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Radiazioni Ionizzanti Generalità. 2 Radiazione Con il termine radiazione si intende descrivere una forma di trasferimento dellenergia nello spazio. Radiazioni.

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Presentazione sul tema: "Radiazioni Ionizzanti Generalità. 2 Radiazione Con il termine radiazione si intende descrivere una forma di trasferimento dellenergia nello spazio. Radiazioni."— Transcript della presentazione:

1 Radiazioni Ionizzanti Generalità

2 2 Radiazione Con il termine radiazione si intende descrivere una forma di trasferimento dellenergia nello spazio. Radiazioni Ionizzanti Radiazioni capaci di causare ionizzazione negli atomi del mezzo che attraversano

3 3 Radiazioni Ionizzanti In base alla natura Elettromagnetiche: raggi x, raggi γ Corpuscolate: raggi α, protoni, neutroni. In base al meccanismo di ionizzazione Direttamente ionizzanti Indirettamente ionizzanti

4 4 Radiazioni Corpuscolate: Particelle atomiche o subatomiche (alfa, elettroni e protoni) che trasportano energia in forma di energia cinetica di una massa in movimento. Radiazioni Elettromagnetiche Lenergia è trasportata per mezzo di onde e.m. che percorrono lo spazio alla velocità della luce.

5 5 Isotopi Vengono definiti isotopi gli atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni. Gli isotopi possono essere stabili o instabili (radioattivi), in ogni caso, essendo forme dello stesso elemento, posseggono identiche caratteristiche chimiche. La stabilità dipende dal rapporto tra protoni e neutroni del nucleo dellatomo. Gli isotopi instabili riacquistano stabilità mediante lemissione di una particella carica dal nucleo (radioattività o decadimento radioattivo)

6 6 Il nucleo atomico Modello del nucleo a nucleoni Dato un cero elemento, numero atomico Z Nucleo formato da Z protoni + N neutroni A = Z + N numero di massa Z caratterizza lelemento A caratterizza lisotopo Massa del neutrone circa 0.1% maggiore della massa del protone

7 7 Unità di misura 1 eV = energia acquistata da un elettrone nellattraversare la differenza di potenziale di 1 Volt 1 eV = 1.6 x J 1 keV = 10 3 eV 1 MeV = 10 6 eV

8 8 Radiazione elettro-magnetica Onda elettromagnetica piana: T periodo (s) n frequenza (Hz) n n = 1/T lunghezza donda (m) c velocità di propagazione (m/s) nel vuoto: c = 3 x 10 8 m/s l n = c

9 9 Spettro delle radiazioni elettromagnetiche

10 10 Ionizzazione La ionizzazione degli atomi della materia irradiata è legata alla liberazione degli elettroni orbitali dai legami energetici con i rispettivi nuclei; le radiazioni ionizzanti devono quindi possedere energia sufficiente ad impartire agli elettroni del materiale irradiato energia cinetica sufficiente a metterli in movimento come elettroni veloci (ionizzazione primaria). Gli elettroni liberati hanno sufficiente energia cinetica per produrre, a loro volta, altre ionizzazioni (ionizzazione secondaria) perdendo progressivamente leccesso di energia cinetica fino a ritornare ad uno stato di quiescenza.

11 11 Assorbimento di energia = h EcEc WiWi e = W i + E c Assorbimento di un fotone ionizzazione WiWi = h WjWj Assorbimento di un fotone eccitazione = W i – W j

12 12 Emissione di energia WiWi WjWj = W i – W j Emissione di un fotone di fluorescenza WiWi WjWj WxWx E c = (W i – W j ) – W x EcEc Emissione di un elettrone Auger

13 13 Interazione delle R.I. con la materia Le particelle alfa (nuclei di Elio), attraversando la materia con massa elevata e doppia carica elettrica positiva esercitano lungo il loro percorso una rilevante forza di attrazione sugli elettroni orbitali degli atomi. Questa attrazione può strappare via uno o più di questi elettroni (ionizzazione) con perdita di parte dellenergia della particella. A causa della loro massa le particelle alfa si muovono in modo relativamente lento e cedono tutta la loro energia in tragitti brevi, densi e rettilinei (radiazioni ad alto let). Percorso massimo di una particella alfa: –Pochi cm in aria –Pochi m nel tessuto vivente (non superano lo strato corneo dellepidermide)

14 14 Interazione delle particelle alfa con la materia La radiazione alfa non rappresenta un rischio per contaminazione esterna (tutta la radiazione è assorbita dallo strato corneo) Linalazione e lingestione di un alfa-emettitore rappresenta un serio pericolo (es. gas radon)

15 15 Interazione delle R.I. con la materia Le particelle beta, (elettroni) a causa della loro piccola massa e della carica elettrica negativa, vengono continuamente deviate nel loro percorso dagli elettroni degli atomi che attraversano. Il percorso delle particelle beta è tortuoso allinterno della materia.

16 16 Interazione delle radiazioni elettromagnetiche con la materia Le radiazioni di natura elettromagnetica (raggi x, raggi gamma) hanno basso Let e bassa intensità di ionizzazione per cui penetrano profondamente nella materia vivente. La loro pericolosità è sia per irradiazione esterna, sia per contaminazione interna.

17 17 Interazione delle particelle beta con la materia Le particelle beta hanno un comportamento intermedio tra le alfa e le elettromagnetiche, penetrando per una lunghezza intermedia allinterno della materia. Risultano pericolose per contaminazione esterna sulla cute (radiodermite) ed interna o incorporazione in organi specifici (es. radioiodio per la tiroide)

18 18 Capacità di penetrazione

19 Principali grandezze ed unità dosimetriche

20 20 Attività radioattiva Attività radioattiva = n. decadimenti/s ( velocità di decadimento) Unità di misura SI: becquerel 1 Bq = 1/s 1 Bq = 1 decadimento al secondo unità troppo piccola Unità pratica: curie: attività di 1g di radio (decadimento : 234 Ra 230 Rn, =1620 anni) 1 Cu = Bq

21 21 Dose assorbita (D) Energia media assorbita nellunità di massa D = E/ m D = dose assorbita E = energia ceduta dalla radiazione m = massa Lunità di misura della dose assorbita è il Gray 1 Gray = 1 Joule/Kg = 100 rad Ai fini radoprotezionistici la dose assorbita (D) indica la dose media in un tessuto o in un organo

22 22 Dose equivalente (H) Dose assorbita media in un tessuto od in un organo T ponderata in base al tipo ed alla qualità della radiazione Ht = D x Wr D = dose assorbita Wr = fattore di ponderazione della radiazione Lunità di misura della dose assorbita è il Sievert 1 Sievert = 1 Joule/Kg = 100 rem

23 23 Fattori di peso per le radiazioni

24 24 Dose efficace (E) Somma delle dosi equivalenti ponderate nei tessuti e negli organi E = Ht x Wt Ht = dose equivalente media allorgano o tessuto t Wt = fattore di ponderazione per lorgano o tessuto t Lunità di misura della dose efficace è il Sievert

25 25 Fattori di peso per organi e tessuti

26 26 Dose Impegnata Dose ricevuta da un organo o da un tessuto in un determinato periodo di tempo, in seguito allintroduzione di radionuclidi E determinata dal tipo di radiazione emessa e dal tempo di dimezzamento (T1/2 effettivo) di uno specifico isotopo.

27 27 Dallirraggiatore allirraggiato: sintesi Dallemissione......allassorbimento Sorgente radioattiva Attività becquerel, curie Materiale irraggiato Esposizione C/kg, röntgen Assorbimento Dose assorbita gray, rad Danno biologico Dose equivalente/efficace sievert, rem

28 28 Gli effetti biologici dipendono da...

29 29 Radiazioni naturali e artificiali


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