Radioprotezione per esposti A cura di Sandro SANDRI ENEA GSP ION IRP Istituto per la Radioprotezione CR Frascati

Sommario SORGENTI DI RADIAZIONI IONIZZANTI DOSIMETRIA DELLE RADIAZIONI RADIOPROTEZIONE COMPITI E RESPONSABILITA’ CLASSIFICAZIONE DI LAVORATORI E AREE AUTORIZZAZIONE DELLE PRATICHE IMPIANTI A FRASCATI PROBLEMATICHE DI RADIOPROTEZIONE A cura di Sandro SANDRI

Tipi di radiazione A cura di Sandro SANDRI I tipi di radiazione conosciuti si possono dividere in corpuscolari e elettromagnetiche. Le prime hanno normalmente una massa non nulla e possono essere assimilate allo spostamento di corpi microscopici (particelle) che nella maggior parte dei casi sono costituenti dell’atomo, come protoni, elettroni, neutroni, ecc., ma possono anche essere corpuscoli creati in reazioni particolari come muoni, pioni, ecc. A cura di Sandro SANDRI

Emissioni da radioisotopi beta + beta - alfa L’emissione di radiazioni ionizzanti da un radioisotopo può avvenire in seguito a quattro processi principali: decadimento beta (+ o -), decadimento alfa ed emissione gamma. Nel primo caso si ha la trasformazione di un protone (neutrone) del nucleo in neutrone (protone) con l’emissione di un elettrone positivo (negativo) e di un neutrino (antineutrino); nel secondo il nucleo emette una particella alfa formata da due protoni e da due neutroni (nucleo dell’elio); l’emissione gamma infine è sucessiva ad altri decadimenti e consiste nell’emissione di una radiazione non corpuscolata. gamma A cura di Sandro SANDRI

Radioattività e Decadimento T1/2 = t Ln(2) Ogni nucleo di un radioisotopo si trasforma in seguito al decadimento e all’emissione di radiazione nel nucleo di un altro elemento o comunque si porta in un diverso stato dal quale non è più in grado di emettere la stessa radiazione emessa in precedenza. Si dice pertanto che nel tempo si ha un decadimento radioattivo e la massa del radioisotopo iniziale (N0) diminuisce gradualmente. Il tempo nel quale la massa radioattiva si dimezza è tipico dell’isotopo considerato ed è chiamato appunto “tempo di dimezzamento” A cura di Sandro SANDRI

Radioattività e sua misura Analogamente diminuisce il numero di emissioni o decadimenti nell’unità di tempo ovvero l’Attività (A) della materia radioattiva L’andamento di questa diminuzione nel tempo è di tipo esponenziale (A(t)=A0 exp(-t/)). Il tempo necessario affichè l’attività si dimezzi è detto tempo di dimezzamento (T1/2) ed è caratteristico dell’isotopo considerato. L’unità di misura dell’attività è il bequerel. A cura di Sandro SANDRI

Produzione di neutroni negli acceleratori In seguito a reazioni di tipo g , n (risonanza gigante) D , T > a , n In seguito a reazioni nucleari provocate da particelle accelerate La produzione di neutroni avviene più o meno intenzionalmente anche negli acceleratori di particelle. É molto comune negli acceleratori di protoni o particelle cariche pesanti anche a basse energie di accelerazione. Tipica è la produzione di neutroni dovuta alla fusione deuterio-trizio. Neutroni sono anche prodotti negli acceleratori di elettroni quando l’energia supera 12-15 MeV a causa delle reazioni gamma-n, questa reazione è favorita intorno a particolari valori di energia dove si hanno delle “risonanze giganti” ovvero elevate probabilità di accadimento. A cura di Sandro SANDRI

Produzione di neutroni nei reattori nucleari FISSIONE FUSIONE I neutroni sono prodotti durante le reazioni di fusione e fissione nucleare. Nel secondo caso sono i responsabili della reazione a catena. La reazione di fusione più considerata per la produzione di neutroni è quella che avviene tra deuterio e trizio con formazione di elio. A cura di Sandro SANDRI

Esposizione esterna ed interna La sorgente è esterna al corpo. Le radiazioni più penetranti sono le più pericolose (X, gamma, neutroni) Esposizione interna: La sorgente è introdotta nel corpo. Le radiazioni meno penetranti sono le più pericolose (beta, alfa, ioni) L’esposizione nei luoghi di lavoro può avvenire per irradiazione dall’esterno o per irradiazione dall’interno del corpo successiva ad introduzione di sostanze radioattive. Per controllare l’esposizione interna è necessario mantenere la pulizia riducendo al minimo la contaminazione di atmosfera, liquidi e superfici, in modo da evitare introduzione accidentale di radioisotopi per ingestione, inalazione o altra via. Occorre tenere presente che ad esempio la radiazione alfa, innocua dall’esterno, diventa particolarmente pericolosa se emessa da una sorgente interna in quanto entra subito in contatto con tessuti vitali e quindi sensibili all’effetto delle radiazioni. A cura di Sandro SANDRI

Le grandezze dosimetriche Grandezza Unità del SI Vecchia unità Equivalenza Attività bequerel (Bq) curie (Ci) 1 Bq = 2,7x10-11 Ci Tempo di dimezzamento unità di tempo = Esposizione coulomb/kg (C/kg) rontgen 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg Intensità di esposizione rontgen/ora (R/h) Dose assorbita gray (Gy) rad (rad) 1 Gy = 100 rad Intensità di dose assorbita gray (Gy/h) rad/ora (rad/h) 1 Gy/ora = 100 rad/ora Dose equivalente sievert (Sv) rem (rem) 1 Sv = 100 rem Intensità di dose equivalente sievert/ora (Sv/h) rem/ora (rem/h) 1 Sv/ora = 100 rem/ora Dose efficace Intensità di doseefficace Dose collettiva sievert-persona rem-persona 1 Sv-p = 100 rem-p Negli ultimi anni si è verificata una importante revisione delle unità di misura associate alle grandezze dosimetriche. In particolare si è passati dai curie (Ci) ai bequerel (Bq) come unità di misura della radiaottività e dai rem ai sievert (Sv) per misurare la dose equivalente. Contemporaneamente sono cambiate tutte le altre unità e attualmente le nuove dimensioni sono impiegate in quasi tutto il mondo ad esclusione forse degli Stati Uniti dove si usano ancora i vecchi simboli. A cura di Sandro SANDRI

Le grandezze dosimetriche Dose assorbita energia assorbita per unità di massa unità di misura è il gray (Gy) 1 Gy = assorbimento di 1 J di energia radiante per kg di materia (1J/kg) Dose equivalente e Dose efficace dose assorbita nei tessuti moltiplicata per opportuni fattori correttivi esprimono la probabilità di effetti dannosi per esposizioni a bassi livelli unità di misura è il sievert (Sv). Le grandezze dosimetriche più importanti sono sicuramente la dose assorbita e la dose equivalente La prima si misura in gray (Gy) e la seconda in sievert (Sv). La dose assorbita rappresenta un parametro fisico mentre la dose equivalente esprime l’effetto biologico della radiazione sul corpo. A cura di Sandro SANDRI

Le grandezze dosimetriche Dosi assorbite agli organi (gray) Fattori di peso Della radiazione Dosi equivalenti Agli organi (sievert) Fattori di peso Per i tessuti Dose efficace (sievert) Si passa dalla dose assorbita agli organi alle dosi equivalenti negli organi stessi applicando i fattori di peso specifici per la radiazione interagente. Applicando poi a questo dato i fattori di peso dei tessuti o organi interessati e sommando si ottiene la dose efficace al corpo intero. A cura di Sandro SANDRI

Misurare le radiazioni Tipo di radiazione Strumenti adeguati X, gamma e beta Camera a ionizzazione Contatore proporzionale Contatore Geiger-Muller Particelle cariche, alfa Barriera di superficie Camere a finestra sottile Neutroni Contatori a BF3 Contatori a He Una stima del valore delle grandezze citate può essere effettuata tramite misure condotte con strumentazione specifica per ogni situazione. Gli strumenti portatili più versatili sono sicuramente le camere a ionizzazione nelle loro diverse varianti ma non sempre sono adeguate per la misura dei campi di radiazione dovuti a particelle cariche pesanti e a neutroni. In questi ultimi casi si devono impiegare strumenti specifici come diodi a barriera di superficie e contatori a BF3 (rem-counter). A cura di Sandro SANDRI

Alcuni strumenti disponibili A cura di Sandro SANDRI

I dosimetri Tipo di radiazione Dosimetri passivi X, gamma e beta Emulsione fotografica Termoluminescenza (TLD) Neutroni TLD ad Albedo Tracce nucleari (CR 39) Quando è necessario utilizzare dispositivi di misura di dimensioni particolarmente contenute si ricorre ai dosimetri. Oggi questi possono essere anche di tipo attivo, forniscono cioè la risposta direttamente mentre sono esposti alla radiazione da misurare. I più diffusi sono ancora i dosimetri passiviper la loro maggiore affidabilità e per le difficoltà nella loro manipolazione. I sistemi più utilizzati oggi nella dosimetria passiva sono la termoluminescenza e le tracce nucleari. A cura di Sandro SANDRI

Radioprotezione in pratica Progettazione di impianti e attrezzature Organizzazione e gestione Informazione e formazione Limitazione e controllo dell’esposizione dei lavoratori Limitazione e controllo dei rifiuti radioattivi Limitazione e controllo dell’esposizione del pubblico Pianificazione e gestione di emergenze Predisposizione e gestione di strumenti In pratica con il termine radioprotezione si intende un insieme di azioni ed interventi che si verificano nelle fasi di progetto, installazione, esercizio ed emergenza, atte a proteggere gli individui (in particolare i lavoratori) dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti. A cura di Sandro SANDRI

D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: Responsabilità DATORE DI LAVORO MEDICO AUTORIZZATO ESPERTO QUALIFICATO DIRIGENTI PREPOSTI La procedure di radioprotezione sono regolate da normative internazionali, europee e nazionali. In Italia sono state recepite le più recenti direttive europee in materia e oggi il decreto legislativo 230 del 1995 con le successive modifiche ed integrazioni è la legge nazionale sovrana nell’impiego pacifico delle radiazioni ionizzanti. Il decreto indica innanzi tutto le responsabilità dinanzi alla legge e identifica il datore di lavoro come primo responsabile. Il datore di lavoro è coadiuvato da medico autorizzato/competente e dall’esperto qualificato, che a loro volta hanno responsabilità dirette di fronte alla legge. Infine anche i dirigenti, i preposti e gli stessi lavoratori hanno responsabilità di fronte alla legge. LAVORATORI A cura di Sandro SANDRI

Art. 68: Obblighi dei Lavoratori osservare le disposizioni impartite; usare dpi e dosimetri forniti; segnalare malfunzionamenti; segnalare condizioni di pericolo; non alterare dispositivi di sicurezza; non fare azioni che compromettano la sicurezza; sottoporsi alla prescritta sorveglianza medica; A cura di Sandro SANDRI

Altre attività prima e durante I lavoratori che svolgono, per più datori di lavoro, attività che li espongano al rischio da radiazioni ionizzanti, devono rendere edotto ciascun datore di lavoro delle attività svolte presso gli altri. Analoga dichiarazione deve essere resa per eventuali attività pregresse. I lavoratori esterni sono tenuti ad esibire il libretto personale di radioprotezione all'esercente le zone controllate prima di effettuare le prestazioni per le quali sono stati chiamati. A cura di Sandro SANDRI

D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: classificazione lavoratori popolazione Una delle attribuzioni principali dell’esperto qualificato riguarda l’obbligo di indicare la classificazione del personale potenzialmente esposto a radiazioni ionizzanti. Per ottemperare a questa attribuzione l’esperto qualificato ha la possibilità di indicare tre tipi di classificazione: 1) non esposto, 2) esposto di categoria B e 3) esposto di categoria A. Sono non esposti coloro che non sono soggetti a superare il limite valido per la popolazione di 1 mSv all’anno, sono esposti di cat. B coloro che possono superare 1 mSv/a ma che non superano i 6 mSv/a e infine sono esposti di cat. A i lavoratori che possono superare 6 mSv/a ma che naturalmente non superano il limite per i lavoratori di 20 mSv/a. Cat. B 1 6 20 Cat. A Limite di dose efficace annua (mSv) A cura di Sandro SANDRI

Limiti di dose individuali D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: limiti Limiti di dose individuali Dose (annua) efficace o equivalente: Lavoratori mSv/anno Popolazione efficace 20 1 equivalente cristallino 150 15 equivalente pelle 500 50 equivalente mani e piedi I limiti individuali sono comunque riferiti anche a parti del corpo. In particolare la legge vigente dispone che siano rispettati limiti particolari per l’equivalente di dose a cristallino, pelle, mani e piedi. Questi limiti sono numericamente più elevati di quello relativo alla dose efficace e per i lavoratori sono rispettivamente 150 mSv/a, 500 mSv/a e 500 mSv/a. Per individui della popolazione i valori limite per gli stessi organi sono pari a 1/10 dei valori precedenti A cura di Sandro SANDRI

D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: classificazione zone Acceleratore 6 mSv/a < D < 20 mSv/a Zona Controllata Altra importante attribuzione dell’esperto qualificato riguarda la classificazione delle zone in base al rischio di esposizione alle radiazioni ionizzanti. I principi di classificazioni sono analoghi a quelli indicati per i lavoratori: la zona è sorvegliata se vi è la possibilità che sia superato 1 mSv/a mentre è controllata quando vi è la possibilità che siano superati i 6 mSv/a. Naturalmente in tutti i casi non si devono superare i 20 mSv/a che rappresentano il limite estremo per i lavoratori esposti. 1 mSv/a < D < 6 mSv/a Zona Sorvegliata Zona Libera A cura di Sandro SANDRI

Le segnalazioni Generica Contaminazione Irradiazione esterna Il rischio di esposizione è segnalato con specifici cartelli di forma triangolare che hanno come simbolo principale una ventola nera a tre pale su sfondo giallo. La segnalazione può essere poi arricchita da due diverse simbologie indicanti rispettivamente il rischio di esposizione esterna o il rischio di esposizione interna da contaminazione radioattiva. A cura di Sandro SANDRI

D.Lgs. 230/95 e s.m.i.: autorizzazioni Comunicazione Preventiva di pratiche (art. 22) (CP) N.O. di Categoria B (art. 28) (NOB) N.O. di Categoria A (art. 29) (NOA) La radioprotezione deve comunque iniziare nella fase di progettazione e per garantire questo la legge vigente richiede procedure particolari per l’ottenimento dell’autorizzazione ad effettuare una pratica con il rischio di esposizione alle radiazioni ionizzanti. Quando la pratica riguarda reattori nucleari o impianti a questi collegati la procedura di autorizzazione è naturalmente molto severa ed articolata, ma anche negli altri casi è necessario seguire procedure autorizzative rigide ed esigenti in termini di sicurezza. Gli impianti diversi dai reattori nucleari devono essere autorizzati o dall’amministrazione centrale (Nulla Osta di Cat. A) o da quella locale (Nulla Osta di Cat. B). Per macchine ed impianti minori non è richiesto NO ma una semplice comunicazione preventiva. A cura di Sandro SANDRI

Esenzione totale se… Radioisotopi al di sotto di certe caratteristiche => Allegato I D.Lgs. 230/95 e s.m.i. tubi, valvole e apparecchiature in genere, che accelerino particelle elementari cariche con energie: 1) non superiori superiori a 30 KeV; 2) tra 5 KeV e 30 KeV, l'intensità dell'equivalente di dose, in condizioni normali di funzionamento, deve essere inferiore 1 µSv/h a una distanza di 0,1 m da qualsiasi punto della superficie esterna dell'apparecchiatura; tubi catodici in apparecchiature che forniscono immagini visive, quando l'intensità dell'equivalente di dose, in condizioni normali di funzionamento, sia inferiore a 5 µSv/h a una distanza di 0,05 m da qualsiasi punto della superficie esterna. A cura di Sandro SANDRI

CP: quando è sufficiente Radioisotopi con certe caratteristiche => Allegato IX D.Lgs. 230/95 e s.m.i. Macchine radiogene energia < 200 keV produzione di neutroni < 104 n/s A cura di Sandro SANDRI

CP: a chi e come inviarla 30 giorni prima a: Comando provinciale dei vigili del fuoco Organi del Servizio sanitario nazionale e se di loro competenza: Agenzie regionali Ispettorato provinciale del lavoro Comandante di porto Ufficio di sanità marittima Agenzie delle province autonome A cura di Sandro SANDRI

NOB: quando è sufficiente Radioisotopi con certe caratteristiche Acceleratori di elettroni non > 25 MeV Emissione di neutroni non > 107 n/s A cura di Sandro SANDRI

NOB: a chi e come richiederlo Istanza documentata AUSL Nulla Osta Cat. B Comando Provinciale VVFF Prefetto Ispettorato Provinciale Lavoro A cura di Sandro SANDRI

NOA: a chi e come richiederlo Istanza documentata ANPA Nulla Osta Cat. A Regione Ministero Sanità Ministero Attività Produttive Ministero Lavoro ISPESL Ministero Ambiente Ministero INterni VVFF A cura di Sandro SANDRI

Acquisto di radioisotopi e/o macchine radiogene a Frascati L’Unità richiedente è tenuta a: Compilare il MODULO prescritto Allegarlo alla proposta d’acquisto debitamente firmato anche dall’Esperto Qualificato incaricato. I Servizi Approvvigionamento sono tenuti a: dare corso solo a proposte accompagnate dal modulo compilato e firmato. Inviare copia del modulo al SPP A cura di Sandro SANDRI

Arrivo del materiale Il Magazzino Centrale è tenuto a: Comunicare il ricevimento all’acquirente, entro due giorni Effettuare la consegna solo su esibizione del modulo prescritto Inviare copia del modulo, con la data di arrivo del materiale, all’unità IRP L’unità IRP, quando necessario, informa e predispone già al momento della proposta d’acquisto: Bozza della lettera di denuncia a MAP e ANPA Schede tecniche da allegare L’invio deve avvenire a cura dell’esercente entro 5 gg dall’arrivo A cura di Sandro SANDRI

Acquisto radoisotopi DATI RIFERITI ALLA SORGENTE Radioisotopo/i contenuto/i nella sorgente (es.: Co-60, Cs-137): ______________________ Se contenuta in dispositivo/strumento darne chiara identificazione: __________________ ____________________________________________________________________________ Tipologia della sorgente (sigillata o non sigillata): _________________________________ Stato Fisico (solido, liquido, gassoso): __________________________________________ Attività presunta alla data di arrivo (es.: 3,7 106 Bq, 2,4 105 Bq): _______________________ Destinazione d’uso (es.: taratura strumenti): _______________________________________ Principale ambiente di utilizzo (es. F50012): _______________________________________ Se impiegata presso impianto autorizzato indicare quale (es.: FTU, FNG): ______________ Breve descrizione di eventuale nuova attività: _____________________________________ ____________________________________________________________________________ DATI RIFERITI ALL’ACQUIRENTE Unità richiedente l’acquisto: __________________________________________________ Responsabile dell’unità: __________________________________________________ Macrostruttura di appartenenza:________________________________________________ Responsabile della Macrostruttura:_____________________________________________ Responsabile Unità (data e firma) Responsabile Macrostruttura VISTO: L’Esperto Qualificato A cura di Sandro SANDRI

Acquisto macchine radiogene DATI RIFERITI ALLA MACCHINA RADIOGENA Denominazione: ____________­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________________ Tipo di particelle accelerate: ___________________________________________________ Tensione di accelerazione delle particelle (o tensione del tubo RX):___________________ Intensità di corrente media: ____________________________________________________ Potenza di fascio _____________________________________________________________ Produce intenzionalmente radiazione RX ?: _______________________________________ Principale ambiente di utilizzo (es. F50012): _______________________________________ Se impiegata presso impianto autorizzato indicare quale (es.: FTU, FNG): ______________ Breve descrizione di motivazioni e modalità di impiego______________________________ _____________________________________________________________________________ DATI RIFERITI ALL’ACQUIRENTE Unità richiedente l’acquisto: __________________________________________________ Responsabile dell’unità: __________________________________________________ Macrostruttura di appartenenza:________________________________________________ Responsabile della Macrostruttura:_____________________________________________ Responsabile Unità (data e firma) Responsabile Macrostruttura VISTO: L’Esperto Qualificato A cura di Sandro SANDRI

Radioprotezione al CR Frascati Radioisotopi Frascati Tokamak Upgrade (FTU) Frascati Neutron Generator (FNG) Acceleratori di media e bassa energia ed. 30: Linac, microtrone, racetrack, altre macchine in prova o in installazione A cura di Sandro SANDRI

Rischi radiologici a FTU Per i lavoratori Durante il funzionamento: neutroni x e gamma A macchina spenta x e gamma da attivazione Per gli altri nessun rischio neppure in caso di incidente A cura di Sandro SANDRI

Rischi radiologici a FNG Per i lavoratori Durante il funzionamento: neutroni x e gamma dispersione di trizio A macchina spenta x e gamma da attivazione contaminazione da trizio Per gli altri nessun rischio neppure in caso di incidente A cura di Sandro SANDRI

Rischi radiologici nell’ed. 30 Per i lavoratori Durante il funzionamento: neutroni x e gamma A macchine spente x e gamma da attivazione Per gli altri nessun rischio neppure in caso di incidente A cura di Sandro SANDRI