Proposta scaletta:
Composizione del nucleo (compreso Quark)
Dimensione e massa del nucleo e delle sue singole parti (compresa energia di legame)
Numero atomico e numero di massa
Isotopi
Cosa è la radioattività? Origine della radioattività – Unità di misura
Tipi di radioattività
Effetti della radioattività
|Come proteggersi
P.S. ho lasciato gli spazi per come potrebbe essere diviso il lavoro fra noi
Colori Gruppo:
Skarlet
Ewa
Laura C.
Laura D.
Enrico
FISICA DEL NUCLEO
La Fisica del nucleo
Prima di analizzare, nelle singole parti, il nucleo atomico segue una breve descrizione dello sviluppo del modello atomico.
Che la materia sia costituita da elementi chiamati atomi era già noto nella Grecia antica.
Il nome “atomo” che sta a significare “indivisibile” deriva proprio dalle dottrine dei filosofi greci.
La sua esistenza venne ipotizzata nel 450 a.c. da Leucippo (fondatore della teoria “atomistica”) e ribadita nel 420 a.c. dal suo allievo Democrito che affermò: “ In verità esistono solo atomi e vuoto”, ipotizzando che la materia fosse costituita da minuscole particelle, diverse tra loro, chiamate atomi, la cui unione dà origine a tutte le sostanze conosciute. Queste particelle erano la più piccola entità e non potevano essere divise;
Nello stesso periodo Aristotele sostenne che una sostanza può essere suddivisa all'infinito in particelle sempre più piccole e uguali tra loro. Nel corso del medioevo questa teoria materialistica venne fortemente contrastata, la sua ripresa come dottrina filosofica avvenne nel XVII secolo mentre solo nel XIX la teoria di Democrito venne ripresa e rielaborata da John Dalton,
il quale fondò la teoria atomica moderna.
Questa teoria si basava su dei punti fondamentali:
•la materia è formata da atomi, particelle di materia elementari indivisibili e indistruttibili;
•un elemento è formato da atomi tutti uguali tra loro;
•gli atomi di elementi diversi si combinano tra loro attraverso reazioni chimiche dando così origine ai composti;
•gli atomi non possono essere né creati né distrutti;
•gli atomi di un elemento non possono diventare atomi di altri elementi;
•elementi diversi sono formati da atomi diversi per volume, massa e proprietà.
La definizione di atomo per Dalton è: "Un atomo è la più piccola parte di un elemento che mantiene le caratteristiche fisiche di quell'elemento". Questa viene considerata la prima teoria atomica della materia perché per primo Dalton ricavò le sue ipotesi per via empirica.
La prima idea riguardante la struttura discontinua dell’elettricità associata agli atomi ha origine invece, intorno al 1830 con le ricerche di Faraday sui fenomeni elettrolitici. Solo nel 1874, il fisico Stoney, considerò esplicitamente nei fenomeni elettrolitici la presenza di “ una singola definita quantità di elettricità indipendente dal corpo che si considera. Anche se non riuscì a scoprire sperimentalmente all’interno degli atomi l’elettrone, ne determinò il valore e decise di chiamare la particella, appunto elettrone.
Progressi si ebbero nel 1902 quando il fisico Joseph John Thomson,
propose il primo modello di atomo in cui si facesse riferimento a particelle subatomiche, cioè corpi più piccoli degli atomi e provò l’esistenza dell’elettrone. Secondo il suo modello l’atomo aveva una carica complessivamente neutra ed era costituito da un sfera con un diametro di circa 10ˉ¹º m nella quale erano disposti gli elettroni negativi in numero tale da neutralizzare la carica positiva. I corpuscoli negativi erano sparsi all’interno di essa come l’uvetta nel panettone. Per questo motivo passò alla storia come “modello a panettone”.
Questo modello fu superato nel 1911 da Rutherford,
che fece un esperimento cruciale in questo senso. Bombardò una lamina d’oro con un fascio di particelle α (alfa). Ad una prima osservazione sembrò che quasi tutte le particelle attraversassero la lamina, senza essere deviate dalla loro traiettoria. Osservazioni più accurate mostrarono che un numero molto limitato di particelle veniva deviato e qualcuna persino riflessa. Il fatto che quasi tutte le particelle attraversassero gli atomi significava che non incontravano ostacoli. Sulla base di questo esperimento, Rutherford propose un modello di atomo in cui quasi tutta la massa dell'atomo era concentrata in una porzione molto piccola, il nucleo (positivo) e gli elettroni gli ruotavano attorno (modello planetario). L'atomo era comunque largamente composto da spazio vuoto, e questo spiegava il perché del passaggio della maggior parte delle particelle alfa attraverso la lamina. Rutherford intuì anche che i protoni da soli non bastavano a giustificare tutta la massa del nucleo e formulò l'ipotesi dell'esistenza di altre particelle. Nel modello atomico di Rutherford non ci sono i neutroni, perché furono successivamente scoperti da Chadwick nel 1932.
Ulteriore passo in avanti nella scoperta dell’atomo si ebbe nel 1913 quando Niels Bohr
propose una modifica al modello di Rutherford. Il modello atomico di Bohr si può riassumere in due parti: 1) Un elettrone può muoversi solo seguendo delle orbite con raggi definiti dal numero quantico principale (n) quale può assumere tutti i valori interi positivi compresi tra 1 e infinito ed è un indice delle dimensioni e dell’energia dell’orbitale (un orbitale con un valore di n piccolo ha dimensioni più ridotte ed energia più bassa rispetto a un orbitale che ha un valore di n maggiore). Se n = 1 allora l’elettrone descriverà un’orbita di raggio r= 53n²pm, così se n=2 r= 212 pm e così via. 2) L’energia di un elettrone aumenta all’aumentare del raggio dell’orbita e, quindi, all’aumentare del numero quantico n. Il modello di Bohr applicato all'atomo di idrogeno consente di effettuare calcoli precisi delle sue dimensioni, dei livelli energetici e degli spettri di emissione atomici studiati da Balmer, T. Lyman, L.C.H. Paschen e da altri. Nel 1932 fu scoperto il neutrone, e si giunse presto ad un modello di atomo quasi completo: centro caratterizzato dal nucleo, composto da protoni (+) e neutroni, con attorno gli elettroni (-).
Ultimamente, sfruttando le apparecchiature elettroniche, è stato possibile determinare in modo più completo la struttura del nucleo, si è scoperto che i protoni e i neutroni sono a loro volta formati da particelle più piccole: i quark.
I COMPONENTI DEL NUCLEO
La parte centrale dell'atomo è costituita da due tipi di particelle, dette nucleoni: protoni e neutroni. Il nucleo ha raggio dell'ordine di 10-15 m ed è quindi di molto inferiore all'atomo che ha raggio dell'ordine di 10-10 m. Ha carica positiva, per via dei protoni, e massa pari a quasi tutta la massa dell’atomo. La massa di un nucleo è data dalla somma della massa di ogni nucleone meno l'energia di legame, ovvero l'energia necessaria a riportare i nucleoni che compongono il nucleo al loro stato libero e viene calcolata secondo la formula: $M_{nucleo}=\sum M_{neutrone}+\sum M_{protone}-B$
Per la dimensione e il peso dell’atomo si usano sottomultipli delle unità di misura del S.I., in particolare il picometro e l’unità di massa atomica. Il picometro (pm) è un’unità di misura della lunghezza e vale 10ˉ¹² m ossia circa un miliardesimo di millimetro, l’unità di massa atomica (u),invece è un’unità di misura della massa utilizzata in fisica atomica ed in chimica e vale 1,66x10^{-24}g. Il numero dei nucleoni ( A ), che compongono un nucleo, è detto numero di massa ( A = N+Z dove N è il numero dei neutroni), mentre il numero dei protoni ( Z ) è detto numero atomico. Il numero dei protoni di un elemento caratterizza l'elemento chimico stesso, poiché, in un atomo neutro, deve essere uguale al numero degli elettroni periferici; il numero A è invece quello che dà il maggior numero di informazioni sulla struttura del nucleo. I nuclei con un numero atomico uguale sono detti isotopi, quelli con numero di massa uguale isobari e quelli con un numero uguale di neutroni isotoni. Definiamo ora i singoli termini accennati precedentemente.
Protone:
è la particella elementare che forma l’unità di base di tutti i nuclei atomici. Il termine "protone" deriva dal greco e significa "primo", ossia è la particella che occupa il primo posto nella struttura del nucleo atomico. E’ una particella dotata di carica elettrica positiva che può esistere libera o legata in un nucleo atomico. Il valore della sua carica è uguale a quello dell'elettrone, con segno opposto: 1,602 × 10^{-19} coulomb. La sua massa di 1800 volte quella dell'elettrone ed è quasi uguale a quella del neutrone. Ha una massa a riposo di 1,6726231 × 10^{-27 } kg (9,3828 × 10^{2} MeV). Per risolvere il problema della massa delle particelle, si ipotizza un campo scalare che attraversa lo spaziotempo e che interagisce con le particelle in maniera differente. Da questa interazione deriverebbe la massa. Le particelle responsabili vengono chiamate bosoni di Higgs, ma la loro esistenza non è stata ancora provata. Attualmente è ciò che tentano di fare i fisici che lavorano al progetto dell’acceleratore di particelle. Un raggio classico di protone è pari a pari a 1.5 × 10^{-18}m, ossia: rp= ${1 /over 4 \pi \epsilon_{0} e^^2^^ /over m_{p} C^^2^^$
Il protone viene considerato un barione, in quanto è "composto" da tre quark, due up e un down.
Neutroni:
I neutroni sono particelle prive di carica, non soggette ad interazioni di tipo colombiano. I processi di interazione avvengono per mezzo della forza nucleare, che ha un raggio di azione molto piccolo, circa 10-13 cm. I tipi di interazione sono diversi e dipendono dall'energia iniziale del neutrone, per questo motivo esistono diversi tipi di neutroni: i neutroni termici, i neutroni lenti, i neutroni veloci e quelli ad alta energia.
Il neutrone ha una massa a riposo pari a 939,57 MeV, la quale è leggermente maggiore di quella del protone. Al di fuori del nucleo, il neutrone è instabile e quindi decade rapidamente. Decade in un protone emettendo un elettrone ed un antineutrino regolato dalla formula:
Il neutrone appartiene al gruppo dei barioni ed è composto da tre quark, uno up e due down.
L'assenza di carica del neutrone, lo rende non solo difficile da rilevare, ma anche difficile da controllare. Le particelle cariche come il protone, l’elettrone o la particella α possono essere accelerate, decelerate e deflesse da campi elettrici o magnetici, il quali però non hanno praticamente effetto sui neutroni. I neutroni liberi possono essere ottenuti solo dalla disintegrazione del nucleo. L'unico mezzo per controllare i neutroni liberi è quello di porre dei nuclei sulla loro traiettoria. Questi effetti sono molto importanti nei reattori e nelle armi nucleari.
Quark:
Esperimenti di urto fra elettroni e protoni e fra protoni e antiprotoni effettuati con grandi acceleratori di particelle hanno dimostrato che gli atomi contengono particelle più piccole del protone del neutrone e dell’elettrone. Queste sono i Quark particelle elementari con carica frazionaria, costituenti degli adroni, ovvero dei barioni e dei mesoni. L'idea di quark fu proposta nel 1963 indipendentemente dai fisici Murray Gell-Mann e George Zweig, per spiegare la differenza che c’era tra il gran numero di adroni scoperti e il numero limitato di leptoni noti. Secondo il modello standard la materia è costituita da particelle dette fermioni che interagiscono fra loro grazie alle interazioni fondamentali mediate da altre particelle elementari dette bosoni. I fermioni sono raggruppati in tre famiglie: la prima, composta dai quark e dai leptoni di massa minore, contiene il quark up e down, l'elettrone, il suo neutrino, e le proprie antiparticelle. I quark up e down si combinano tra loro in gruppi di tre quark per formare i barioni che comprendono i protoni e neutroni, e in gruppi di due per formare i mesoni. I barioni insieme ai mesoni sono classificati nella famiglia degli adroni. Si ritiene che i quark non esistano da soli ma solo in gruppi di due o tre (e cinque); tutte le ricerche di quark singoli, fin dal 1977 hanno avuto esito negativo. Le altre varietà di quark possono essere prodotte solo negli acceleratori di particelle, e decadono rapidamente. I quark si differenziano dai leptoni per la carica elettrica. I leptoni (come l'elettrone) hanno carica intera (+1, 0 o -1) mentre i quark hanno carica +2/3 o -1/3.
Esiste un certo numero di varietà diverse di quark chiamati "sapori" ed essi sono: up, down, charm, strange, top e bottom. I quark up hanno una carica di + 2\3 ed una massa da 1,5 a 4¹ MeV, i quark down hanno la carica pari a – 1\3 e la massa che va da 4 a 8¹ MeV, mentre quelli strange hanno carica pari a -1\3 e massa da 30 a 80 MeV. La loro esistenza fu ipotizzata fin dall’inizio, mentre quella dei quark charm, che hanno una massa da 1.150 a 1.350 MeV ed una carica di + 2\3, fu provata scientificamente nel 1974. I quark bottom, che hanno massa la massa pari a 173.100 ± 1.300 MeV e carica +2\3 furono stati scoperti nel 1977. La scoperta dei quark top è stata invece la più tardiva ed ha impegnato i fisici fino al 1994. Essi hanno carica di + 2\3 e massa da 4100 a 4400 MeV.
Ogni tipo di quark ha la sua antiparticella e in base alla teoria della cromodinamica quantistica, tutti sono riconducibili a tre tipi o "colori": un quark può essere rosso, blu o verde, mentre un antiquark può essere antirosso, antiblu e antiverde. Naturalmente i colori non hanno nessuna relazione con i colori percepiti dall'occhio umano, ma sono grandezze. Tutte le particelle conosciute hanno "colore neutro". I barioni come il neutrone ed il protone sono composti da un quark rosso, uno verde e uno blu invece i mesoni sono composti da un quark e da un antiquark (particella opposta al quark che possiede la stessa massa e quantità di carica, l’unica differenza consiste nel segno di quest’ultima che è opposto) del corrispondente "anticolore". Questi però sono instabili.
L’energia di legame:
è l'energia meccanica che serve a scomporre un oggetto nelle sue parti. L'energia di legame è definita positiva per convenzione, ed indica il lavoro meccanico che serve per contrastare le forze che tengono unite l'oggetto. Ci sono più tipi di energia di legame a seconda di cosa viene separato:
-Energia di legame atomica: è quella energia di ionizzazione necessaria a separare il nucleo atomico dagli elettroni, disponendoli in maniera tale che non interferiscano tra loro. E’ data dall’iterazione.
-Energia di legame nucleare: è l'energia necessaria a scomporre il nucleo in protoni e neutroni, portandoli a distanza tale che non vi sia interazione tra di essi. E’ data dall'interazione nucleare forte ed è responsabile della stabilità del nucleo, la quale dipende dal numero di protoni in relazione al numero di neutroni. Si ottiene dal prodotto tra il difetto di massa ed il quadrato della velocità della luce nel vuoto:
-Energia di legame gravitazionale: è l’energia di legame di un corpo celeste, necessaria ad incrementare la materia che lo compone all’infinito. E’ data dall’interazione gravitazionale ed è equivalente all’opposto dell’energia potenziale gravitazionale.
Numero atomico, numero di massa e isotopi
Numero atomico
Il numero atomico (indicato solitamente con Z , dal tedesco Zahl, e detto anche numero protonico) corrisponde al numero di protoni contenuti in un nucleo atomico. In un atomo neutro il numero atomico è pari anche al numero di elettroni; in caso contrario l'atomo è detto ione. Si usa scrivere questo numero come pedice sinistro del simbolo dell'elemento chimico in questione: per esempio 6C, poiché il carbonio ha sei protoni.
Ad ogni numero atomico corrisponde un diverso elemento chimico.
Atomi aventi stesso numero atomico ma diverso numero di neutroni sono detti isotopi
Numero di massa
Il numero di massa (solitamente indicato con A) è pari alla somma delle masse di tutti i protoni e i neutroni presenti in un atomo, siccome le masse di neutroni e protoni sono circa pari a 1 si può dire che il numero di massa sia pari al numero di nucleoni (ovvero protoni e neutroni) contenuti in un nucleo atomico.
Quando di un elemento si vuole specificare il numero di massa, lo si scrive in alto (in posizione apice), a sinistra del simbolo chimico. Per esempio, per l'isotopo del carbonio con numero di massa 12 si rappresenta con: 12C.
Nuclidi diversi con lo stesso numero di massa vengono detti isobari.
Isotopi
Gli isotopi (dal greco iso-topos, eguale posto, nella tavola periodica, dato che si tratta di atomi con lo stesso nome) sono atomi dello stesso elemento chimico, e quindi caratterizzati dallo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa, e quindi massa atomica. Possiedono lo stesso numero di protoni ed elettroni (quindi proprietà chimiche uguali) ma un diverso numero di neutroni (quindi proprietà fisiche diverse), con conseguente differenza delle masse. Un atomo neutro possiede lo stesso numero di elettroni e di protoni. Di conseguenza, isotopi differenti dello stesso elemento possiedono lo stesso numero di protoni ed elettroni, la stessa struttura elettronica e comportamento chimico pressoché identico.
Possono essere naturali o artificiali, stabili o instabili (altresì noti come isotopi radioattivi). Vengono generalmente rappresentati con il simbolo dell' elemento preceduto a esponente dal numero di massa (es.2H o deuterio,12C,235U).
La risonanza magnetica nucleare (RMN) si basa sulle specifiche proprietà nucleari di specifici isotopi ed è una delle principali tecniche di diagnostica per immagini. I principali isotopi che vengono utilizzati in questa particolare tecnica sono 1H, 2D,15N, 13C, e 31P. Il loro impiego consente la produzione di immagini ad alta risoluzione dei principali tessuti corporei.
Un isotopo molto importante del carbonio è il 14C, isotopo radioattivo che decade in un tempo di circa 5730 anni. Osservando l'ammontare del contenuto di questo isotopo nei tessuti fossili e nelle rocce è possibile dare una stima dell'età dell'oggetto stesso, risalendo al periodo in cui esso si sia formato.
LA RADIOATTIVITA' 
Cos’è la radioattività?
Si definisce radioattività la proprietà che hanno gli atomi di alcuni elementi di emettere spontaneamente radiazioni ionizzanti.
La radioattività non é stata inventata dall'uomo, anzi, al contrario, l'uomo é esposto alla radioattività fin dal momento della sua apparizione sulla Terra.
Solo recentemente (circa 100 anni fa), con i lavori dello scienziato francese Henry Becquerel, l'uomo ha scoperto l'esistenza della radioattività.
Fin dalla formazione della Terra, circa cinque miliardi di anni fa, la materia era formata da atomi stabili non radioattivi e atomi instabili radioattivi. Col trascorrere dei millenni, la maggior parte degli elementi radioattivi, attraverso il processo di decadimento, hanno cessato di essere tali.
Tuttavia, esistono ancora oggi in natura alcuni isotopi radioattivi, e non é cessato l'apporto esterno di radioattività prodotto dal bombardamento di raggi cosmici a cui siamo tuttora sottoposti. Ecco perché tutto quello che ci circonda é "naturalmente" radioattivo.
Qual è l’origine della radioattività?
L'energia di legame gioca un ruolo fondamentale all'interno del nucleo, in quanto è la responsabile della stabilità dei nuclei, e dunque anche della loro instabilità.
Gli isotopi presenti in natura sono quasi tutti stabili. Tuttavia, alcuni isotopi naturali, e quasi tutti gli isotopi artificiali, presentano nuclei instabili, a causa di un eccesso di protoni e/o di neutroni. Tale instabilità provoca la trasformazione spontanea in altri isotopi, e questa trasformazione si accompagna con l'emissione di radiazioni ionizzanti per cui essi sono chiamati isotopi radioattivi, o anche radioisotopi, o anche radionuclidi.
La trasformazione di un atomo radioattivo porta alla produzione di un altro atomo, che può essere anch'esso radioattivo oppure stabile. Essa é chiamata disintegrazione o decadimento.
Tale trasformazione, a seconda dei casi, può completarsi in tempi estremamente brevi o estremamente lunghi. Una misura di tale tempo é data dal tempo di dimezzamento, o tempo di vita media, che esprime il tempo alla fine del quale la metà degli atomi radioattivi inizialmente presenti ha subito una trasformazione spontanea.
I tipi di decadimento radioattivo
Ci sono tre tipi di decadimento radioattivo:
• Decadimento alfa
• Decadimento beta
• Decadimento gamma
Decadimento alfa
Atomi nei cui nuclei sono contenute quantità eccessive di protoni e neutroni emettono di solito una radiazione alfa, costituita da un nucleo di elio (due protoni + due neutroni), e avente due cariche positive. Tale disintegrazione porta alla formazione di un isotopo di altro elemento chimico, avente numero atomico diminuito di due unità e numero di massa diminuito di quattro unità.
AXZ => A-4 X Z-2 + $\alpha$ (oppure 4He2)
Le radiazioni alfa, per la loro natura, sono poco penetranti e possono essere completamente bloccate da un semplice foglio di carta.
Decadimento beta
Atomi nei cui nuclei sono contenute quantità eccessive di neutroni emettono di solito una radiazione beta, costituita da un elettrone. In particolare, uno dei neutroni del nucleo si disintegra in un protone e in un elettrone, che viene emesso. Tale disintegrazione porta alla formazione di un isotopo di altro elemento chimico, avente numero atomico aumentato di una unità (il protone in più) e numero di massa invariato (il protone si é sostituito al neutrone).
decadimento $\beta$-: AXZ => AXZ+1 + e- + $\nu$- (elettrone + antineutrino)
decadimento $\beta$+: AXZ => AXZ-1 + e+ + $\nu$ (positrone + neutrino)
Le radiazioni beta sono più penetranti di quelle alfa, ma possono essere completamente bloccate da piccoli spessori di materiali metallici (ad esempio, pochi millimetri di alluminio).
Decadimento gamma
La radiazione gamma é una onda elettromagnetica come la luce o i raggi X, ma assai più energetica.
Le radiazioni alfa e beta sono invece di tipo corpuscolare e dotate di carica (positiva le alfa, negativa le beta).
La radiazione gamma accompagna solitamente una radiazione alfa o una radiazione beta. Infatti, dopo l'emissione alfa o beta, il nucleo é ancora eccitato perché i suoi protoni e neutroni non hanno ancora raggiunto la nuova situazione di equilibrio: di conseguenza, il nucleo si libera rapidamente del surplus di energia attraverso l'emissione di una radiazione gamma.
AXZ => AXZ * + $\gamma$ (fotoni)
Al contrario delle radiazioni alfa e beta, le radiazioni gamma sono molto penetranti, e per bloccarle occorrono rilevanti spessori di materiali ad elevata densità come il piombo.
Il decadimento e la sua unità di misura
L’emissione delle radiazioni è un processo casuale, in altri termini non è possibile prevedere quale preciso atomo si disintegrerà in un certo istante, ma è solo possibile prevedere quanti saranno a farlo in un dato intervallo di tempo. La legge che regola questo tipo di fenomeni è:
Nt = N0 $e^{-\lambda (t)}$
N0 è il numero di nuclei instabili all’istante iniziale t = 0, Nt è il numero di nuclei instabili all’istante t e $\lambda$ è la costante di decadimento, caratteristica di ogni elemento radioattivo. La formula indica che al passare del tempo i nuclei che decadono diminuiscono progressivamente di numero, perché i decadimenti sono proporzionali al numero di nuclei instabili, che a loro volta sono sempre di meno. Da qui la forma esponenziale della legge il cui grafico è riportato nella figura.
Ci si può chiedere quanto tempo deve passare perché i nuclei che decadono si siano ridotti della metà. Per questo scopo si definisce un tempo di dimezzamento t che può essere determinato ponendo nella formula del decadimento N0 / Nt = 2, vale a dire $e^{\lambda (t)}$ = 2, cioè loge 2 = $\lambda$ t, quindi 0,693 = $\lambda$ t dalla quale si può determinare la costante di decadimento $\lambda$ conoscendo il tempo di dimezzamento t o viceversa. I tempi di dimezzamento sono caratteristici di ogni elemento radioattivo e di ogni tipo di decadimento e sono estremamente variabili.
Unità di misura
L’attività di una sostanza radioattiva è definita come il numero di decadimenti al secondo. Nel S.I. l’unità di misura è il Becquerel (Bq), pari a 1 decadimento/sec. L’attività viene anche misurata in Curie (Ci) (o meglio con i sottomultipli mCi e $\mu$Ci) pari a 3.7•1010 decadimenti al secondo (3.7•1010 Bq) che corrisponde alla radioattività emessa da 1g di radio.
1 Becquerel = 1 Bq = 1 disintegrazione al secondo.
Poiché questa unità di misura é assai piccola, la radioattività si esprime molto spesso in multipli di Becquerel:
Kilobecquerel (KBq) = mille Bq
Megabecquerel (MBq) = un milione di Bq
Gigabecquerel (GBq) = un miliardo di Bq
Terabecquerel (TBq) = mille miliardi di Bq
Effetti della radioattività
L'effetto delle radiazioni nucleari su materiale non vivente è dovuto sostanzialmente a due cause: la ionizzazione e conseguente rottura dei legami chimici e la trasmutazione di alcuni nuclei in altri elementi.
Effetti sui materiali
La trasmutazione rende necessaria una attenta scelta degli acciai e delle leghe metalliche destinate ad operare in ambienti radioattivi, perché ne cambia la composizione chimica e può far loro perdere le necessarie caratteristiche di resistenza meccanica; anche il cemento va incontro agli stessi inconvenienti, seppure in modo meno marcato. Inoltre, i nuclei trasmutati sono in parte anch'essi radioattivi; perciò il materiale, se esposto in via permanente alle radiazioni, con il passare del tempo accumula al suo interno isotopi instabili e diventa sempre più radioattivo. Questo è il motivo principale per cui le centrali nucleari hanno un limite di vita operativa prefissato (alcuni decenni), al termine del quale devono essere smantellate.
Inoltre la radioattività è in grado di rendere inutilizzabile un circuito elettronico basato su semiconduttori, trasmutando gli atomi di silicio e alterando le deboli concentrazioni di elementi droganti da cui tali componenti elettronici derivano le loro capacità.
Effetti biologici
L'effetto biologico è dovuto invece in massima parte alle proprietà ionizzanti: distruggendo i legami fra molecole, le radiazioni danneggiano le cellule generando radicali liberi. Ma soprattutto alterano le grandi macromolecole del DNA e dell'RNA, causando danni somatici e genetici; tale effetto è prodotto principalmente dalle radiazioni gamma, più energiche e penetranti delle particelle alfa e beta.
Il momento in cui le cellule sono più vulnerabili in assoluto alle radiazioni è quello della riproduzione (mitosi o meiosi), in cui il DNA è in fase di duplicazione, le strutture del nucleo sono dissolte e gli enzimi che assicurano l'integrità del materiale genetico non possono operare. L'effetto macroscopico più vistoso della radioattività sulle cellule, quindi, è il rallentamento della velocità di riproduzione: e le popolazioni di cellule che si riproducono molto rapidamente sono più vulnerabili di quelle che lo fanno lentamente. In virtù di questo fatto, gli organi più sensibili alle radiazioni sono il midollo osseo emopoietico e il sistema linfatico.
A livello dell'intero organismo invece, sia nell'uomo che negli animali superiori si nota un precoce invecchiamento dell'organismo correlato alla dose totale di radiazione assorbita, sia con forti dosi istantanee che con l'esposizione prolungata a bassi livelli di radioattività.
Midollo osseo e sangue
È il tessuto del corpo umano più colpito. La prima conseguenza dell'irraggiamento è la diminuzione dei globuli bianchi nel sangue (leucopenia), seguita dalla diminuzione delle piastrine, che causa le emorragie e, se il danno è molto grave, da quella dei globuli rossi (anemia). Se il danno non stermina completamente le cellule staminali emopoietiche questo tessuto si riprende più in fretta dopo l'irraggiamento.
Sistema linfatico
Nel sistema linfatico la conseguenza principale della radiazione è l'infezione dei linfonodi e della milza conseguente alla morte dei linfociti presenti.
Sistema digerente
L'intestino tenue è la porzione del tratto gastrointestinale radiosensibile, mentre l'esofago e lo stomaco lo sono meno. Con un danno lieve, le cellule della mucosa intestinale iniziano a riprodursi in modo discontinuo e a secernere più muco, che insieme alle cellule morte può dare origine ad occlusioni. Con l'aumentare della dose compaiono ulcerazioni che, per il ridotto numero di globuli bianchi, si infettano facilmente.
Organi genitali
Il danno può essere sia somatico (sterilità, permanente o meno) che genetico. Le femmine sono più sensibili dei maschi. Il danno genetico consiste in mutazioni che possono essere trasmesse alle generazioni successive.
Sistema nervoso
Il sistema nervoso centrale è tra i tessuti meno radiosensibili, mentre la colonna vertebrale e i nervi periferici lo sono di più. Con forti dosi assorbite si può avere una ischemia, per via del danno subito dai capillari cerebrali.
Tiroide e sistema endocrino
La tiroide, la ghiandola pituitaria, le surrenali e le altre ghiandole non sono particolarmente radiosensibili. Per motivi metabolici però la tiroide concentra in sé quasi tutto lo iodio presente nell'organismo; essendo l'isotopo radioattivo 131I molto comune, quest'organo può assorbire dosi massicce di radioattività se si respira aria o si ingeriscono alimenti contaminati.
Occhio
La retina non è molto radiosensibile, ma il cristallino, composto di cellule morte e che quindi non può ripararsi, perde rapidamente la sua trasparenza all'aumentare della dose assorbita, sviluppando una cataratta.
Polmoni
Il polmone, venendo a contatto con l'aria esterna, è colpito direttamente da particelle radioattive inalate con la respirazione che si depositano nei suoi alveoli: per questo è assolutamente necessario indossare maschere antigas durante l'operazione in aree contaminate da polveri, vapori o gas radioattivi. La principale fonte di contaminazione polmonare è il Radon, che essendo un gas radioattivo, può facilmente essere inspirato e depositarsi (esso o i suoi prodotti di decadimento) nei polmoni.
Fegato, reni, cuore e sistema circolatorio
Sono tutti organi molto poco radiosensibili. Il fegato e la cistifellea possono ricevere danni in caso di contaminazione con particolari isotopi radioattivi, come l'oro; ma in generale si registra un danno solo con dosi di radiazione molto elevate.
Pelle e capelli
La pelle ha una vulnerabilità particolare: poiché, se non protetta, riceve tutti e tre i tipi di radiazione (alfa, beta e gamma). Il danno che riceve è tanto più elevato quanto meno le radiazioni sono penetranti: viene danneggiata poco dai raggi gamma e molto di più dai raggi alfa e beta. Per bassi livelli di radiazioni si sviluppa un eritema, se l'irraggiamento aumenta può formarsi una neoplasia epiteliale. La capacità di riparazione del danno subito è comunque molto elevata.
La crescita dei capelli si arresta completamente, e quelli presenti cadono in maggiore o minore quantità in base alla dose assorbita. Dopo alcune settimane ricominciano a crescere, talora con caratteristiche diverse da quelle che avevano prima.
Apparato muscoloscheletrico
I muscoli e lo scheletro in genere sono in assoluto i tessuti meno danneggiati dalle radiazioni; tuttavia alcuni isotopi dello stronzio o del plutonio si concentrano proprio nel midollo osseo, nel qual caso il danno può essere molto grave e portare a leucemia o altre neoplasie.
Da notare che non tutte le specie animali e vegetali hanno la stessa suscettibilità alle radiazioni: per esempio gli scarafaggi possono sopportare senza gravi danni tassi di radioattività molto al di sopra di quelli letali per l'uomo, e un batterio, il Deinococcus radiodurans, sopravvive a dosi di radiazioni 1000 volte superiori alla dose letale per l'uomo
Effetti nell'uomo
Gli effetti delle radiazioni ionizzanti si suddividono in "Effetti Deterministici" ed "Effetti Stocastici"(ICRP 60 International Commission on Radiological Protection), a seconda se sono correlati direttamente o meno alla dose assorbita. Per via della suscettibilità al cancro al seno, le donne hanno un 40% di probabilità in più di accusare effetti stocastici rispetto agli uomini.
Effetti deterministici
• Sono attribuibili direttamente all'irraggiamento (c'è una relazione diretta causa-effetto);
• Derivano dalla inattivazione delle strutture vitali della cellula;
• Si manifestano subito dopo l'irradiazione;
• Si manifestano solo se l'assorbimento supera una dose ben precisa detta "dose soglia";
• La loro gravità cresce al crescere della dose assorbita (perciò detti anche "effetti graduati").
Gli effetti deterministici sono eritemi cutanei, particolari dermatiti (dermatiti da radiazioni appunto), cataratta, anemia e leucopenia. Nei casi più gravi si hanno emorragie delle mucose e del tratto intestinale, perdita di capelli e peli. Se la dose assorbita non era letale, gli effetti deterministici regrediscono nel giro di alcune settimane, con sopravvivenza e guarigione più o meno completa.
Effetti stocastici
• Non dipendono dalla dose assorbita;
• Derivano da danni al nucleo cellulare e in particolare al DNA;
• Non si manifestano subito; possono verificarsi o meno, in un futuro imprecisato;
Dopo l'irraggiamento, il DNA potrà essere danneggiato in maniera reversibile o irreversibile; nel caso in cui la struttura del DNA non venisse riparata (o riparata in modo errato) la cellula darebbe vita a una progenie di cellule geneticamente modificate che dopo un certo periodo di latenza potranno dar luogo a patologie come tumori o leucemie. Semplicemente aumenta la probabilità che il paziente, prima o poi, venga colpito da certi tipi di tumore.
++++ Come proteggersi
• I Principi e la normativa di radioprotezione.
1.1 Premessa
La normativa italiana ha recepito le nuove direttive europee in materia di impiego pacifico delle radiazioni ionizzanti con l’emanazione dei Decreti Legislativi 26 maggio 2000 n.241 e 9 maggio 2001, n. 257, con i quali è stato modificato il precedente Decreto Legislativo 17 marzo 1995 n. 23. Nel seguito per citare questa norma integrata costituita dai decreti citati si userà spesso la sigla D.Lgs- 230/95 e s.m.i. .
1.2 Introduzione storica.
La radioprotezione nasce all’inizio del secolo scorso nei laboratori e negli studi medici si comincia a lavorare con i raggi X e, in seguito, con alcune altre sorgenti di radiazioni ionizzanti.
Verso il 1920 sono già ben noti gli effetti dannosi immediati delle alte dosi di radiazioni, mentre non si ha ancora coscienza degli effetti ritardatari (essenzialmente tumori) più difficili da diagnosticare e da collegare alle radiazioni.
L’evidenza degli effetti immediati delle radiazioni al di sopra di certe soglie da una parte impone la necessità di proteggere gli operatori e gli sperimentatori intervenendo essenzialmente con schermature e dall’altra parte a parte definire una dose di “tolleranza” al di sotto della quale non vi sono rischi né per i lavoratori né per la popolazione.
La dose di tolleranza è chiaramente definita solo verso degli anni 30, ed è posta pari a 1 “roentgen” a settimana, ovvero all’incirca 500 millisievert all’anno in unità moderne.Per avere un’idea dell’entità di tale limite si pensi che attualmente il limite annuale per la popolazione è di 1 millisievert, cioè 500 volte più basso.
Solo negli anni 40 si comincia a notare che le radiazioni ionizzanti sono responsabili anche di effetti genetici e si pensa sia necessario limitare l’esposizione delle gonadi, ovvero le dosi geneticamente significative, che possono indurre mutazioni nella progenie.
Il concetto di rischio anche a basse dosi, o meglio di rischio senza soglia inferiore ma semplicemente direttamente proporzionale alla dose, si afferma definitivamente nel secondo dopoguerra, quando la sperimentazione avanzata su cavie da laboratorio prima e gli effetti conseguenti alle bombe di Hiroshima e Nagasaki poi, indicano l’esistenza di correlazioni tra dosi non elevate ed effetti tardivi non reversibili.
Nel 1958 l’International Commission on Radiological Protection (ICRP) fissa valori di riferimento compatibili con le nuove risultanze e quindi molto più bassi dei precedenti. In particolare si differenzia la massima dose ammissibile annuale per i lavoratori da quella per gli individui della popolazione: la prima + portata a 5 rem (50 millisiervert), mentre per la popolazione è dieci volte più Basso, pari a 0,5 rem (5 millisievert).
Contemporaneamente si fa strada la convinzione che sia necessario ridurre l’esposizione il più possibile o meglio quanto ragionevolmente ottenibile compatibilmente con i costi e le necessità. Il principio è sancito nella pubblicazione ICRP del 1965 ed è poi riproposto anche nella pubblicazione n.26 del 1978, con la frase inglese As Low As Reasonably Achievable il cui acronimo, ALARA, è ormai accettato a livello internazionale come sinonimo di ottimizzazione della radioprotezione o di processo di riduzione dell’esposizione.
Siamo ormai ai giorni nostri con la più recente raccomandazione dell’ICRP sull’applicazione generale della radioprotezione. Si tratta della pubblicazione n.60 del 1990 , che ribadisce in pratica i principi enunciati delle pubblicazioni precedenti e riduce ulteriormente i limiti per i lavoratori e popolazione portandoli ai valori oggi adottati da tutte le normative dei Paesi più avanzati.
1.3 Principi della radioprotezione
L’ipotesi di linearità senza soglia equivale a quella di ammettere che ogni dose, per quanto piccola, possa comportare effetti dannosi anche gravi, per la salute degli individui esposti. Ciò comporta evidenti e gravi difficoltà per la individuazione di un sistema di limitazione delle dosi universalmente accettabile. La filosofia di limitazione delle dosi proposta dall’ICRP ed accettata dalle principali normative europee e nazionali, si basa su due esigenze:
• La prevenzione degli effetti deterministici
• La limitazione della probabilità di effetti probabilistici entro valori considerati accettabili.
Per il perseguimento dei predetti obbiettivi l’ICRP ha introdotto i seguenti tre principi fondamentali della radioprotezione:
Giustificazione
Ottimizzazione
Limitazione del rischio individuale
Alla luce del primo principio “nuovi tipi o nuove categorie di pratiche che comportano un’esposizione alle radiazioni ionizzanti debbono essere giustificati, anteriormente alla loro prima adozione o approvazione, dai loro vantaggi economici, sociali o di altro tipo rispetto al detrimento sanitario che ne può derivare” (D. Lgs. 230/95 art. 2 comma 1). In altre parole è necessario fare un accurato bilancio tra i benefici di ogni tipo, inclusi quelli economici, ottenibili per mezzo delle attività in esame, e i rischi ad essa connessi, ritenendo giustificate le sole attività che comportino un beneficio netto e dimostrabile per la società o per gli individui esposti.
Per ottimizzazione si intende che “qualsiasi pratica deve essere svolta in modo da mantenere l’esposizione al livello più basso ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori economici e sociali” (D. Lgs. 230/95 art. 2 comma 3)
Secondo l’impostazione dell’ICRP una corretta applicazione dei primi due principi dovrebbe essere sufficiente a garantire un’efficace protezione dalle radiazioni, soprattutto ai fini della tutela della sanità a livello generale. Poiché ciò in taluni casi potrebbe non garantire una sufficiente protezione del singolo, specie per le esposizioni dovute alla combinazione di più di una pratica, è stato introdotto il terzo principio, secondo cui, sempre nella forma recepita dalla legislazione italiana: “La somma delle dosi derivanti da tutte le pratiche non deve superare i limiti di dose stabiliti per i lavoratori esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli individui della popolazione” (D. Lgs. 230/95 art.2 comma 4).
1.4 Livelli di esposizione
Il contributi di gran lunga più importante all’esposizione dell’uomo alle radiazioni ionizzanti è quello dovuto a sorgenti naturali, eventualmente modificate dall’intervento umano. Nella tabella 1 sono raccolti i contributi medi, a livello mondiale, delle principali tra di esse.
1.5 Quadro normativo
Il sistema di radioprotezione in Italia e nel resto del mondo è basato su una struttura ormai consolidata di norme che includono leggi nazionali, direttive transazionali, raccomandazioni internazionali e normative di buona tecnica.
Attualmente l’organismo che a livello internazionale indica le linee guida sulle quali si basano poi le normative specifiche dei vari Paesi è l’autorevole ICRP, che diffonde concetti e norme attraverso pubblicazioni periodiche in lingua inglese.
Le autorità nazionali si attengono in genere alle norme riportate nella pubblicazione di questo autorevole organismo per legiferare in questa materia e quando questo non avviene sono le norme di buona tecnica di ogni Stato ad anticipare le leggi o comunque a riprendere le norme internazionali dell’ICRP.
L’ICRP nasce nel 1928 con la denominazione di International X-Ray and Radium Proteciotn Committee (IXRPC). L’ICRP oggi è composto da una Commissione Principale e da quattro Comitati:
1)Effetti della Radiazione
2)Dosi da esposizione da radiazione
3) Protezione in Medicina
4) Applicazione delle Raccomandazioni.
Tutti sono serviti da un Segretario Scientifico.
• Le radiazioni ionizzanti: grandezze fisiche, grandezze radio protezionistiche e unità di misura.
Per la quantificazione del danno dovuto a radiazioni ionizzanti sono state introdotte delle grandezze.
L’unità di misura nel SI per la grandezza dose assorbita è il Gray (GY). Per definizione 1 GY corrisponde all’assorbimento di 1 J di energia radiante per kg di materia (1 J/Kg).
A parità di dose assorbita i danni biologici dipendono fortemente da altri fattori, quali:
• le qualità della radiazione ( tipo ed energia)
• le modalità temporali dell’irradiazione
• il particolare effetto biologico considerato
• il bersaglio biologico considerato ( a livello di cellula, tessuto, organo, organismo)
Allo scopo di poter esprimere la possibilità di danni da radiazione sulla base di un unico indice di rischio, è stato necessario introdurre alcune grandezze dosimetriche protezionistiche (tra le quali la dose equivalente e la dose efficace, definite nell’allegato IV del D. Lgs. 230/95), ottenibili della dose assorbita nei tessuti moltiplicata per opportuni fattori correttivi. Queste grandezze esprimono, in modo sintetico e su una scala comune, la probabilità di effetti dannosi per esposizioni a bassi livelli (riscontrabili per le esposizioni lavorative). L’unità di misura del Si per la dose equivalente è il sievert (Sv)
Oltre alle unità di dose ed ai loro multipli e sottomultipli, nella pratica protezionistica sono molto usate anche le corrispondenti unità di intensità di dose, quali Gy/h, mSv/s ecc.. che esprimono le dosi per unità di tempo.
I limiti di dose vigenti in Italia sono espressi tramite le unità protezionistiche sopra indicate.
2.1 Misura delle radiazioni
Le radiazioni ionizzanti sono riveolate attraverso strumenti e motodi che si basano sulla capacità di ionizzazione del materiale che viene attraversato dalla radiazione stessa.
Nella sorveglianza fisica della protezione dalle radiazioni, riveste fondamentale importanza la strumentazione impiegata.
Essa ha l’importante funzione di indicare oltre alla presenza di radiazioni, il tipo, il rateo di dose assorbita da esposizione e la dose assorbita integrata in un prefissato intervallo di tempo.
La misura si divide in due tipi:
• misura diretta
• misura indiretta.
La misura diretta si effettua mediante strumentazione portatile o fissa ed è particolarmente indicata per le kisure di intensità di dose sia in laboratorio che in campo, quando è necessario disporre immediatamente di valori di misura prima dell’avvio delle attività lavorative e nel corso di queste ultime.
La misura indiretta si effettua, in particolare per le superfici e per gli ambienti di lavoro, mediante il prelevamente di alcuni campioni sul luogo che si intende controlla,re trasferendo poi tali campioni nel laboratorio di miusra. Essa è in particolare indiciata nel luoghi ove sussiste rischio di contaminazione. Considerata la maggiore sensibilità della strumentazione impiegata, è necessaria per tutti i casi dove ratei di intesità di dose superiori ai normali valori di dose ambiente non consentono di procedere ad una misura di tipo indiretto.
La strumentazione impiegata per la rivelazione e la misurazione delle radiazioni si può distinguere in tre categorie:
• strumentazione portatile, impiegata nel programma di sorveglianza per l’indicazione dei livelli di irradiazione o di contaminazione radioattiva;
• strumentazione fissa quale catene di conteggio, catene di misura spettrometriche e monitori per la radioattività degli ambienti di lavoro con la funzione di fornire in particolare per quest’ultimi:
• informazioni sul tipo di radiazione misurata
• registrazione dei livelli misurati
• segnale acustico di allarme al superamento dei prefissati valori di misura
• strumentazione dosimetrica per la sorveglianza individuale e ambientale, ossia strumenti di misura di dimensioni ridotte, particolarmente adatti per essere indossati dai lavoratori che frequentano le zone con presenza di radiazione e/o contaminazione. Tale strumentazione, che fornisce l’indicazione della dose accumulata in un prefissato intervallo di tempo è suddivisa a sua volta in due tipi di dosimetri:
• dosimetri passivi, cioè dosimetri che per fornire il risultato richiedono una fase di lettura successiva a quella di esposizione
• dosimetri attivi o elettronici, ovvero dosimetri in grado di fornire la misura della dose accumulata in tempo reale, cioè durante l’esposizione.
In particolare, per quest’ultimo tipo di strumentazione va anche detto che :
• i dosimetri per la sorveglianza individuale permettono di indicare la dose assorbita dai singoli operatori per verificare la permanenza dei valori di dose al di sotto dei valori preventivamente stabiliti e consentire di accertare, per via indiretta, che permangono le condizioni di sicurezza esaminate in fase di verifica ambientale;
• i dosimetri per la sorveglianza dosimetri ambientale conostono di controllare gli ambienti di lavoro e di verificare che i livelli di dose da radiazione ionizanti non siano tali da comportare rischi per i lavoratori e per l’insieme della popolazione.
Generalmente per tutti i tipi di dosimetri elettronici oggi in commercio vi è la possibilità di fornire un segnale di allarme al supermaneto dei limiti prefissati.
Nella catergoia di strumenti per la sorveglianza indivuale di cui al punto 3 rientrano anche i monitori mani- piedi che , costituiti da più rivelatori e per questo di dimesioni più generoso e pertanto di tipo disso, consentono la misura dei livelli di contaminazione dele mani, dei piedi e degli indumenti dei lavoratori che escono dalle aree di lavoro.
3 Radioprotezione negli ambienti di lavoro
3.1 le figure e i ruoli nel sistema di radioprotezione
La legge italiana affronta la progettazione e la gestione del sistema di protezione dalle radiazioni ionizzanti affidando le responsabilità principali alle figure del datore di lavoro (DDL) e dell’esercente.
Quest’ultimo è ben definito solo in alcuni casi, come in quello relativo agli impianti nucleari e per la protezione da alcune sorgenti naturali coinvolte in particolari processi produttivi. In altri casi le due figure sono sovrapposte e, di fatto, si parla di un unico responsabile che può essere sinteticamente ricondotto al DDL.
Parte delle responsabilità, di tipo esecutivo e operativo, sono comunque affidate anche a color che la legge indica come dirigenti preposti e lavoratori. Questi ultimi, come gli altri sono tenuti ad osservare specifici obblighi che saranno dettagliati nel seguito.
L’organizzazione e la gestione tecnica del sistema sono affidate dalla legge a due figure con specifici titoli formativi e professionali: l’esperto qualificato e il medico competente e autorizzato. Il primo deve essere incaricato dell’organizzazione degli aspetti fisici della protezione, mentre il secondo si deve occupare degli aspetti medici.
Gli esperti qualificati sono riportati nell’elenco nominativo nazionale, ripartito secondo i seguenti fradi di abilitazione:
a) abilitazione di primo grado, per la sorveglianza fisica delle sorgenti costituite da apparecchi radiologici che accelerano elettroni con tensione massima, applicata al tubo, inferiore a 400 kV
b) abilitazione di secondo grado, per la sorveglianza fisica delle sorgenti costituite da macchine radiogene con energia degli elettroni accelerati compresa tra 400KeV e 10 MeV, o da materie radioattive, incluse le sorgenti di neutroni, la cui produzione media nel tempo, su tutto l’angolo solido, sia non superiore a 10^4 neutroni al secondo;
c) abilitazione di terzo grado, per la sorveglianza fisica degli impianti come definiti dall’articolo 7 del capo II del D.Lgs. 230/95 e s.m.i e dalle altre sorgenti di radiazioni diverse da quelle di cui alle lettere a) e b).
3.2 Limiti di dose
I principali limiti di dose per lavoratori esposti e per la popolazione previsti dalla normativa vigente corrispondono sostanzialmente (con piccole differenze in senso cautelativo) a quelli raccomandati dalla ICRP e sono raccolti nella seguente tabella:
3.3 Classificazione delle aree e dei lavoratori
Il primo fondamentale adempimento di tipo organizzativo ai fini della radioprotezione consiste nella classificazione dei lavoratori e delle aree. Questa operazione permette di individuare le fasce di lavoratori per i quali devono essere garantite diverse categorie di presidi e le aree da sottoporre ai vari tipi di controlli protezionistici.
La classificazione dei lavoratori prevede le seguenti categorie:
• lavoratori esposti: sono considerati tali i soggetti che per il loro lavoro sono suscettibili di un’esposizione a radiazioni ionizzanti superiore ai limiti fissati per le persone del pubblico; nell’ambito dei lavoratori esposti si distinguono due categorie:
• categoria A, comprende i lavoratori esposti suscettibili di superare uno dei seguenti valori in un anno:
• -6mSv di dose efficace
• - i tre decimi dei limiti di dose fissati per cristallino, pelle, mani, avambracci, piedi e caviglie
• Categoria B, comprende lavoratori esposti non classificati in Categoria A
• Persone del pubblico
• Gruppi di riferimento della popolazione: non sono una suddivisione prevista nella classificazione vera e propria. Comprendono le persone la cui esposizione è ragionevolmente uniforme e rappresentativa di quella degli individui della popolazione maggiormente esposti, in relazione ad una determinata fonti di radiazione.
L’assegnazione di un individuo della popolazione a uno dei gruppi sopraindicati indivudua le azioni individuali di radioprotezione da svolgere nei suoi confronti.
L’individuazione della corretta classificazione dei singoli lavoratori è basta su una valutazione del rischio di assorbimento di prefissati valori di dose. Si tratta di un’azione di stretta competenza dell’esperto qualificato, cui devono essere forniti tutti i dati necessari nella scheda di posto di lavoro. Sulla base della classificazione, l’esperto qualificato, sottopone il lavoratore all’appropriato programma individuale di sorveglianza fisica della radioprotezione.
Una seconda incombenza di pari importanza in fase di pianificazione della protezione è la classificazione delle aree, che determina il tipo di controlli ambientali da mettere in atto in ciascuna di esse. Ogni area di lavoro sottoposto a regolamentazione per motivi di radioprotezione costituisce una zona classificata.
Le zone sono classificate sono suddivise in:
Zone controllate: sono le aree in cui, sulla base degli accertamenti, sussiste la possibilità che i lavoratori in essa operanti superino i valori previsti per la classificazione in categoria A
Zone sorvegliate: sono le aree in cui sussiste per i lavoratori in essa operanti la possibilità di superamento di uno dei limiti previsti per le persone del pubblico.
Tutte le zone classificate (zone controllate e sorvegliate) devono essere evidenziate con apposita segnaletica. Le sono controllate sono inoltre delimitate e le modalità di accesso in esse sono opportunamente regolamentate.
L’individuazione delle Zone Classificate è anch’essa affidata all’esperto qualificato e viene effettuata sulla base di una valutazione a priori dei rischi.
3.4 Segnaletica di sicurezza
Le sono classificate sono indicate con adeguata segnaletica di sicurezza che ha nel simbolo “pericolo radiazioni ionizzanti” il suo elemento fondamentale. Solitamente è anche indicata la modalità di accesso alle aree classificate.Ogni sorgente radioattiva salvo quelle non sigillate in corso di manipolazione è etichettata con il simbolo internazionale di pericolo di radiazioni ionizzanti.
Di seguito è riportata la principale segnaletica di sicurezza presente negli ambienti con rischio di radiazioni ionizzanti ed il relativo significato. Oltre a quelli indicati devono essere comunque considerati i segnali antincendio, di emergenza e gli specifici segnali di informazione.
Nel seguito sono in particolare riportati dei cartelli informativi che indicano la collocazione di strutture di decontaminazione di emergenza.
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Fisica delle particelle
Video N° 1 (Protone), Video N° 3 (Neutrini)
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Radioattività e rischi del nucleare
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