Il documento tratta della dosimetria e delle interazioni tra radiazione e materia, introducendo grandezze come esposizione, dose assorbita, dose equivalente e dose efficace. Discute gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, distinguendo tra effetti somatici e genetici, oltre che tra deterministici e stocastici. Infine, presenta i principi di radioprotezione per limitare i rischi associati all'esposizione a radiazioni ionizzanti.

1. FONDAMENTI DI DOSIMETRIA
prof. Mauro Cicognani

3. Per descrivere le varie fasi del processo di interazione tra
radiazione e materia si introducono le seguenti grandezze
fisiche:
- GRANDEZZE RADIOMETRICHE
definiscono il campo di radiazione presente
a) Attività del campione
b) Tipologia delle radiazioni
c) Energia associata
(energia media per la
radiazione beta)
Più la radiazione è penetrante e meno il materiale è denso,
maggiore sarà la regione di spazio interessata al fenomeno di
cessione di energia

4. - GRANDEZZE DOSIMETRICHE
caratterizzano sia il procedimento di cessione dell’energia sia il
legame tra l’energia ceduta e la potenzialità di danno indotto
a) ESPOSIZIONE X (definita unicamente per fotoni γ e X)
è il rapporto tra la carica totale degli ioni in aria, prodotti da un
fascio di fotoni, e la massa di aria interessata
X = QTOT/M [C/kg] [R] Roentgen
1 R = 2,58 x 10-4 C/kg

5. b) INTENSITA’ DI ESPOSIZIONE X’
rapidità con la quale viene generata ionizzazione nell’aria
X’ = X/Δt [C/(kg s)] [A/kg]
X’ = Γ x a/d2
d distanza da una sorgente radioattiva di attività a che emette
fotoni gamma
Γ costante gamma specifica, caratteristica di ogni radionuclide

6. c) DOSE ASSORBITA D
rapporto tra l’energia E assorbita dal mezzo e la massa del mezzo
D = E/m [J/kg] [Gy] Gray
DARIA = 34 [J/C] x X
(34 eV è l’energia dissipata nella produzione di un singolo ione in aria)
La dose assorbita, dal corpo umano, nel caso di una radiazione
proveniente dall’esterno è:
DTESSUTO MUSCOLARE = 37 [J/C] x X
In quanto il tessuto muscolare ha una densità elettronica
leggermente superiore rispetto a quella dell’aria

7. Nel caso di contaminazione interna, ipotizzando che tutta la
radiazione emessa venga assorbita dal mezzo (ipotesi valida
sempre nel caso di particelle alfa e beta)
D = (a x E x Δt) / m

8. d) INTENSITA’ DI DOSE ASSORBITA D’
rapidità con la quale si verifica il processo di cessione dell’energia
al mezzo
D’TESSUTO MUSCOLARE = 37 [J/C] x X’
nel caso di contaminazione interna
D’(t) = E/m x a0 x e-λt
D = D0’/ λ x (1 - e-λt)

9. e) DOSE EQUIVALENTE H
non tutte le radiazioni determinano, a parità di dose assorbita,
gli stessi effetti
Ht = Σ ωR x DT,R [J/kg] [Sv] Sievert
Ht dose equivalente al tessuto
ωR fattore di peso della radiazione (tabella 2 pagina 364)
f) DOSE EFFICACE E
tiene conto anche del fatto che gli organi del corpo umano
presentano una differente capacità di rimanere danneggiati in
conseguenza dell’assorbimento della stessa dose equivalente
E = Σ ωt x Ht [Sv]
ωt fattori di peso dei vari tessuti (tabella 3 pagina 364)

11. EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI
La dose efficace media annua ricevuta dalla popolazione a causa
di tutti i contributi presenti nel fondo naturale è stimata in 2,4
mSv/anno

12. L’effetto biologico delle radiazioni può essere di due tipi:
- DIRETTO
quando la radiazione determina direttamente la ionizzazione
della molecola costituente la cellula, danneggiandola

13. - INDIRETTO
quando la radiazione determina la creazione di nuove specie, i
radicali liberi, che interagiscono chimicamente con la cellula
dando luogo a nuove alterazioni

14. Le radiazioni ionizzanti sull’organismo possono provocare effetti:
- SOMATICI
si osservano nell’individuo esposto e si esauriscono con la sua
morte
- GENETICI
in conseguenza dell’esposizione di un individuo si manifestano
solo sulle generazioni
successive

15. Gli effetti somatici a loro volta si distinguono in:
- DETERMINISTICI (gravità effetto funzione della dose)
a) è possibile individuare una chiara relazione di causa/effetto
tra l’agente e l’effetto provocato
b) esiste un valore soglia di dose al di sopra del quale quasi tutti
i soggetti esposti contrarranno tale effetto
c) al crescere della dose, sopra del valore soglia, si manifesta un
aggravio dei sintomi
d) gli effetti sono immediati se si manifestano entro qualche
settimana dall’esposizione; tardivi se dopo mesi o anni

16. - STOCASTICI (probabilità effetto funzione della dose)
a) non richiedono il superamento di un valore soglia per la loro
comparsa
b) hanno carattere probabilistico e sono distribuiti casualmente
nella popolazione esposta
c) sono dimostrati dall’evidenza epidemiologica
d) con il crescere della dose aumenta la probabilità di contrarre
la malattia, ma non la gravità della stessa
e) si manifestano dopo anni dall’irradiazione e sono
indistinguibili dai tumori prodotti da altri agenti cancerogeni
Gli effetti genetici sono unicamente di tipo stocastico

18. PRINCIPI DI RADIOPROTEZIONE
- RADIOTERAPIA
pratiche mediche che sfruttano le proprietà terapeutiche delle
radiazioni

19. - RADIODIAGNOSTICA
utilizzo delle radiazioni per la diagnosi delle malattie

20. - RADIOPROTEZIONE
Si occupa della protezione dai rischi potenzialmente derivanti
dall’esposizione a sorgenti di radiazioni ionizzanti. Ha come
scopo quello di eliminare la possibilità di insorgenza degli effetti
deterministici e
limitare la
probabilità di
accadimento
degli effetti
stocastici

21. La protezione radiologica su basa su tre principi:
1) principio di giustificazione
2) principio di ottimizzazione
3) principio di limitazione delle dosi