONI

Un positrone è una particella che ha la stessa massa di un elettrone ma una

carica +1 invece di -1.

L’emissione di positroni è molto più rara delle emissioni alfa e beta. Poiché un

positrone non ha massa (o relativamente piccola, come gli elettroni) il nucleo è

trasformato in un nucleo di eguale massa ma con numero atomico inferiore di

un’unità, cioè un protone del nucleo si trasforma in un neutrone ed un positrone

(Cambia identità.

Cattura elettronica un elettrone degli strati più interni viene catturato dal nucleo

e interagisce con un protone per formare un neutrone così che il numero atomico

si riduce di una unità.

Il numero di massa rimane invariato.

Comune tra i nuclei pesanti perché n=1 è più vicino al nucleo.

gli isotopi instabili che hanno più protoni che neutroni daranno molto

probabilmente decadimento b+ o cattura elettronica (un protone viene

convertito in neutrone)

❖gli isotopi instabili che hanno più neutroni che protoni probabilmente

emetteranno un elettrone (emissione beta, un neutrone viene convertito in

protone).

❖ gli isotopi molto pesanti (Z>83) subiranno probabilmente decadimento a,

perdendo sia protoni che neutroni e diminuendo il numero atomico.

Quando le particelle α, β, i raggi γ, i positroni interagiscono con la materia, gli

elettroni si allontanano dalla nuvola elettronica che circonda il nucleo atomico

generando ioni carichi positivamente a partire da atomi neutri (radiazioni

ionizzanti).

Le radiazioni ionizzanti possono essere caratterizzate mediante due misure

fisiche che si basano sull’intensità della radiazione (flusso di energia, pari al

numero delle particelle emesse per unità di tempo); sull’energia di ciascuna

particella emessa.

Intensità: si sfruttano le proprietà ionizzanti delle radiazioni e uno degli strumenti

più utilizzati è il contatore Geiger-Muller che contiene gas di elio o argon. Quando

le radiazioni ionizzano il gas, lo strumento registra l’accaduto indicando che una

corrente elettrica è passata attraverso due elettrodi, in questo modo lo

strumento conta le radiazioni una per una (particella per particella).

L’emivita nucleare (o tempo di dimezzamento, t 1/2 ) è il tempo necessario per

avere il decadimento di metà degli atomi di un radioisotopo e ha valore costante

per ogni coppia nucleo «genitore»/ nucleo «figlio». Il tempo di dimezzamento non

dipende dalla temperatura o dalla pressione o da quali altri atomi è circondato il

nucleo.

QUAL E’ L’EFFETTO DELLE RADIAZIONI SUL CORPO UMANO?

Per descrivere l’effetto delle radiazioni sul corpo, vengono usate tre tipologie di

unità : roentgen, rad e rem.

Roentgen (R): misura l’energia trasmessa da una sorgente radioattiva e quindi è

la misura dell’esposizione ad una determinata radiazione. Non tiene però in

considerazione l’effetto della radiazione sul tessuto e il fatto che differenti tessuti

assorbono quantità diverse di radiazioni.

Rad (Radiation absorbed dose): è la misura della radiazione assorbita

proveniente dalla sorgente radioattiva. L’unità di misura del SI è il gray (Gy) dove

1 Gy=100 rad

Rem (radiation equivalent mam o Roentgen equivalente uomo): è la misura

dell’effetto della radiazione quando un soggetto assorbe 1 roentgen (dose

equivalente). L’introduzione del Rem è stata necessaria perché il danno di un

tessuto dipende dal tipo di radiazione, quindi il rem misura il danno biologico per

1 rad di energia assorbita

RADIOTERAPIA

L’utilizzo in medicina di isotopi radioattivi trova una grande applicazione in

diagnostica per immagini e nella cura delle malattie (radioterapia).

- diagnostica per immagini (IMAGING):

1) Un elemento radioattivo(somministrato puro o sottosopra discomposto )

siconcentra

nel tessuto di cui si vuole ricostruire l’immagine

2) Un metodo per quantificare la radiazione proveniente dalla sorgente

radioattiva e per registrare la sua intensità e localizzazione

3) Un computer per processare i dati di intensità/localizzazione e trasformarli in

un’immagine utile

Un isotopo radioattivo si comporta (chimicamente e metabolicamente) come un

isotopo non radioattivo

 Raggi X che attraversano il corpo e la radiazione in uscita si registra su

una pellicola