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Radon Raggi X Prodotti di consumo Energia Nucleare Depositi Radioattivi Medicina nucleare Radiazione solare Raggi Cosmici Radiazione terrestre alimentazione.

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Presentazione sul tema: "Radon Raggi X Prodotti di consumo Energia Nucleare Depositi Radioattivi Medicina nucleare Radiazione solare Raggi Cosmici Radiazione terrestre alimentazione."— Transcript della presentazione:

1 Radon Raggi X Prodotti di consumo Energia Nucleare Depositi Radioattivi Medicina nucleare Radiazione solare Raggi Cosmici Radiazione terrestre alimentazione     Siamo in un mondo radioattivo …

2 La dose efficace media annua dovuta a radiazioni in Italia è 2.8 mSv

3 Ischia, isola Radon-attiva

4 Il Radon è un gas nobile radioattivo, prodotto dal decadimento del Radio, che a sua volta proviene dal decadimento dell’Uranio. Il Radon è incolore ed inodore, solubile in acqua. Si diffonde attraverso le rocce ed il terreno. Decade con un tempo di dimezzamento (in cui la quantità di materia si dimezza)d i circa 4 giorni originando discendenti radioattivi solidi. Il Radon è dannoso a causa dei prodotti di disintegrazione che, quando vengono inalati, con la respirazione si fissano negli alveoli polmonari.

5 Il decadimento alfa Una particella  contiene 2 protoni e 2 neutroni molto ionizzante e modesta capacità di penetrazione nella materia:

6 il Radon ed i suoi figli … Uranium E9 y Uranium E9 y Radium y Radium y Radon days emettitore alfa Radon days emettitore alfa Lead min (RaB) emettitore beta Lead min (RaB) emettitore beta Polonium min (RaA) emettitore alfa Polonium min (RaA) emettitore alfa Polonium  sec (RaC’) emettitore alfa Polonium  sec (RaC’) emettitore alfa Bismuth min (RaC) emettitore beta Bismuth min (RaC) emettitore beta Lead y (RaD) emettitore beta Lead y (RaD) emettitore beta

7 Il radon è un gas nobile presente prevalentemente nel sottosuolo. Il gas è libero di muoversi nello spazio poroso presente nelle rocce uranifere di origine vulcanica e attraverso le acque sotterranee. A causa del suo tempo di dimezzamento di circa 4 giorni può percorrere, prima di trasformarsi, lunghe distanze fino ad arrivare a contatto diretto con la superficie e di qui raggiunge le abitazioni. Anche i materiali usati nelle costruzioni, che contengono percentuali variabili di Rn 222, in funzione della loro granulometria, possono contribuire in modo significativo ad incrementare la concentrazione di Radon negli edifici.

8 Dosimetria delle radiazioni Oltre all’esposizione al fondo naturale di radiazioni

9 Dosimetria del radon Per le misure della concentrazione di radon in aria l’unità di misura usata è : il Bq/mc bequerel per metro cubo, che sta ad indicare il numero di disintegrazioni nucleari al secondo, contenute in un metro cubo d’aria. La norma italiana (DM 241/2000) prevede una concentrazione massima di 400 Bq/mc all’interno degli edifici con obbligo di bonifica oltre i 500. Nota la concentrazione di radon in un ambiente chiuso, in Bq/mc, si utilizza un fattore di conversione di 20 microSv/anno per ogni Bq/m3 In tale stima si tiene conto di una frazione di tempo di permanenza medio all’interno degli edifici di 0.8 e di un fattore di equilibrio F tra Il fattore di equilibrio F è il rapporto tra la concentrazione di radon in equilibrio radioattivo con una combinazione dei suoi figli Maggiore è il valore di F, maggiore è l’equivalente di dose efficace perché maggiore è la presenza nell’ambiente dei prodotti di decadimento del radon.

10 Ischia, isola Radon-attiva

11 Alcuni effetti biologici delle radiazioni ionizzanti …

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13 W.H.O. ( World Health Organization) HANDBOOK ON INDOOR RADON (2010) Epidemiological studies confirm that radon in homes increases the risk of lung cancer in the general population. Other health effects of radon have not consistently been demonstrated. The proportion of all lung cancers linked to radon is estimated to lie between 3% and 14%, depending on the average radon concentration in the country and on the method of calculation. Radon is the second most important cause of lung cancer after smoking in many countries. Radon is much more likely to cause lung cancer in people who smoke, or who have smoked in the past, than in lifelong non-smokers. However, it is the primary cause of lung cancer among people who have never smoked.

14 There is no known threshold concentration below which radon exposure presents no risk. Even low concentrations of radon can result in a small increase in the risk of lung cancer. 5. CONCLUSIONI del ICRP n. 115 del 2010 (55) The present review and analysis of the epidemiology of radon leads to the following conclusions: … studies of residential radon exposures that radon and its progeny can cause lung cancer. For solid tumours other than lung cancer, and also for leukaemia … The three pooled residential case–control studies in Europe, North America, and China gave similar results and showed that the risk of lung cancer increases by at least 8% for an increase in radon concentration of 100 Bq/m3 (Lubin et al., 2004; Darby et al., 2005; Krewski et al., 2006).

15 Rapporto sul Rischio di tumore polmonare attribuibile all’esposizione al radon nelle abitazioni italiane (2010): Vengono riportati i risultati di 3 analisi “pooled”: di Lubin 2004 Cina; di Darby 2005 Europa; di Bochicchio 2005 Italia) Le 3 analisi messe insieme hanno dato risultati compatibili Il rischio osservato aumenta linearmente con la concentrazione di Rn su 30 anni di esposizione con un incremento di rischio relativo di 8% ogni 100Bq/mc Stime casi annui di tumore polmonare attribuibile all’esposizione al Rn in door: Rischio cancro polmonare attribuibile al radon in Italia regionecasi osservatistima percentualeintervallo confidenza Lazio312116%6-27% Lombardia571815%5-26% Friuli V.G.77514%5-23% Campania282213%5-23% Piemonte281610%3-18% Calabria6654%1-7%

16 Rischio cancro polmonare fumatori-non fumatori Come è noto il rischio di contrarre cancro polmonare è molto più elevato per i fumatori rispetto ai non fumatori il rischio è infatti quasi proporzionale al numero di sigarette fumate (Fonte N.I.H. USA 2012) Fonte : ARPAT (Toscana 2012) il rischio di tumore polmonare per esposizione a Rn di un fumatore è fino a 25 volte maggiore di un non fumatore. Fonte: Bochicchio, ISS 2004 la probabilità di avere un tumore polmonare separatamente per i non fumatori e i fumatori, prendendo come riferimento una persona di 75 anni esposta continuativamente ad una concentrazione media di Rn(100, 400, 800Bq/mc), è: Bq/mc......Non fumatori......Fumatori (0.5%) (12%) (0.7%) (16%) (0.9%) (22%)

17 Ischia, isola Radon-attiva

18 Rivelatori a stato solido I tipi più usati sono i diodi di Si e di Ge e sono impiegati per la spettrometria delle radiazioni X e gamma. Un rivelatore di questo tipo richiede di essere mantenuto sotto vuoto e alla temperatura di 77 °K, con azoto liquido. Il raffreddamento è necessario per ridurre il rumore termico. Il segnale del rivelatore viene amplificato fino a volte, raggiungendo impulsi fino a 10 V. I segnali vengono selezionati attraverso un circuito elettronico che raccoglie gli impulsi aventi tensioni entro una finestra predefinita (analizzatore multicanale). Gli analizzatori multicanale contengono in genere tra i canali, ognuno dei quali opera come singolo canale entro la finestra di tensione. Il segnale di ogni canale viene conteggiato e ciò consente la registrazione dei conteggi e la loro energia. Un software specifico provvede al controllo operativo e all’acquisizione e all’elaborazione dei dati sperimentali. spettro

19 Rivelatori a gas Sono basati sulla misura della corrente generata dalla ionizzazione degli atomi di un gas causata dalle radiazioni che lo attraversano. Per ogni fotone o particella carica (  si formano coppie di ioni (ioni gassosi positivi ed elettroni), questi ultimi vengono raccolti da un campo. Il valore della tensione applicata tra anodo o catodo, permette di realizzare rivelatori dalle caratteristiche diverse: le camere a ionizzazione, i contatori proporzionali e i contatori Geiger La corrente di ionizzazione può essere misurata con strumenti molto sensibili (microamperometri) e da informazioni sul numero delle particelle rilevate ed eventualmente sull’energia.

20 Fotomoltiplicatori Un rivelatore a scintillazione è costituito da un cristallo scintillatore, a forma di cilindro retto con una delle basi rivolta verso il catodo di un fotomoltiplicatore, o collegato ad esso attraverso un opportuno contatto ottico che favorisca la trasmissione della luce Nei contatori a scintillazione vengono contati i fotoni emessi da alcune sostanze luminescenti, come i cristalli di NaI, eccitati per il bombardamento con raggi X, o altre particelle (  Il numero dei fotoni raccolti dal fotomoltiplicatore, trasformati in impulsi elettrici, amplificati e analizzati, è proporzionale all’energia delle radiazioni incidenti. Ne consegue che, accoppiando il contatore ad un analizzatore d’impulsi, si può ottenere lo spettro di energia delle radiazioni rivelate.

21 I rivelatori a traccia (CR-39 o LR-115) Sfruttano il potere ionizzante delle particelle  che danneggiano le molecole del materiale dielettrico (plastiche) lungo la loro traiettoria e lasciano delle tracce di dimensioni nanometriche le tracce si rendono visibili ad un microscopio ottico mediante un attacco chimico con soluzione fortemente corrosiva durante l’esposizione dopo l‘attacco chimico Dal conteggio del numero di tracce per unità di superficie si risale alla concentazione di Radon.

22 I canestri di carbonio attivo Il canestro a carbone attivo è una scatola metallica cilindrica contenente i carboni attivi che assorbono il radon presente nell'aria. Dopo un tempo di esposizione, dell'ordine di qualche giorno, i canestri, che assorbono il radon ma non lo rivelano, vengono sottoposti per la lettura ad un'analisi spettrometrica. Dai risultati dell'analisi spettrale, conoscendo il tempo di esposizione e i fattori di calibrazione si risale alla concentrazione relativa al periodo di esposizione. La tecnica dei carboni attivi è adatta a misure di concentrazioni modeste di Rn Il principale inconveniente è la forte dipendenza dalle condizioni ambientali di temperatura e di umidità.

23 L’ elettrete (o E-perm) è costituito da una piccola camera in contatto con l’aria, qui il radon ed i suoi discendenti vengono a contatto con la superficie esposta di un disco di teflon precedentemente elettrizzato. Le radiazioni emesse dal Rn e dai figli, ionizzando, producono cariche in grado di scaricare parzialmente la superficie del teflon entro l’elettrete. Il potenziale della pellicola elettrizzata viene misurato da un elettrometro. Elettreti L’elettrometro consente quindi di misurare il potenziale in volt della pellicola di teflon, prima e dopo l’esposizione di alcuni giorni dell’elettrete. Dai volt di scarica della pellicola, attraverso opportuni fattori di calibrazione,si ha la concentrazione di Rn. A seconda della dimensione della camera e della configurazione scelta, questi rivelatori possono essere utilizzati sia per esposizioni brevi (qualche giorno), sia per esposizioni dell’ordine dei mesi.

24 Gli elettreti danno una risposta abbastanza affidabile su concentrazioni non modeste e risultano invece poco sensibili per basse concentrazioni. Gli elettreti nella configurazione utilizzata SST (camera grande + esposizione short time) danno risposte attendibili in 3- 7 gg. Abbiamo constatato che la caduta di tensione degli elettreti ha un andamento abbastanza lineare. Inoltre le misure di controllo con esposizione di tre giorni hanno dato valori stabili nei limiti dell’errore. Quindi l’esposizione 3 – 5 gg garantisce una risposta sufficientemente lineare col tempo.

25 Ischia, isola Radon-attiva

26 Regione/Provin cia autonoma Rn-222 Media aritmeti ca ± STD Abitazioni >200 Bq/m 3 Abitazioni >400 Bq/m 3 Bq/m 3 % Piemonte69 ± 32,10,7 V.d'Aosta44 ± 400 Lombardia111 ± 38,42,2 Bolzano-70 ± 85,70 Trento49 ± 41,30 Veneto58 ± 21,90,3 Friuli V.G.99 ± 89,64,8 Liguria38 ± 20,50 Emilia-Romagna44 ± 10,80 Toscana48 ± 21,20 Umbria58 ± 51,40 Marche29 ± 20,40 Lazio119 ± 612,23,4 Abruzzo60 ± 64,90 Molise43 ± 600 Campania95 ± 36,20,3 Puglia52 ± 21,60 Basilicata30 ± 200 Calabria25 ± 20,60 Sicilia35 ± 100 Sardegna64 ± 42,40 MEDIA pesata per popolazione regionale 70 ± 14,10,9 Fonte : Bochicchio F et alii "Results of the National Survey on Radon Indoors in the all the 21 Italian Regions " Proceedings of Radon in the Living Environment Workshop, Atene, Aprile 1999 Prov Comuni della TOSCANA N° ABBq/m 3 % > 100 Bq/m 3 % > 200 Bq/m 3 % > 300 Bq/m 3 SI Abbadia San Salvatore %36%19% GRArcidosso %22%9% LUBagni di Lucca512446%20%10% GRCapalbio518155%34%23% LICapraia Isola208427%7%2% PTCutigliano516757%31%19% MSFivizzano58027%7%2% GRIsola del Giglio %27%15% LIMarciana %25%16% LIMarciana Marina %13%6% GRMassa Marittima325051%38%31% PI Montecatini Val di Cecina %22%15% ARMontemignaio717550%29%19% GRMontieri109029%9%4% SIPiancastagnaio %38%23% LUPiazza al Serchio319252%37%29% PTPiteglio %12%5% GRPitigliano %24%7% SISan Quirico d'Orcia5140% GRSanta Fiora %42%26% GRSorano %50%33% MSZeri69830%11%5% Concentrazioni di Rn in abitazioni italiane per regione ed in toscana Fonte : Rapporto ARPAT 2010 sulle concentrazioni di Rn nelle abitazioni e nei luoghi di lavoro

27 Concentrazioni di Rn in abitazioni in tufo ed in cemento armato … Le concentrazioni di Rn nelle abitazioni costruite con materiale tufaceo hanno un valore in media più alto di un fattore 1,4 rispetto a quelle in cemento armato.

28 conc. Rn Bq/mc ds sede v. M. Mazzella aula PCp. terra archivio " aule "36632 auleI° piano28217 sede Lacco Ameno lab informatico sotterraneo68382 lab inglese "33622 auleI° piano18718 aulepiano terra525 sede v. Morgioni auleP rialzato10730 laboratorioP rialzato aula magnaP sotterraneo8714 Concentrazioni di Rn nel Liceo Statale Ischia misure effettuate tra con elettreti - RL115

29 Concentrazioni di Rn in edifici pubblici Comune Ischia (2009)

30 Concentrazioni di Rn in abitazioni dell’ isola d’Ischia ( misure ) codice localitàconf.piano conc. Rn( Bq/mc)errore % C1 ISCHIALSTI C2 "SLTI C3 "SSTI C4 "SSTI C5 "LSTI26416 D1 "LSTT65811 D2 "LSTT24213 D3 BARANOLSTST71611 D4 FORIOLSTT45511 D5 CASAMICCIOLALSTST29013 D6 FORIOLLTT23617 D7 CASAMICCIOLALSTT29815 D8 "LSTT38412 D9 FORIOLSTT71011 D10 FORIOLSTI24814 D11 BARANOLLTT34814 D12 "LLTI21119 D13 ISCHIALSTII12523 E1 CASAMICCIOLALSTT17931 E2 LACCO AMENOLSTI29117 E3 BARANOLSTII20428 E4 FORIOLSTT25820 E5 ISCHIALSTI16816 E6 LACCO AMENOLLTII13622 E7 BARANOLLTST E8 BARANOLLTST865 E9 ISCHIALLTST37712 F1 CASAMICCIOLALSTI F2 CASAMICCIOLASSTI F3 BARANOSLTT57011 F4 BARANOLSTI43013 F5 BARANOLSTT31615 F6 ISCHIALLTT34913 G1 ISCHIALSTT39513 G2 "LSTT21317 G3 "LSTT27015 G4 "LSTT26715 F1 "LSTII27021 F2 "LSTI47014 La concentrazione media di Rn in abitazioni isolane poste a piano terra o interrato è stata 370 Bq/mc La concentrazione media di Rn in abitazioni isolane poste ai piani superiori è stata 194 Bq/mc

31 In this study, the indoor radon concentrations have been measured in 93 dwellings of the Penisola Sorrentina, using LR115 detectors. The detectors were placed in the bedrooms and living rooms for two consecutive semesters starting from December 2010 to December The annual average indoor radon concentrations vary from 25 to 722 Bq/mc, with a mean value of 132 Bq/mc. (Fonte : Roca et alii - Oxford University Press 2013) La media delle concentrazioni di Rn nelle abitazioni isolane misurate tra il nel corso del progetto Envirad Ischia su un campione di 40 casi è risultato di 247 Bq/mc ( il doppio della media campana). Misure nella Biblioteca Antoniana Ischia 2010 : Aula centrale - concentrazione Rn = 272 ± 31 Bq/mc II aula interna a sn ingresso “ = 315 ± 45 Bq/mc Concentrazioni di Rn in abitazioni - isola d’Ischia ( ) In Campania i valori di concentrazione media in door di radon sono maggiori della media nazionale e risultano di 97 Bq/mc (contro i 70 Bq/mc della media nazionale). (Fonte : Roca 1995)

32 Un caso particolare: il quartiere CIERCO a FORIO ABITAZIONI FORIO LocalePianoConcentr. (Bq/m 3 ) Errore Casa Co1 (in tufo)Piano terra25018 Casa Co2 (in tufo)Primo piano29619 Casa Co3 (in tufo)Adiac. roccia tufo p.t Casa Mi1 (cemento)Primo piano34922 Casa Ca1 (cemento)Piano terra38723 Casa Ca2 (cemento)I.p. adiac. roccia tufo51129 Casa Ca3 (cemento)Adiac. roccia tufo p.t La concentrazione media di radon misurata è maggiore di un fattore 1,6 di quella rilevata tra le abitazioni isolane. Pur trattandosi di valori piuttosto alti, in realtà ci saremmo aspettati risultati ancora più preoccupanti in considerazione delle condizioni estreme per scarsa ventilazione e immediata adiacenza a rocce di tufo verde. La ragione di ciò risiede nel fatto che non tutto il radon contenuto nella struttura a cella delle rocce porose, viene ceduto all’esterno.

33 Studi recenti, condotti da ricercatori campani (Roca et alii), hanno dimostrato che campioni di tufo di diversa provenienza presentano delle notevoli differenze sia nelle concentrazioni di radon nelle celle, sia nei rispettivi coefficienti di emanazione. Tipo di tufo222Rn in cell (Bq kg-1) Coefficiente di emanazione Giallo napoletano 670,734 Verde dell’isola d’ischia 11,30,157 Coefficiente di emanazione del tufo

34 Ischia, isola Radon-attiva

35 Presenza di Radon nelle acque termali isolane localitàsorgentetipo di acque concentrazione Radon in acqua Ischia PortoFornello Fontanasalse111 Bq/litro "Terme Militari"167 CasamicciolaGurgitiellosalse bromo iodiche969 Scioli"938 Lacco AmenoS.Restituta"2800 Hotel S.Montanosalse1100 Terme Augustosalse magnesiache762 S. AngeloAphroditesalse bromo-magnesiache800 localitàsorgente concentrazione Rn Meranoterme di Merano2035 Bq/litro Lurisiasorgenti Garbarino23300 Per confronto vediamo altre sorgenti italiane …

36 Esposizione al Rn nelle terme ischitane L’ esposizione in ambiente termale è molto legata all’uso dell’ acqua MISURE ESEGUITE nelle A.T.C.: nelle cabine misurate concentrazioni di Rn in aria Bq/mc (dipende molto dalle condizioni di ventilazione locale) nell’idromassaggio concentrazioni di Rn in aria tra Bq/mc (quasi il 50% del Rn in acqua si libera per azione meccanica) nella piscina (al chiuso) concentrazioni di Rn in aria tra Bq/mc ( dopo 5 gg dal ricambio dell’acqua la concentrazione si dimezza, successivamente si stabilizzano i valori minimi indicati)

37 Dose di esposizione al Radon dei lavoratori delle terme d’ Ischia La stima della dose equivalente annua per il personale lavoratore: nelle cabine la media (su 4 anni di misure) è 3,7 mSv/anno ( tra 2,7 – 4,8 mSv/anno) nell’idromassaggio la media (su 4 anni di misure) è 4,1 mSv/anno ( tra 3,4 – 4,4 mSv/anno) nella piscina (al chiuso) la media (su 4 anni di misure) è 2,3 mSv/anno ( tra 2,2 – 2,4 mSv/anno) La dose efficace media annua dovuta a radiazioni in Italia è 2.8 mSv /anno.

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39 Interventi di bonifica del Radon Possibili interventi di bonifica: il + banale : aumentare la ventilazione dei locali accrescendone i ricambi d’aria; sistema efficace per modeste concentrazioni Il più economico : estrazione forzata dell’aria dai locali da bonificare ma con concentrazioni non elevate meno economico: accrescere l’isolamento del suolo migliorando la ventilazione del vespaio (anche con un sistema forzato) riesce ad abbattere considerevolmente le concentrazioni alternativa valida (soprattutto se non si dispone di un vespaio) è la depressurizzazione del suolo.

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42 Un intervento di bonifica del Rn nella sede del liceo di v. M.Mazzella: Il pavimento originario poggiava su un esile massetto senza alcun solaio a terra, quindi la bonifica ha richiesto: 1.Rimozione del pavimento esistente e del vecchio massetto (quasi inesistente) 2.Posa in opera di una maglia di ferro elettrosaldata 3.Nuovo massetto di dimensioni adeguate 4.Applicazione della vernice radonstop (sia sul pavimento sia sulle pareti) 5.Applicazione del nuovo pavimento Dal confronto dei dati delle concentrazioni di radon prima e dopo l’intervento con la vernice Radonstop abbiamo constatato un abbattimento di circa il 50%.

43 Ischia, isola Radon-attiva

44 Un’interessante anomalia fu registrata a Vulcano nel 1981 dovuta ad una crescita della pressione in profondità associata ad intrusione magmatica. Anomalie sono state anche registrate presso i maggiori complessi vulcanici (Hawai, Piton de la Fournaise, Etna, El Chichon, Campi Flegrei, ecc…). Prima dei disastrosi terremoti di Taskent del 1966 e 1967, vi furono vistose anomalie di Rn registrate in pozzi profondi di una vasta area attorno alla zona epicentrale. Il terremoto di Kobe (magnitudo 7.2 profondità 14 Km) avvenne sotto il mare tra Kobe e l’isola di Awaji il 17 gennaio del Fu dimostrato che i cambiamenti nella concentrazione di radon dell’atmosfera osservati prima del terremoto del 1995 possono essere un valido precursore dei terremoti.

45 In questi ultimi anni sono stati isolati i meccanismi fisici nelle rocce responsabili delle anomalie (diminuzione – aumento) nell’emissione di radon osservati sul terreno prima di eventi sismici o vulcanici. Le rocce hanno un contenuto variabile di porosità, alcune, come basalti o graniti contengono piccolissime cavità, sottoposte a un carico daranno luogo ad un aumento di emissione del radon. In aree vulcaniche (in presenza di tufi) ed in zone di faglia, le rocce contengono un’alta percentuale di vuoti, spesso superiore anche al 30%. Queste sottoposte a carico ‘imploderanno’ per poi fratturarsi, quindi il rilascio di radon, prima diminuisce per poi aumentare rispetto al suo valore di fondo. Grazie ad un adeguato monitoraggio del radon e degli altri segnali precursori con una adeguata conoscenza del contesto geologico, è possibile individuare segnali premonitori, con bassi margini di errore. (Vinciguerra - ING e Università Roma 3 – 2010) Campi Flegrei Vesuvio Vulcano Etna

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