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Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 1 INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA e DOSIMETRIA Le radiazioni nucleari Interazione.

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Presentazione sul tema: "Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 1 INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA e DOSIMETRIA Le radiazioni nucleari Interazione."— Transcript della presentazione:

1 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 1 INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA e DOSIMETRIA Le radiazioni nucleari Interazione tra radiazioni e materia Effetti biologici della radiazione ionizzante Dosimetria Radioattività naturale Radioprotezione

2 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 2 Radiazione nucleare Poco penetrante, si ferma con un foglio di carta Poco penetrante, si ferma con un foglio di alluminio Molto penetrante, ha effetto ionizzante

3 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 3 Poco penetrante, si ferma con un foglio di carta Poco penetrante, si ferma con un foglio di alluminio Molto penetrante, ha effetto ionizzante Radiazione nucleare

4 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 4 Quando una radiazione raggiunge un atomo è poco probabile una interazione con il nucleo mentre è più probabile una interazione con gli elettroni Lesito dellinterazione tra elettrone e radiazione dipende dallenergia che vincola lelettrone al nucleo e dallenergia della radiazione incidente. INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA I possibili esiti sono due. 1. lelettrone ritorna sullorbitale iniziale (eccitazione) 2. lelettrone è espulso dallatomo (ionizzazione)

5 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 5 La IONIZZAZIONE modifica le proprietà e i legami elettrici dellatomo: le molecole (che nascono dalla condivisione elettronica di più atomi) si dissociano e di conseguenza si possono modificare anche le strutture molecolari più complesse. INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA La radiazione che determina ionizzazione è detta RADIAZIONE IONIZZANTE

6 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 6 ATOMI eccitazione ionizzazione MOLECOLE eccitazione ionizzazione dissociazione STRUTTURE SUB-CELLULARI blocco biosintesi effetti genetici effetti funzioni nucleo Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti CELLULE blocco della divisione effetti sul metabolismo DNA Rottura temporanea legami Rottura permanente legami ORGANI effetti sulla crescita effetti su funzioni nervose effetti su risposta umorale

7 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 7 Misura dellattività radioattiva Attività radioattiva = n. decadimenti/s (velocità di decadimento) Unità di misura SI:Becquerel 1 Bq = 1 dec/s 1 Cu = 3.7 x dec/s Tempo di dimezzamento (emivita) = tempo necessario affinchè lattività radioattiva di un campione si dimezzi; è anche il tempo dopo il quale metà dei nuclei del campione è decaduta. Anche se è completamente casuale il momento in cui un dato atomo decade, è possibile predire con buona approssimazione il tempo di dimezzamento di un grande numero di atomi. (es. pop-corn) Esempi: Tecnezio-99m (emivita 6 ore) iodio-131 (emivita 8 giorni) Kr-81m (emivita 13 secondi)Xenon-133 (emivita 5.3 giorni)

8 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 8 DOSIMETRIA misura delleffetto biologico della radiazione ionizzante Lassorbimento delle radiazioni nella materia è un processo molto vario e complesso. I parametri più importanti sono: tipo e energia della radiazione incidente natura del materiale tempo di esposizione alla radiazione

9 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 9 DOSIMETRIA Grandezze fisiche di riferimento Dose assorbita = energia assorbita per unità di massa Unità di misura = Gray, rad Dose equivalente assorbita = energia assorbita che tiene conto dei reali effetti sullorganismo Unità di misura = Sv (Sievert)

10 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 10 Grandezze fisiche di riferimento Per tener conto del tipo di organo irradiato e del tipo di radiazione si considerano anche fattori moltiplicativi: si ottiene così la dose efficace QF fotoni, elettroni protoni neutroni (varie energie) particelle alfa, nuclei pesanti Organi Gonadi Midollo osseo Colon Polmone Stomaco Vescica Mammella Fegato Esofago Tiroide Cute superfici ossee altri tessuti (tot.) totale w

11 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 11 Dallemissione... 1.Sorgente radioattiva (Attività) 2.Materiale irraggiato (Esposizione) 3.Assorbimento (Dose) 4.Danno biologico (Dose equivalente e efficace)...allassorbimento

12 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 12 Sorgenti extraterrestri (raggi cosmici) Radioattività naturale

13 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 13 Sorgenti terrestri (radionuclidi naturali) Per esempio famiglie radioattive naturali sono 238 U, 235 U, 232 Th, 40 K, 87 Rb Elementi radioattivi naturali si trovano nellatmosfera, nel sottosuolo, nelle acque, … Radioattività naturale

14 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 14 Radioattività nel corpo umano 14 Elemento Carbonio Contenuto in peso in un corpo di 70 Kg 16 Kg (23%) Radioisotopo 6 C Potassio0.140 Kg (0.02%) K Torio Uranio 0.1 mg ( %) Th 92 U Il corpo umano è una sorgente radioattiva di attività pari a circa 8000 Bq E possibile datare un composto organico in funzione dellattività del radiosotopo C 14

15 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 15 Dose da radiazioni naturali e artificiali Dosi efficaci rilasciate in alcune tipiche applicazioni (in mSv/esame) RXTAC Testa0,072 Torace0,110 Addome 0,510 Pelvi 0,810 Nelle scintigrafie la dose efficace va da 1 a 4 mSv, per la PET la dose è circa 7 mSv. fondo naturale1 mSv/anno raggi cosmici0.26 mSv/anno gas radon1.4 mSv/anno

16 Liceo scientifico Don Bosco Interazione radiazione – materia e dosimetria pag. 16 Limiti di dose annua Limiti di dose annua per radiazioni artificiali popolazione normale 1 mSv/anno lavoratori esposti 50 mSv/anno Danni per irraggiamento acuto (tempo inferiore allora) Dose (Sv) < – 1 1 – 2 2 – 3 4 – 7 > 8 Effetto nessuno lievi alterazioni sangue, raddoppio rischio leucemia e anomalie genetiche notevoli alterazioni sangue, nausea, emorragie intestinali, forte rischio leucemia e anomalie genetiche gravi emorragie, shock, stato di prostrazione morte nel 30-60% dei casi morte nel 100% dei casi


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