Corso di formazione in radioprotezione (ex D.Lgs. 230/95 e ss.mm.ii.) Lidia Strigari Laboratorio di Fisica Medica e Sistemi Esperti AULA CONVERSI 21 marzo 2012 ore 14:00 – 16:00

indice Radiazioni Ionizzanti Sorgenti naturali/Sorgenti artificiali Irradiazione esterna ed interna Effetti sull’uomo I principi della radioprotezione La normativa Lavorare in sicurezza Radioprotezione operativa

Radiazioni Ionizzanti Le radiazioni ionizzanti sono quelle radiazioni dotate di sufficiente energia da poter ionizzare gli atomi (o le molecole) con i quali vengono a contatto.

protoni alfa a beta b fotoni (X, g) neutroni DIRETTAMENTE IONIZZANTI LE RADIAZIONI IONIZZANTI: sono in grado di ionizzare la materia che attraversano Si dicono: DIRETTAMENTE IONIZZANTI le particelle cariche in grado di produrre ionizzazione per collisione nella materia INDIRETTAMENTE IONIZZANTI le particelle prive di carica elettrica che interagendo con la materia possono mettere in moto particelle direttamente ionizzanti protoni alfa a beta b fotoni (X, g) neutroni

RAD. DIRETTAMENTE IONIZZANTI: CORPUSCOLARI PARTICELLA a: è composta da due neutroni e due protoni ha carica positiva il suo percorso e la sua penetrazione sono molto ridotti è fermata, generalmente, da un foglio di carta è pericolosa solo se introdotta nell’organismo, poiché ha grande forza di ionizzazione PARTICELLA b: è costituita da un elettrone emesso da un nucleo che si disintegra ha carica negativa il suo percorso e la sua penetrazione sono maggiori di quelle alfa è fermata generalmente da uno spessore di 2,5 cm di legno è pericolosa anche per irradiazione esterna

RAD. INDIRETTAMENTE IONIZZANTI radiazioni X ,g: sono di natura elettromagnetica si muovono alla velocità della luce hanno un’alta capacità di penetrazione tale da danneggiare parti profonde del corpo e corredo genetico sono fermate da spessori di piombo o cemento neutroni: sono di natura corpuscolare sono emessi nella disintegrazione di alcuni elementi prodotti artificialmente e nella fissione nucleare causano l’emissione di raggi g, protoni ionizzanti, … rendono radioattivi alcuni elementi stabili

Spettro elettromagnetico

Radioisotopi

Sorgenti naturali/Sorgenti artificiali Sorgenti di radiazioni Sorgenti naturali Le sorgenti terrestri costituiscono più dei cinque sesti dell’equivalente di dose efficace ricevuto ogni anno da ogni singolo individuo per lo più attraverso l’irradiazione interna.

TUBO A RAGGI X

Diagnostica/Terapia TC multistrato retrospective gating PET/TC Procedure interventistiche Simulazione & Radioterapia + Informazione + dose + TCP

CT Computer Tomography Tecnica diagnostica introdotta nel 1973 da Hounsfield: un nuovo modo di individuare e curare il cancro

Medicina nucleare: utilità terapia diagnosi

Radioterapia

Ciclotrone

Acceleratori lineari fisse Locali mobili radiazione secondaria neutronica e fotonica fisse Locali mobili

Rischi ambientali AAPM Report n. 53 (1995) AAPM Report n. 53 (1995)

La radiazione cosmica

Radon È un gas: radioattivo, incolore, inodore, insapore, presente naturalmente nel suolo L’Uranio agisce come una sorgente permanente di gas Radon, che, pertanto, come il suo progenitore, è presente sulla Terra sin dalle sue origini.

A livello mondiale si stima che il 50% dell’esposizione è dovuta al gas Radon-222

Po Pb Bi Pb Po Bi Pb Po Rn Ra U 210 206 210 210 214 214 214 218 222 226 238 Ra U

Radiazione terrestre

Contributo dei materiali da costruzione

EQUIVALENTE DI DOSE EFFICACE ANNUALE RICEVUTO IN MEDIA IN ITALIA

Ottimizzare … Non è possibile “ridurre a zero” l’esposizione: Il contributo all’equivalente di dose efficace annua riconducibile a varie sorgenti Non è possibile “ridurre a zero” l’esposizione: tutti gli uomini sono esposti a sorgenti di radiazione sia naturali che artificiali. Ottimizzare …

Altre fonti di radiazioni ionizzanti

Interazione radiazione materia

Interazioni con la materia

INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA Nel caso di fasci collimati di fotoni monoenergetici incidenti su un assorbitore di spessore dx e densità r, si ha: con µ coefficiente di attenuazione lineare

EVENTI DI IONIZZAZIONE RADIAZIONE A DENSITA' DI IONIZZAZIONE NON MOLTO ELEVATA RADIAZIONE AD ALTA DENSITA‘ DI IONIZZAZIONE

Grandezze dosimetriche Fisiche e radioprotezionistiche

Dosimetria Quando la materia biologica viene esposta ad un campo di radiazioni ionizzanti diviene sede di una serie di processi, originati dal trasferimento di energia dalle radiazioni alla materia, che si possono concludere con la manifestazione di un certo effetto. Il problema fondamentale comune a diverse branche applicative quali la radiobiologia, la radioterapia, la medicina nucleare, la radioprotezione, la radiochimica è quello di mettere in relazione l’effetto prodotto con le caratteristiche fisiche del campo di radiazioni.

Dose assorbita È l’energia impartita alla materia da particelle ionizzanti per unità di massa del mezzo irradiato nel punto interessato. Se E è misurata in Joule Se m è misurata in Kilogrammi Allora D è misurata in Gray [1 Gy = 1J/kg] La dose assorbita dipende sia dal campo di radiazioni sia dal tipo di materia, che si trova in quel punto.

Fattori di ponderazione delle radiazioni (wR) non tutti i tipi di radiazione producono lo stesso effetto… I valori del fattore di ponderazione delle radiazioni wR sono i seguenti: Fotoni, tutte le energie 1 Elettroni e muoni, tutte le energie 1 Neutroni con energia < 10 keV 5 con energia 10 keV - 100 keV 10 con energia > 100 keV - 2 MeV 20 con energia > 2 MeV - 20 MeV 10 con energia > 20 MeV 5 Protoni, esclusi i protoni di rinculo, con energia > 2 MeV 5 Particelle alfa, frammenti di fissione, nuclei pesanti 20.

Effective Dose Equivalent (HE) Different tissues respond differently to same radiation dose Tissue weighting factors used to provide a common scale: HE is the effective dose equivalent WT is the tissue weighting factor HT -> Sievert [Sv]

Effetti ....

Tipi di effetti Dose elevata Bassa dose Elevato rateo di dose Effetti deterministici Acuti Tardivi Bassa dose Basso rateo di dose Effetti stocastici - cancro ereditari

EFFETTI STOCASTICI Effetti tutto/niente la cui probabilità di accadimento dipende dalla dose assorbita. Per i soli scopi della radioprotezione e per le stime di rischio, si ipotizza una relazione lineare fra la dose assorbita e la probabilità dell’effetto. Il tempo di latenza fra l’esposizione e la manifestazione dell’effetto varia fra qualche anno e qualche decina di anni. La probabilità di una crescita maligna è correlata con la dose, mentre la gravità clinica di un tumore non è in rapporto con la dose ma solo con il tipo ed il sito dello stesso

EFFETTI DETERMINISTICI Effetti che si manifestano negli individui esposti soltanto se la dose è stata superiore a un valore di soglia tipico per l’effetto considerato, e la cui gravità dipende dalla dose.

Le dosi di tolleranza dei tessuti sani EMAMI B. et al., “Tolerance of normal tissue to therapeutic irradiation”, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 21, 109-122, 1991. (2 Gy per frazione, 5 giorni alla settimana)

Modalità di rilascio della dose Takeaway: Il rischio per esposizioni protratte è più basso. DDREF=2 è sufficientemente conservativo.

CLASSIFICAZIONE DEI LAVORATORI

TIPI DI ESPOSIZIONE PROFESSIONALE MEDICA AL PUBBLICO Dose ai singoli individui della popolazione dovuta al fondo naturale  2 mSv/anno

limiti di dose efficace 150 45 150 limiti di dose efficace per lavoratori di cat.B 6

Rischi e possibili azioni ...

rischi: Sorgenti interne beta b fotoni (g)

DOSIMETRIA INTERNA (1) durata dell’esposizione singolo organo: dose equivalente impegnata HT(t) intensità di dose tempo istante in cui è avvenuta l’introduzione durata dell’esposizione se non specificata: 50 anni per gli adulti 70 anni per i bambini

corpo intero: dose efficace impegnata E(t) DOSIMETRIA INTERNA (2) corpo intero: dose efficace impegnata E(t) HT(t) HT(t) peso peso E(t) peso HT(t) peso HT(t) peso HT(t)

schermo in materiale leggero per ridurre il bremmstrhalung Sorgenti esterne : schermature Radiazione beta Modesta capacità di penetrazione Elettroni 1MeV sono fermati da 4m di aria Da 4mm di acqua Positroni: X di annichilazione da 511keV Schermature: schermo in materiale leggero per ridurre il bremmstrhalung

SPESSORE CORPO ATTRAVERSATO X Sorgenti esterne : schermature N.FOTONI N= N0 e-x : coefficiente di attenuazione lineare SPESSORE CORPO ATTRAVERSATO X irraggiamento

Irradiazione Identificazione delle eventuali opzioni di protezione (analisi delle migliori tecnologie) Irradiazione

Comparazione rischi quotidiani Attività Rischio di morte per persona per anno(x10-5) Fumo (20 sigarette/giorno) 500 Alcool ( es.: 1 bottiglia/giorno) 75 Guida auto 17 Guida moto 200 Vivere nella stessa stanza di un fumatore 1 Percorrere a piedi una strada con traffico 5 Terremoto (in California) 0,2 1 mSv di radiazioni/anno

Radioprotezione Obiettivo: preservare lo stato di salute dei lavoratori e della popolazione, riducendo i rischi sanitari indotti dall’uso delle radiazioni ionizzanti nelle attività umane giustificate dai benefici che ne derivano alla società e ai suoi membri

Radioprotezione Procedura : Compilazione scheda posto di lavoro Norme operative Procedura : Compilazione scheda posto di lavoro Valutazione rischio visita medica Giudizio di idoneità accesso alle zone controllate / sorvegliate

I principi della radioprotezione Principio di ottimizzazione Le esposizioni alle radiazioni ionizzanti debbono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali (Principio ALARA). Principio di giustificazione I tipi di attività che comportano esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere preventivamente giustificati e periodicamente riconsiderati alla luce dei benefici che da essi derivano. Principio di limitazione della dose La somma delle dosi ricevute e impiegate non deve superare i limiti prescritti, in accordo con le disposizioni legislative e i relativi provvedimenti applicativi Recepiti dalla normativa di legge italiana entrata in vigore, attraverso i D.Lgs. 230/95, 241/2000, 187/200, D.Lgs. 257/2001 che ne stabilisce il rispetto, nella disciplina delle attività con rischio da radiazioni ionizzanti.

La normativa D.Lgs. 230/95, 241/2000, 187/200, D.Lgs. 257/2001 ....

Adempimenti nei confronti dei lavoratori Il datore di lavoro deve nominare: Esperto Qualificato Medico Autorizzato/Competente Sorveglianza Fisica Sorveglianza Medica

Obblighi del Datore di Lavoro (1) adottare le idonee misure di sicurezza e protezione assicurare le opportune misure di radioprotezione nel caso di utilizzo di lavoratori autonomi od esterni predisporre norme interne di protezione e sicurezza e curare che copia di dette norme sia consultabile fornire ai lavoratori, ove necessari, i mezzi di sorveglianza dosimetrica e di protezione

Obblighi del Datore di Lavoro (2) rendere edotti i lavoratori dei rischi specifici cui sono esposti, delle norme di protezione sanitaria, delle conseguenze derivanti dalla mancata osservanza delle prescrizioni mediche, delle modalità di esecuzione del lavoro e delle norme interne provvedere affinché i singoli lavoratori osservino le norme interne, usino i mezzi di protezione ed osservino le corrette modalità di esecuzione del lavoro fornire al lavoratore esposto i risultati delle valutazioni di dose effettuate dall’esperto qualificato

I lavoratori devono: osservare le disposizioni impartite dal datore di lavoro o dai suoi incaricati, ai fini della protezione individuale e collettiva e della sicurezza, a seconda delle mansioni alle quali sono addetti usare secondo le specifiche istruzioni i dispositivi di sicurezza, i mezzi di protezione e di sorveglianza dosimetrica predisposti o forniti dal datore di lavoro c) segnalare immediatamente al datore di lavoro, al dirigente o al preposto le deficienze dei dispositivi e dei mezzi di sicurezza, di protezione e di sorveglianza dosimetrica, nonché le eventuali condizioni di pericolo di cui vengono a conoscenza

Obblighi dei lavoratori I lavoratori devono: non rimuovere né modificare, senza averne ottenuto l'autorizzazione, i dispositivi, e gli altri mezzi di sicurezza, di segnalazione, di protezione e di misurazione non compiere, di propria iniziativa, operazioni o manovre che non sono di loro competenza o che possono compromettere la protezione e la sicurezza f) sottoporsi alla sorveglianza medica ai sensi del presente decreto

Disposizioni particolari per le lavoratrici le donne gestanti non possono svolgere attività che le espongono in zone classificate o, comunque, ad attività che potrebbero esporre il nascituro ad una dose che ecceda un millisievert durante il periodo della gravidanza è fatto obbligo alle lavoratrici di notificare al datore di lavoro il proprio stato di gestazione, non appena accertato è altresì vietato adibire le donne che allattano ad attività comportanti un rischio di contaminazione

Norme interne di radioprotezione sono costituite da una serie di documenti contenenti istruzioni operative dedicate alle diverse pratiche correlate con il rischio da radiazioni ionizzanti sono predisposte dall’Esperto Qualificato per conto del Datore di Lavoro, ai sensi dell’art. 61 del D.Lgs 230/95. Sono rivolte a tutti coloro che, a qualsiasi titolo: lavoratori dipendenti, autonomi, per conto terzi, apprendisti o studenti, svolgono pratiche che li sottopongono ai rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti, nell’ambito delle zone controllate o sorvegliate

Radioprotezione operativa La valutazione delle dosi può essere effettuata sulla scorta delle valutazioni radiometriche ambientali (categoria B) o avvalendosi di dosimetri personali Le dosi ricevute devono essere registrate Qualora prescritto il dosimetro assegnato ad ogni lavoratore è strettamente personale ed è responsabilità di ogni singolo operatore la sua conservazione e l’uso corretto

Norme operative Indicare mediante appositi contrassegni Radioprotezione operativa Radioprotezione operativa Norme operative Indicare mediante appositi contrassegni le sorgenti di radiazioni ionizzanti Indicare la classificazione delle zone

Norme operative Radioprotezione operativa Radioprotezione operativa Ogni mattina prima dell’uso verificare il corretto funzionamento di tutti di dispositivi di segnalazione e di sicurezza. Non eseguire i trattamenti in caso di malfunzionamento L’accesso alla zona controllata è consentito solo al personale autorizzato Escluso il paziente nessuna persona deve essere presente nella sala raggi durante l’erogazione del fascio radiante

Attivazione aria, materiali con cui interagisce la radiazione diffusa Schermature Attivazione aria, materiali con cui interagisce la radiazione diffusa

Aspetti di Radioprotezione Valutazione del rischio Lavoratori Popolazione Residenti gruppo critico di riferimento Sostanze radioattive limiti di emissione aria studio della dispersione nell’ambiente rifiuti