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Gli effetti delle radiazioni ionizzanti sulluomo e sullambiente Pistoia, Palazzo Dei Vescovi,19 luglio 2005 D.ssa Patrizia Bartolini.

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1 Gli effetti delle radiazioni ionizzanti sulluomo e sullambiente Pistoia, Palazzo Dei Vescovi,19 luglio 2005 D.ssa Patrizia Bartolini

2 CHE COSE LA RADIOATTIVITA La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei, non stabili, si trasformano in altri emettendo particelle La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei, non stabili, si trasformano in altri emettendo particelle La radioattività non è stata inventata dalluomo, anzi al contrario luomo è esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla terra. La radioattività è presente ovunque: nelle stelle, nella terra e nei nostri stessi corpi. La radioattività non è stata inventata dalluomo, anzi al contrario luomo è esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla terra. La radioattività è presente ovunque: nelle stelle, nella terra e nei nostri stessi corpi.

3 In natura esistono 90 elementi (dallidrogeno, il più leggero, alluranio il più pesante) e circa 270 isotopi. Oltre agli isotopi da sempre presenti in natura (isotopi naturali), esistono oggi un gran numero di isotopi artificiali, cioè prodotti dalluomo (es. il plutonio usato come combustibile nelle centrali nucleari, il cobalto usato in radioterapia) In natura esistono 90 elementi (dallidrogeno, il più leggero, alluranio il più pesante) e circa 270 isotopi. Oltre agli isotopi da sempre presenti in natura (isotopi naturali), esistono oggi un gran numero di isotopi artificiali, cioè prodotti dalluomo (es. il plutonio usato come combustibile nelle centrali nucleari, il cobalto usato in radioterapia) Alcuni isotopi naturali e quasi tutti quelli artificiali sono instabili, presentano cioè dei nuclei instabili a causa di un eccesso di protoni e/o neutroni. Tale instabilità provoca la trasformazione spontanea in altri isotopi e questa trasformazione si accompagna con lemissione di particelle (radioattività) Alcuni isotopi naturali e quasi tutti quelli artificiali sono instabili, presentano cioè dei nuclei instabili a causa di un eccesso di protoni e/o neutroni. Tale instabilità provoca la trasformazione spontanea in altri isotopi e questa trasformazione si accompagna con lemissione di particelle (radioattività)

4 Capire le radiazioni Esistono tre diversi tipi di decadimenti radioattivi che si differenziano per il tipo di particella emessa. Le particelle emesse vengono indicate con il nome generico di radiazioni: Radiazioni Alfa: sono nuclei dellatomo di Elio, vengono assorbite molto facilmente, pochi cm. di aria o un foglio di carta riescono ad arrestarle. Radiazioni Alfa: sono nuclei dellatomo di Elio, vengono assorbite molto facilmente, pochi cm. di aria o un foglio di carta riescono ad arrestarle. Radiazioni Beta: sono elettroni (carica negativa) emesse dal nucleo degli atomi delle sostanze radioattive. Sono 100 volte più penetranti della Alfa. Radiazioni Beta: sono elettroni (carica negativa) emesse dal nucleo degli atomi delle sostanze radioattive. Sono 100 volte più penetranti della Alfa. Radiazioni Gamma e Raggi X : sono onde elettromagnetiche (originano da cariche elettriche in movimento, predette dalle equazioni di Maxwell- 1879). Radiazioni Gamma e Raggi X : sono onde elettromagnetiche (originano da cariche elettriche in movimento, predette dalle equazioni di Maxwell- 1879). Due caratteristiche fondamentali per capire limpatto sulle strutture biologiche sono rappresentate dal fatto che le onde elettromagnetiche trasportano Energia e Quantità di moto.

5 Effetti delle radiazioni ionizzanti Le radiazioni prodotte dai radioisotopi interagiscono con la materia vivente con cui vengono in contatto, trasferendovi energia attraverso serie di collisioni casuali con atomi e molecole causando la formazione di ioni e radicali liberi. Esse pertanto sono definite ionizzanti. Le radiazioni prodotte dai radioisotopi interagiscono con la materia vivente con cui vengono in contatto, trasferendovi energia attraverso serie di collisioni casuali con atomi e molecole causando la formazione di ioni e radicali liberi. Esse pertanto sono definite ionizzanti.

6 ONDE ELETTROMAGNETICHE FrequenzaLunghezza Energia (eV) Denominazione Da <30 hz a 3 khz Da > km a 100 km A Energia elettrica e telefonia Da 3 khz a 30 khz Da 100 km a 10 km Da a VLF Da 30 khz a 300 khz Da 10 km a 1 km Da a LF Da a 300 khz a 3Mhz Da 1 km a 100 m Da a MF Da 3 Mhz a 30 Mhz Da 100m a 10 m Da a HF Da 30 Mhz a 300Mhz Da 10 m a 1 m Da a VHF Da 300 Mhz a 3 Ghz Da 1 m a 100 mm Da a Microonde UHF Da 3 Ghz a 30 Ghz Da 100 mm a 10 mm Da a Microonde SHF Da 30 Ghz a 300 Ghz Da 10 mm a 1 mm Da a Microonde EHF Da 300 Ghz a 4*10 14 hz Da 1 mm a 750 nm Da a 1,5 Infrarosso Da4*10 14 hz a 8,5*10 14 hz Da 750 nm a 350 nm Da 1,5 a 3,5 Luce visibile Da8,5*10 14 hz a 3*10 16 hz Da 350 nm a 10 nm Da 3,5 a 10 2 Ultravioletto Da 3*10 16 hz a 3*10 19 hz Da 10 nm a nm Da 10 2 a 10 5 Raggi x Da 3*10 19 hz a 3*10 22 hz Da nm a nm Da 10 5 a 10 8 Raggi y Da 3*10 22 hz a 3*10 23 hz Da nm a nm da 10 8 a 10 9 Radiazioni cosmiche

7 Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti I processi di ionizzazione sono la causa principale degli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Generalmente sono più sensibili le cellule in divisione. I processi di ionizzazione sono la causa principale degli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Generalmente sono più sensibili le cellule in divisione. Le radiazioni ionizzanti vengono infatti impiegate per il trattamento dei tumori poiché le cellule tumorali, dato che proliferano rapidamente, sono più sensibili di quelle dei tessuti vicini le cui cellule non si riproducono. Le radiazioni ionizzanti vengono infatti impiegate per il trattamento dei tumori poiché le cellule tumorali, dato che proliferano rapidamente, sono più sensibili di quelle dei tessuti vicini le cui cellule non si riproducono. E comunque bene ricordare che le radiazioni, pur costituendo un mezzo impiegato per la cura dei tumori,possono a loro volta provocarli. E comunque bene ricordare che le radiazioni, pur costituendo un mezzo impiegato per la cura dei tumori,possono a loro volta provocarli.

8 Se vogliamo definire gli effetti biologici delle radiazioni didatticamente possiamo distinguere un effetto deterministico ( acuto, certo): radiodermite, eritemi cutanei, necrosi della pelle, opacità osservabili del cristallino e cataratta, sterilità temporanea o permanente, depressione dellemopoiesi ed altre. La loro gravità dipende dalla sensibilità del tessuto e dellindividuo e aumenta con la dose assorbita. Se vogliamo definire gli effetti biologici delle radiazioni didatticamente possiamo distinguere un effetto deterministico ( acuto, certo): radiodermite, eritemi cutanei, necrosi della pelle, opacità osservabili del cristallino e cataratta, sterilità temporanea o permanente, depressione dellemopoiesi ed altre. La loro gravità dipende dalla sensibilità del tessuto e dellindividuo e aumenta con la dose assorbita.

9 Il secondo effetto è quello stocastico (a lungo termine): leucemie, tumori solidi, mutazioni geniche; aberrazioni cromosomiche e malattie ereditarie. Sono i danni a carico del materiale genetico. Questi danni sono aspecifici e si manifestano dopo anni dallesposizione. Il secondo effetto è quello stocastico (a lungo termine): leucemie, tumori solidi, mutazioni geniche; aberrazioni cromosomiche e malattie ereditarie. Sono i danni a carico del materiale genetico. Questi danni sono aspecifici e si manifestano dopo anni dallesposizione. Le alterazioni della struttura del materiale genetico vengono generalmente attribuite ad un effetto diretto sul DNA ed ad un effetto indiretto, dovuto alla produzione di ioni e radicali liberi. Le alterazioni della struttura del materiale genetico vengono generalmente attribuite ad un effetto diretto sul DNA ed ad un effetto indiretto, dovuto alla produzione di ioni e radicali liberi. Inoltre la frequenza della loro insorgenza ( il rischio) è proporzionale alla dose assorbita complessivamente anche in tempi successivi e sembra non richiedere il superamento di una dose soglia. ( ipotesi del danno cumulativo lineare senza soglia). Inoltre la frequenza della loro insorgenza ( il rischio) è proporzionale alla dose assorbita complessivamente anche in tempi successivi e sembra non richiedere il superamento di una dose soglia. ( ipotesi del danno cumulativo lineare senza soglia).

10 Il fatto che non esista una dose soglia significa che, qualunque dose ricevuta anche piccolissima, aumenta il rischio di comparsa di geni sfavorevoli, dato che la maggior parte delle mutazioni sono dannose. Il fatto che non esista una dose soglia significa che, qualunque dose ricevuta anche piccolissima, aumenta il rischio di comparsa di geni sfavorevoli, dato che la maggior parte delle mutazioni sono dannose. Il lungo tempo di latenza dei rischi stocastici li rende meno significativi rispetto al beneficio ottenuto quando ad essere esposti sono persone anziane (anche in procedure diagnostiche o terapeutiche mediche), mentre il rischio aumenta in soggetti giovani per i quali occorre porre estrema attenzione per la riduzione della dose. Il lungo tempo di latenza dei rischi stocastici li rende meno significativi rispetto al beneficio ottenuto quando ad essere esposti sono persone anziane (anche in procedure diagnostiche o terapeutiche mediche), mentre il rischio aumenta in soggetti giovani per i quali occorre porre estrema attenzione per la riduzione della dose.

11 CONCLUSIONI Le radiazioni ionizzanti ci circondano ovunque, sia nelle nostre abitazioni sia per lesteso uso delle apparecchiature che le impiegano. Poiché la dose alla popolazione può essere significativa e addirittura, in talune situazioni, superiore ai valori ritenuti di sicurezza, devono essere adottate le adeguate precauzioni. Le radiazioni ionizzanti ci circondano ovunque, sia nelle nostre abitazioni sia per lesteso uso delle apparecchiature che le impiegano. Poiché la dose alla popolazione può essere significativa e addirittura, in talune situazioni, superiore ai valori ritenuti di sicurezza, devono essere adottate le adeguate precauzioni. Ad esempio per le radiazioni di origine naturale è necessario adottare delle precauzioni, tra cui la quantificazione della presenza del radon negli ambienti chiusi, che è obbligatoria nei luoghi di lavoro interrati, nelle terme ecc. Si auspica che, quanto prima, anche in Italia venga adottata una campagna rivolta alle abitazioni civili e che, come in altri paesi europei, il cittadino sia indirizzato alla verifica della concentrazione di radon nelle proprie abitazioni. Ad esempio per le radiazioni di origine naturale è necessario adottare delle precauzioni, tra cui la quantificazione della presenza del radon negli ambienti chiusi, che è obbligatoria nei luoghi di lavoro interrati, nelle terme ecc. Si auspica che, quanto prima, anche in Italia venga adottata una campagna rivolta alle abitazioni civili e che, come in altri paesi europei, il cittadino sia indirizzato alla verifica della concentrazione di radon nelle proprie abitazioni. In campo medico è necessario adottare invece un programma il cui obiettivo sia quello di ottimizzare luso delle radiazioni mediche (benefici/rischi). In campo medico è necessario adottare invece un programma il cui obiettivo sia quello di ottimizzare luso delle radiazioni mediche (benefici/rischi).

12 Dose efficace annuale mediamente assorbita dalla popolazione italiana e stima e del potenziale rischio calcolato sulla base dei coefficienti di rischio proposti da ICRP Fonte di Irradiazione Dose efficace mSv/a Fonte UNSCEAR 2000 Casi/anno Decessi stimati Effetti non fatali Effetti genetici Totale Raggi cosmici 0, Radiazione terrestre naturale 0, Interna (principalmente radon) 1, Ingestione0, Totale radiazione naturale 2, Test nucleari in atmosfera 0, Incidente di Chernobyl 0, Produzione energia nucleare 0, Esposizioni mediche 1, TOTALE GENERALE 3,

13 CONCLUSIONI Dallanalisi della tabella emerge che, nellanno 2000, la dose efficace annuale assorbita mediamente dal cittadino italiano è di 3,7 Msv, di cui circa il 65% (2,4 Msv) è dovuto alle radiazioni di origine naturale ed il rimanente è dovuto ad attività umane. Dallanalisi della tabella emerge che, nellanno 2000, la dose efficace annuale assorbita mediamente dal cittadino italiano è di 3,7 Msv, di cui circa il 65% (2,4 Msv) è dovuto alle radiazioni di origine naturale ed il rimanente è dovuto ad attività umane.


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