PREVENZIONE E SICUREZZA IN LABORATORIO IL RISCHIO FISICO (RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE)

MODELLO ONDULATORIO la radiazione elettromagnetica è costituita da un campo elettrico e da un campo magnetico oscillanti su due piani perpendicolari tra loro

l l = lunghezza d'onda (m) n = frequenza = numero di oscillazioni nel tempo (Hz = s-1) l n = c (velocità della luce)

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO non ionizzanti ionizzanti

SONO RADIAZIONI IONIZZANTI: radiazioni elettromagnetiche ad energia sufficientemente elevata (raggi X, raggi g, raggi cosmici, …) radiazioni corpuscolari emesse da elementi radioattivi o da reazioni stellari (particelle a, particelle b, neutroni, protoni, mesoni, …)

LE ALTRE FORME DI RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA NON HANNO ENERGIA SUFFICIENTE PER INDURRE IONIZZAZIONE (ciò non vuol dire che non esercitino alcuna azione biologica)

FONTI NATURALI DI RADIAZIONI IONIZZANTI: luce solare raggi cosmici primari e secondari (protoni, particelle a, mesoni, elettroni, fotoni, neutroni) decadimento radioattivo di nuclidi naturali (particelle a e b , raggi g)

FONTI ARTIFICIALI DI RADIAZIONI IONIZZANTI: strumenti di uso quotidiano (rilevatori di incendio, rilevatori di umidità, insegne luminose, quadranti d'orologio…) strumenti di uso industriale (rilevatori di difetti nelle saldature, apparecchi per la sterilizzazione…) strumenti di uso medico (radiologia, uso di radioisotopi sia per diagnosi che per terapia…) ricerca scientifica (uso di radioisotopi traccianti per studi di metabolismo…)

PERCHE' UN NUCLEO E' RADIOATTIVO? perché si trasforma in un altro nucleo più stabile emettendo particelle a nuclei di elio e/o elettroni o positroni particelle b e/o raggi g fotoni

hanno carica positiva doppia QUINDI LE PARTICELLE a: sono costituite da un nucleo di elio (2 protoni + 2 neutroni) hanno velocità pari al 5-7% di quella della luce (E = 4-10 MeV) hanno carica positiva doppia QUINDI sono altamente ionizzanti QUINDI hanno basso potere penetrante QUINDI sono facilmente schermabili

hanno elevato potere penetrante QUINDI sono schermabili LE PARTICELLE b: sono costituite da elettroni (b-) o da positroni (b+) (massa molto piccola) hanno velocità prossime a quella della luce (E = 0,01-2 MeV) hanno carica singola QUINDI sono ionizzanti QUINDI hanno elevato potere penetrante QUINDI sono schermabili

non hanno carica elettrica QUINDI sono indirettamente ionizzanti I RAGGI g: sono costituiti da fotoni e non hanno massa a riposo hanno velocità della luce (E = 0,03-3 MeV) non hanno carica elettrica QUINDI sono indirettamente ionizzanti QUINDI hanno elevatissimo potere penetrante QUINDI sono difficilmente schermabili

divengono ESTREMAMENTE pericolose se la sorgente è PERICOLOSITA' particelle direttamente ionizzanti (particelle a e b) interagiscono velocemente con l'ambiente, ionizzando la materia (strappando o cedendo elettroni) PERTANTO il loro percorso nella materia è assai breve e sono più o meno facilmente schermabili PERTANTO non sono pericolose se ben schermate divengono ESTREMAMENTE pericolose se la sorgente è interna all'organismo (attenzione a inalazione, ingestione, assorbimento cutaneo)

si parla di SEV = spessore emivalente PERICOLOSITA' radiazioni indirettamente ionizzanti (raggi X, raggi g, neutroni) interagiscono lentamente con l'ambiente portando la materia su uno stato elettronico eccitato che può ionizzarsi PERTANTO NON HA SENSO parlare di percorso nella materia!!!!! si parla di SEV = spessore emivalente (cm d = cm g cm-3 = g cm-2) PERTANTO sono ESTREMAMENTE pericolose sia che la sorgente sia interna che esterna all'organismo!!!

particelle a: < 10 cm aria; foglio di carta particelle b: 4 m aria; 4 cm acqua raggi g (1 MeV): SEV = 10 cm acqua, 4.9 cm calcestruzzo, 0.9 cm Pb (neutroni: acqua, calcestruzzo, paraffina)

GRANDEZZE USATE IN RADIOPROTEZIONE dose assorbita (D) si misura in Gray (Gy) = 1 joule/kg Gy s-1 = dose assorbita nell'unità di tempo (intensità o rateo di dose assorbita) dose equivalente si misura in Sievert (Sv) è il prodotto della dose assorbita per il FATTORE DI QUALITA' o di PONDERAZIONE della radiazione (Q)

(ovviamente il valore di Q dipende dalla radiazione e dalla sua energia) fotoni, elettroni 3 < Q < 11 neutroni Q = 20 particelle a (E > 1 MeV) i valori di Q hanno una base sperimentale! per i fotoni, 1 Gy = 1 Sv per particelle a, 1 Gy = 20 Sv!!!

dose equivalente efficace (E) = S (eq dose medi) x wT (fattore di ponderazione che tiene conto della diversa radiosensibilità dei tessuti) gonadi: 0.20 midollo osseo, colon, polmone, stomaco: 0.12 vescica, mammella, tiroide: 0.05 pelle, ossa: 0.01

Esposizione a sorgenti naturali, valori medi mondiali Esposizione a sorgenti naturali, valori medi mondiali. (UNSCEAR Report I, 2000) Sorgente di esposizione Dose efficace annuale (mSv) Media Intervallo tipico Radiazione cosmica Direttamente ionizzanti e fotoni Neutroni Radionuclidi cosmogenici TOTALE 0.28 0.10 0.01 0.39 0.3 – 1.0 Radiazione terrestre esterna All’aperto In luoghi chiusi TOTALE 0.07 0.41 0.48 0.3 – 0.6 Esposizione da inalazione Serie dell’uranio e del torio Radon (222Rn) Toron (220Rn) TOTALE 0.0006 1.15 0.10 1.26 0.2 – 10 Esposizione da ingestione 40K Serie dell’uranio e del torio TOTALE 0.17 0.12 0.29 0.2 – 0.8 TOTALE 2.40 1 - 10

Radiazioni direttamente ionizzanti e fotoni 1) ……280 mSv/a Dati UNSCEAR, Report I, 2000 Stima della dose efficace (valori medi mondiali) dovuta ai raggi cosmici nelle sue componenti : Radiazioni direttamente ionizzanti e fotoni 1) ……280 mSv/a Neutroni …………………………………………..100 mSv/a TOTALE ……………380 mSv/a 1)applicando un fattore di schermo indoor di 0.8 e assumendo una corrispondente occupazione del 80% del tempo Effetto altitudine Altitudine dose efficace dose efficace Equat. (mSv/h) N >50 (mSv/h) 10 km 1.5-2.5 4.0-6.0 12 km 2.0-3.5 6.0-9.0 18 km n.d. 10 –12 Effetto latitudine (a livello del mare) Latitudine radiaz dirett. neutroni ionizz. (nSv/h) (nSv/h) 80-90 32 11 60-70 32 10.9 40-50 32 7.8 20-30 30 4.0 0-10 30 3.6

ingestione penetrazione cutanea inalazione CONTAMINAZIONE la contaminazione interna si previene: ATTENZIONE A ingestione penetrazione cutanea inalazione la contaminazione esterna si previene: ATTENZIONE A schermare la sorgente aumenrate la distanza dell'operatore ridurre i tempi di esposizione

EFFETTI SULL'UOMO DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI DANNI SOMATICI DETERMINISTICI frequenza e gravità variano con la dose (è individuabile una dose-soglia) DANNI SOMATICI STOCASTICI la probabilità del danno è funzione della dose (si esclude una dose-soglia) DANNI GENETICI STOCASTICI malattie ereditarie (per ora non rilevate) (valutate in base a studi su animali)

DECRETO LEGISLATIVO 230/95 (radiazioni ionizzanti) le attività che comportano esposizione a radiazioni ionizzanti debbono essere preventivamente giustificate e periodicamente riconsiderate alla luce dei benefici che ne derivano le esposizioni alle radiazioni ionizzanti devono essere mantenute al livello più basso "ragionevolmente ottenibile" la somma delle dosi ricevute non deve superare i limiti prescritti dalla legge aree, personale e limiti di esposizione relativi devono essere classificati e segnalati con apposita segnaletica deve essere predisposto un piano per la radioprotezione

DECRETO LEGISLATIVO 381/98 (radiazioni non ionizzanti) è un DECRETO INTERMINISTERIALE (Ambiente, Sanità, Telecomunciazioni) che stabilisce i limiti massimi di esposizione a radiofrequenze e microonde (3 MHz - 300 GHz) legislazione italiana: < 6 V/m "in corrispondenza di edifici adibiti a permanenze non inferiori alle 4 ore (legislazione europea 8/6/1999: 42 V/m) restano ESCLUSE le frequenze utilizzate per il trasporto dell'energia elettrica

SONO RADIAZIONI NON IONIZZANTI: radiazioni elettromagnetiche (dai raggi UV alle onde radio) che NON posseggono energia sufficiente per provocare, direttamente o indirettamente, la ionizzazione della materia SORGENTI: ripetitori radiotelevisivi e per la telefonia mobile, linee elettriche, apparecchi laser, videoterminali, cordless e cellulari, forni a microonde, cellule fotoelettriche... effetti biologici...

radiazioni UV radiazioni IR (massimo di pericolosità a 270 nm) effetti principalmente su pelle e occhi: congiuntivite lesioni oculari eritema cancro della pelle radiazioni IR effetti principalmente termici: ipotermia colpo di calore ustioni vasodilatazione permanente

onde radio quando attraversano dei tessuti a diversa conduttività, possono produrre onde statiche in seguito a fenomeni di interfase non vi è segnale d'allarme, perchè il riscaldamento è trascurabile effetti principalmente sul Sistema Nervoso Centrale: alterazione dei riflessi condizionati, turbe neurovegetative, alterazioni caratteriali... altri danni per ora non dimostrati, ma si sta studiando il fenomeno