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Elio GIROLETTI - Università di Pavia, Dip. Fisica nucleare e teorica
febbraio ebb a o2009
ESCLUSIVO USO DIDATTICO UNIPV -Elementi di Radioprotezione: SORGEN-TI DI RADIAZIONI IONIZZANTI
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIAdip. Fisica nucleare e teorica
via bassi 6, 27100 pavia, italy - ph. 038298.7905 [email protected] - www.unipv.it/webgiro
elio girolettielio giroletti
LE SORGENTI LE SORGENTI DI DI
RADIAZIONI IONIZZANTIRADIAZIONI IONIZZANTI
ELEMENTI DI RADIOPROTEZIONEELEMENTI DI RADIOPROTEZIONE -- elio girolettielio giroletti
Elio Giroletti - pag.2
IntroduzioneIntroduzioneTubo di Coolidge Tubo di Coolidge Sorgenti radioattive (gamma, beta e neutroni)Sorgenti radioattive (gamma, beta e neutroni)Sorgenti nella medicina Sorgenti nella medicina Sorgenti nell’industria, guerra e nella ricerca Sorgenti nell’industria, guerra e nella ricerca Conclusioni Conclusioni
gg
223/1
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Tubo ad anodo rotanteTubo ad anodo rotanterotating anode tuberotating anode tube
Fonte: Uni Pd, Manuale radioprotezione, 2001
Fonte: Johns, Cunningham, Phys of Radiolgy, III ed.
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line and rotating focusline and rotating focus
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generatore di alta tensionegeneratore di alta tensioneevolution of HV generatorevolution of HV generator
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Diagram showing typical waveforms from xDiagram showing typical waveforms from x--ray ray generator output circuitsgenerator output circuits
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diprevious previous equipementsequipements
generatore di alta tensionegeneratore di alta tensionehigh voltage generatorhigh voltage generator
Fonte: http://www.e-radiography.net/radtech
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generatore di alta tensionegeneratore di alta tensionehigh voltage generatorhigh voltage generator
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generatore di alta tensionegeneratore di alta tensioneconstant HV generatorconstant HV generator
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generatore di alta tensionegeneratore di alta tensione33--phase 6phase 6--pulse generatorpulse generator
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generatore di alta tensionegeneratore di alta tensionehigh voltage generatorhigh voltage generator
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Tubo a raggi XTubo a raggi X
QUATTRO PARAMETRIQUATTRO PARAMETRI•• correntecorrente, , mAmA
•• lineare con la dose lineare con la dose •• alta tensionealta tensione, , kVpkVp
i “d ” ( t i ) d l f ii “d ” ( t i ) d l f i•• energia e “durezza” (penetrazione) del fascio energia e “durezza” (penetrazione) del fascio •• incrementa anche la doseincrementa anche la dose
•• tempotempo, , msms•• lineare con l’esposizione (duty cicle)lineare con l’esposizione (duty cicle)
•• distanza:distanza:•• dose diminuisce con quadrato della distanza dose diminuisce con quadrato della distanza RX RX presenti presenti solo durantesolo durante corrente di elettronicorrente di elettroni
SPETTRO ELETTROMAGNETICO
radiazioni ionizzanti
radiazioni NON ionizzanti
RX
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Spettro continuoSpettro continuoContinuum spectraContinuum spectra
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beam energy spectra beam energy spectra and high voltageand high voltage
beam energy spectra beam energy spectra and high voltageand high voltage
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12,5° tungsten target, 1.2 mm Aleq inherent, FSD=127 cmFont
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mamographic energy mamographic energy and high voltageand high voltage
mamographic energy mamographic energy and high voltageand high voltage
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12° Mo target, 0.6 mm Aleq inherent, 0.03 mm Mo addit., FSD=100 cmFont
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dose e caricadose e caricakerma in aria Vs carica
0,40
0,50
0,60
0,70
erm
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aria
, mG
y
y = 0,0623x - 0,0043R2 = 1
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0,10
0,20
0,30
0 2 4 6 8 10
carica totale, mAs
ke
Sorgente RX: OTP-tele, Gendex mod.OrthographMisure del: 21 aprile 2005 con PMXIII
dose e alta tensionedose e alta tensionekerma in aria Vs HV
0,07
0,08
0,09
0,10
kerm
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, m
Gy/
mA
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y = 0,0018x - 0,0681R2 = 0,9889
0,03
0,04
0,05
0,06
50 60 70 80 90
HV, kVp
Sorgente RX: OTPSorgente RX: OTP--tele, Gendex mod.Orthographtele, Gendex mod.OrthographMisure del: 21 aprile 2005 con PMXIII, DFCC Misure del: 21 aprile 2005 con PMXIII, DFCC
Spettro continuo e filtriSpettro continuo e filtriSpectra and filtrationSpectra and filtration
Fonte: http://www.e-radiography.net/radtech
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Emissione tipica di un tubo a raggi XEmissione tipica di un tubo a raggi XAlta Tensione del tubo radiogeno
[kV]
Filtrazione TOT del tubo
intensità di dose a 1 m dall’anodo
per 10 mA (mSv/h) 50 2 mm Al 1.50075 2 mm Al 3.500
150 2 mm Al 10.000250 0,5 mm Cu 10.000300 0,5 mm Cu 15.000300 3 mm Cu 4.800400 0,5 mm Cu 28.000
e, fi
ltrat
ion
e, fi
ltrat
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re ra
te mAXX ⋅=
Fonte: Wachsmann, Drexler, Table for Radiology, 1976Hig
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HVL HVL Half Value LayerHalf Value LayerHalf Value LayerHalf Value LayerSEV SEV Spessore Spessore EmiValenteEmiValente
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beam energy and beam energy and transmission curvestransmission curves
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12° Mo target, 0.6 mm Aleq inherent, 0.03 mm Mo addit., FSD=100 cm
II°° SEVSEV IIII°° SEVSEV
I° SEV < II° SEV
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SEV measureSEV measure
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Filtrazione propriaFiltrazione propriaFiltrazione aggiunta Filtrazione aggiunta Filtrazione TOTALEFiltrazione TOTALE
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radiazione radiazione beta, beta, ββ-- -- ββ++
EEmaxmax, E, Emediomedio, E, Epp
elettronimed EE ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ≈ max3
1
⎞⎛ 3
EEpp
Dorschel B, et al., The physics of radiation protection, 1996
positronimed EE ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ≈ max4
3
EEmediomedio EEmaxmax
costante gamma specificacostante gamma specifica
2rAX Γ=
•
dove: dove: ΓΓ =costante gamma specifica =costante gamma specifica in aria in aria per unità di per unità di
iiii
en Ep∑ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=Γ
ρμ54,19
attività, nell’unità di tempo alla distanza di 1 m da una attività, nell’unità di tempo alla distanza di 1 m da una sorgente sorgente puntiformepuntiforme, in R m, in R m22 hh--11 CiCi--1 1 ; X = rateo di ; X = rateo di esposizione (R.hesposizione (R.h--11) alla distanza r (m) prodotto dalla ) alla distanza r (m) prodotto dalla sorgente radioattiva puntiforme di attività A (Ci) ; sorgente radioattiva puntiforme di attività A (Ci) ; EEii = = energia (MeV) dei fotoni gamma emessi dalla sorgente energia (MeV) dei fotoni gamma emessi dalla sorgente radioattiva ciascuno con probabilità radioattiva ciascuno con probabilità ppi i ; (; (μμen/en/ρρ))ii = coeff. = coeff. assorbimento energia massico in aria, cmassorbimento energia massico in aria, cm22 gg--11
sorgenti gammasorgenti gamma--emittentiemittenti
isotopoisotopo TT1/21/2Energia Energia γγ, ,
keVkeV
costante gamma, costante gamma, mGy/h per 1 GBq mGy/h per 1 GBq
1 m1 m 10 cm10 cm125125II 60 3 g60 3 g 27 31 3527 31 35 0 030 03 33II 60,3 g60,3 g 27 31 3527 31 35 0,030,03 33
182182TaTa 115 g115 g 42,7 1.45342,7 1.453 0,1850,185 18,518,5198198AuAu 2,7 g2,7 g 412412 0,0550,055 5,55,5
226226Ra with Ra with daughters daughters 1604 a1604 a 18 2.20018 2.200 0,1950,195 19,519,5
Fonte: ICRP, Protection against ionizing radiation from external sources in medicine, Oxford, 1981
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gammagrafia gammagrafia -- sorgentisorgenti
isotopoisotopo TT1/21/2
Energia Energia γγmedia, media, keV, % keV, %
Coeff. atten. Coeff. atten. medio in Pb, medio in Pb,
1/cm (*) 1/cm (*)
costante gamma, costante gamma, mSv/h per 1 GBq mSv/h per 1 GBq
1 m1 m 10 cm10 cm
192192IrIr 73,8 g73,8 g317, 83%317, 83%468, 48%468, 48% 2,3312,331 0,1360,136 13,613,6IrIr , g, g ,,604, 8%604, 8%
,, ,, ,,
137137Cs/ Cs/ 137137BaBa 30,2 a30,2 a 32, 6%32, 6%
662, 85%662, 85% 1,2241,224 0,0920,092 9,29,2
6060CoCo 5,27 a5,27 a 1173, 100%1173, 100%1333, 100%1333, 100% 0,6790,679 0,3320,332 33,233,2
Fonte: AA.VV, Radionuclide and radioprotection data Handbook 2002, Rad. Protect. Dos., 2002(*) Shelein, Radiological Health Handbook, Shinta inc, 1992
gammagrafia gammagrafia -- sorgentisorgenti
sorgenti gamma sorgenti gamma -- irraggiamentoirraggiamento
RadionuclideRadionuclide
Intensità di Intensità di dose da dose da
sorgente disorgente di
Fattore specifico Fattore specifico raggi gammaraggi gammaRadionuclideRadionuclide sorgente di sorgente di
400 GBq 400 GBq in mSv/hin mSv/h a 1 ma 1 m
gg ggg gmGy/h (≈mSv/h)mGy/h (≈mSv/h)per GBq a 1 mper GBq a 1 m
192192IrIr 54,454,4 0,1360,136137137CsCs 36,836,8 0,0920,0926060CoCo 132,8132,8 0,3320,332
NEUTRON SOURCE NEUTRON SOURCE –– 241241AmBeAmBe
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•• tempo dimezz.: 432,7 Annitempo dimezz.: 432,7 Anni•• 23% neutr. E<1 MeV: E23% neutr. E<1 MeV: Emedmed~400 keV~400 keV•• EEmediamedia ~4,4 MeV~4,4 MeV•• emissione: 6E7 n/s/TBqemissione: 6E7 n/s/TBq•• KKaria, gammaaria, gamma: 0,6 : 0,6 μμGy/h/GBq/mq Gy/h/GBq/mq •• H*(H*(10)10)neutroni:neutroni: 0,60,6 μμSv/h/GBq/mqSv/h/GBq/mq•• H*(H*(10)10)neutroni:neutroni: 411 pSv*cmq 411 pSv*cmq
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•• tempo dimezz. (tempo dimezz. (αα): 2,73 anni): 2,73 anni•• tempo dimezz. (fiss.spont.): 85 a tempo dimezz. (fiss.spont.): 85 a •• tempo dimezz. (effettivo): 2,65 atempo dimezz. (effettivo): 2,65 a•• attività specifica: 24 TBq/gattività specifica: 24 TBq/g•• EEmedmed~2 MeV~2 MeV•• emissione: 0,958 neutroni/s/Bqemissione: 0,958 neutroni/s/Bq•• KKaria, gammaaria, gamma: 58,3 : 58,3 μμGy/h/GBq/mq Gy/h/GBq/mq
*(10) 9 8*(10) 9 8 S / /G /S / /G /
Font
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sorgente sorgente neutronineutroni252252CfCf
•• H*(10), neutroni: 958H*(10), neutroni: 958 μμSv/h/GBq/mqSv/h/GBq/mq•• H*(10), neutroni: 400 pSv*cmq H*(10), neutroni: 400 pSv*cmq
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NEUTRON SOURCE NEUTRON SOURCE –– 252252CfCf
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NEUTRON SOURCE NEUTRON SOURCE –– PuPu--BeBe
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Neutron spectra Neutron spectra produced in 15,18, 20 and 25 MV linear accelerators, before crossing its head (source spectrum): for spallation and evaporation
sorgente di neutroni sorgente di neutroni -- acceleratoriacceleratoriFonte: Tosi et al., Med.Phys, (18) 1991
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CERF facility, CERNCERF facility, CERN
sorgente di neutroni sorgente di neutroni -- acceleratoriacceleratori
Font
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P (1
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Neutron fluence spectra at CERF, CERNNeutron fluence spectra at CERF, CERN
sorgente di neutroni sorgente di neutroni -- acceleratoriacceleratori
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Photon fluence spectra at CERFPhoton fluence spectra at CERF
sorgente di neutroni sorgente di neutroni -- acceleratoriacceleratori
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Particle fluence spectra at CERFParticle fluence spectra at CERF
Font
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SORGENTI DI RADIAZIONISORGENTI DI RADIAZIONIElenco definito nell’All. I al d.lgs 230/95 e s.m.i. Elenco definito nell’All. I al d.lgs 230/95 e s.m.i. •• materie radioattive: verificare la materie radioattive: verificare la
concentrazione e l’attività complessiva concentrazione e l’attività complessiva detenuta sull’impianto detenuta sull’impianto •• materie radioattive artificiali materie radioattive artificiali •• materie radioattive naturali materie radioattive naturali •• materie radioattive naturali trattate materie radioattive naturali trattate
•• acceleratori di particelle nucleari: verificare tensione di acceleratori di particelle nucleari: verificare tensione di accelerazione delle particelle e se <30 keV accelerazione delle particelle e se <30 keV verificare la dose ambientale (i.e. 5 verificare la dose ambientale (i.e. 5 μμSv/h a 5 cm) Sv/h a 5 cm)
•• rad. ionizzanti origine naturale (ex all.Irad. ionizzanti origine naturale (ex all.I--bis al d.lgs 230) bis al d.lgs 230) •• il d.lgs 230 prevede esclusioni il d.lgs 230 prevede esclusioni
SORGENTI SIGILLATESORGENTI SIGILLATEANSIANSI--ISO codeISO code
Codice a 5 digiti, in ordine crescente la maggiore Codice a 5 digiti, in ordine crescente la maggiore resistenza. Le sorgenti sigillate sono testate per resistenza. Le sorgenti sigillate sono testate per resistenza a (resistenza a (nell’ordine nell’ordine del codice a 5 cifre):del codice a 5 cifre):11 temperaturatemperatura1.1. temperatura temperatura 2.2. pressione esternapressione esterna3.3. impatto in caduta da 1 m su una punta di massa M impatto in caduta da 1 m su una punta di massa M 4.4. resistenza alle vibrazioni resistenza alle vibrazioni 5.5. penetrazione di punta di massa M caduta da 1 m penetrazione di punta di massa M caduta da 1 m
Norma Norma ISO 2919ISO 2919--1980 1980 –– ANSI 43.6 1997 ANSI 43.6 1997
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sorgenti neutroni: sorgenti neutroni: 241241Am/BeAm/Be•• wipe testwipe test•• bubble test bubble test •• immersion testimmersion test•• ISO code ISO code •• recommendedrecommended
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recommended recommended life: 15 y life: 15 y
la differenza la differenza nell’assorbimento nell’assorbimento
permette permette le radiografiele radiografiexexnxn ⋅−⋅= μ)()( 0
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produzione produzione immagine radiologicaimmagine radiologica
a parità di energia: a parità di energia: μμmetallometallo> > μμossoosso> > μμmuscmusc> > μμariaaria
( ) xeIxI μ
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riduce riduce radiazione radiazione
diffusadiffusa(migliora (migliora
l’i i )l’i i )
effetto della grigliaeffetto della griglia
Fonte: NCRP 133, 2002
l’immagine)l’immagine)ma ma
incrementaincrementale dosile dosi
radiographic filmsradiographic films
Font
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0
digital radiologydigital radiology
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febbraio ebb a o2009
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19
FLUOROSCOPIAFLUOROSCOPIA
Motorized Iris
Video Camerarivelatorerivelatore
Fonte: IAEA: http://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content/
Image Intensifier
tubo RX
la radiologia... un tempola radiologia... un tempo
vano
, 193
0Co
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Vig
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RXFLUOROSCOPYRXFLUOROSCOPY…today…today
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20
dental radiologydental radiology
fixed xfixed x--ray systemsray systems
Foto: cd-rom Reg.Piemonte, 2000
RADIOGRAFIA CON RADIOGRAFIA CON MEZZO DI CONTRASTOMEZZO DI CONTRASTO
si si somministra somministra
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
al paziente al paziente del liquido del liquido opaco ai opaco ai
raggi X che raggi X che riempie riempie
l’organo da l’organo da visualizzare visualizzare
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21
nte:
NCR
P133
-20
02
il mezzo di contrasto il mezzo di contrasto •• non è radioattivo non è radioattivo
il B i i X è iùil B i i X è iùFon •• il Ba ai raggi X è più il Ba ai raggi X è più
opaco del tessuto umanoopaco del tessuto umano•• con sottrazione immagine con sottrazione immagine
Radiografia/scopia Radiografia/scopia con mezzo contrastocon mezzo contrasto
ANGIOGRAFIAANGIOGRAFIA
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
TACTACtomografiatomografia
assialeassialecomputerizzatacomputerizzata
Font
e: c
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0
computerizzatacomputerizzata
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
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TACTACtomografia assiale computerizzatatomografia assiale computerizzata
La tomografia assiale computerizzata (TAC) nel ’70 rivoLa tomografia assiale computerizzata (TAC) nel ’70 rivo--luziona la neurologia clinica in quanto visualizza bene le luziona la neurologia clinica in quanto visualizza bene le strutture nervose di cranio e colonna. strutture nervose di cranio e colonna. Le dosi impartite Le dosi impartite possono essere significative.possono essere significative. È indicata in situazioni È indicata in situazioni
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
di emergenza (traumi cranidi emergenza (traumi crani--ci, diagnosi di emorragie, ci, diagnosi di emorragie, ischemie o tumori, diagnosi nei casi di coma per causa ischemie o tumori, diagnosi nei casi di coma per causa sconoscono--sciuta). In tali situazioni (in particolare per la sciuta). In tali situazioni (in particolare per la visualizzazione di emorragie cerevisualizzazione di emorragie cere--brali) ha vantaggi brali) ha vantaggi rispetto alla RM. Con o senza contrarispetto alla RM. Con o senza contra--sto, visualizza sto, visualizza processi infiammatori e i tessuti molto vascolarizzati, processi infiammatori e i tessuti molto vascolarizzati, come ad es. i tumori.come ad es. i tumori.
TACTACtomografia assiale a spiraletomografia assiale a spirale
Introdotta di recente, la TAC a spirale, permette tempi Introdotta di recente, la TAC a spirale, permette tempi più ridotti, risoluzione migliore e, con mezzo di contrasto, più ridotti, risoluzione migliore e, con mezzo di contrasto, visualizza i vasi sanguigni del collo e intracerebrali visualizza i vasi sanguigni del collo e intracerebrali (angiografia TAC, TAC a perfusione). TAC sempre più (angiografia TAC, TAC a perfusione). TAC sempre più
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
sofisticate promettono (assieme all'angiografia a sofisticate promettono (assieme all'angiografia a risonanza) di essere più rapide e meno risonanza) di essere più rapide e meno invasive dell'angiografia a sottrazione invasive dell'angiografia a sottrazione digitale, che è oggi l'esame più comune digitale, che è oggi l'esame più comune per definire i processi arteriosclerotici. per definire i processi arteriosclerotici. Utili soprattutto per diagnosi di ictus cerebrale.Utili soprattutto per diagnosi di ictus cerebrale.
RADIOTERAPIA FASCIO ESTERNORADIOTERAPIA FASCIO ESTERNO
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nuove frontiere della RADIOTERAPIAnuove frontiere della RADIOTERAPIA
www.psi.ch
nuovenuove frontierefrontiere in RADIOTERAPIAin RADIOTERAPIA
BBoronoronNNeutron eutron CCapture apture TTherapyherapy
Figu
ra d
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, 20
09
BRACHITERAPIABRACHITERAPIA
cdrom Regione Piemonte, 2000
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produrre radiofarmaciprodurre radiofarmaci
ciclotrone
marcature radioattive marcature radioattive imaging molecolareimaging molecolare
1) Target 1) Target ⇒⇒bersaglio bersaglio ⇒⇒biomarcher (virus, anticorpo, ecc.) biomarcher (virus, anticorpo, ecc.) 2) Ricerca del legante che si lega al bersaglio 2) Ricerca del legante che si lega al bersaglio 3) Sul legante si posiziona l’agente emissivo: PET, SPECT, RMN 3) Sul legante si posiziona l’agente emissivo: PET, SPECT, RMN
DIAGNOSTICA NUCLEAREDIAGNOSTICA NUCLEARE
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MEDICINA NUCLEAREMEDICINA NUCLEAREsi iniettano molecole specifiche, si iniettano molecole specifiche, con con legato un atomo radioattivo, e legato un atomo radioattivo, e che si concentrano negli organi di che si concentrano negli organi di interesse da cui irraggiano interesse da cui irraggiano
000
Font
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Ped
roli,
Mila
no, 2
003
DOSI e MEDICINA NUCLEAREDOSI e MEDICINA NUCLEARE
tipo esame età, a MBq Eq. dose eff, mSv
Ossa0 – 9 380 9,59,5
10 – 19 570 5,75,7> 20 790 6,36,3
(UNSCEAR Report, 1993)
Cervello0 – 9 460 11,111,1
10 – 19 690 7,67,6> 20 962 8,78,7
Cardiov.0 – 9 37-555 73 73 –– 1414
10 – 19 55-830 20 20 –– 9,19,1> 20 76-1156 17,5 17,5 –– 9,89,8
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it i iit i ipositron emission positron emission tomography, PETtomography, PET
AAVV, Enciclopedia del corpo umano, cd-rom, 1997
DIAGNOSTICA PER IMMAGINIDIAGNOSTICA PER IMMAGINIAt/cell. At/cell.
(*)(*) Risol.Risol. Osservazioni Osservazioni
CTCT 101099 0,5 0,5 mmmm
ottima per ottima per definire le definire le dimensioni dimensioni
AnatomicoAnatomico StrutturaStruttura
RMNRMN 33·10·1077 0,50,5--1 1 mmmm
buona per la buona per la morfologia morfologia FisiologicoFisiologico MeccaMecca--
nisminismi
PETPET 101022 33--5 5 mmmm
localizza la localizza la malattia o il malattia o il
tumore tumore MolecolareMolecolare Bersaglio Bersaglio
ECOECO 101099 2 mm2 mm definisce definisce dimenzionidimenzioni AnatomicoAnatomico StrutturaStruttura
(*) numero di atomi/cellula necessari per visualizzare la patologia
acetato di uranile
CGS, Università di Pavia, 2003
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laboratori, esempi sorgenti
3HT1/2 = 12,3 anniEnergia massima β = 0,019 MeV (100%)Massima Penetrazione β– in aria = 4,7 mm
•Beta debole energia•Contaminazione contenitori •Verificare rimovibil contam
Massima Penetrazione β in aria 4,7 mm
Quasi tutti i composti del trizio penetrano guanti e pelle. Si consiglia di maneggiare questi composti con due paia di
guanti e sostituire quelli esterni ogni 20 minuti. I precursori triziati del DNA sono considerati più tossici che l’acqua
triziata. Tuttavia essi sono generalmente meno volatili e normalmente non presentano un pericolo significativo.
Precauzioni SpecialiSOLO smear test
14C T1/2 = 5730 anniEnergia massima β = 0,156 MeV (100%)Massima Penetrazione β– in Aria = 22 cmMassima Penetrazione β in Aria 22 cm
Alcuni composti marcati con 14C possono penetrare guanti e pelle. Si consiglia di maneggiare questi composti con due paia
di guanti, sostituendo frequentemente quelli esterni. Osservare speciali cautele nel maneggiare acidi alogenati
marcati. Questi composti possono essere incorporati attraverso la pelle e depositare localmente una dose impegnata.
Precauzioni SpecialiMEGLIO smear test
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32P T1/2 = 14,29 giorniEnergia massima β = 1,71 MeV (100%)Massima Penetrazione β– in Aria = 4-5 mM i P t i β i A 4 6Massima Penetrazione β– in Acqua = 4-6 mm
Non viene significativamente attenuato dall’aria. Usare SCHERMI; la Lucite® èil migliore, 1 cm. Si possono usare anche altre plastiche, ma generanoradiazioni secondarie. Per 37MBq può essere utile aggiungere una schermaturadi Pb da 3 a 6 mm. L’operatore può ricevere un’elevata dose locale se toccail materiale o se rimane sulla pelle o sui guanti. Non lavorare mai con uncontenitore di 32P aperto, il rateo di dose da 1 ml di 37MBq non schermatiè circa 260mSv/h a contatto.
Precauzioni Speciali
33P T1/2 = 25,4 giorniEnergia massima β = 0,249 MeV (100%)Massima Penetrazione β– in Aria = 46 cmMassima Penetrazione β in Aria 46 cm
37MBq (1mCi) di 33P non presentano una esposizione esterna pericolosa perché la bassa energia dei β–
emessi può penetrare facilmente i guanti, ma si arresta sullo strato morto della pelle
Precauzioni Speciali
35S T1/2 = 87,4 giorniEnergia massima β = 0,167 MeV (100%)Massima Penetrazione β– in Aria = 24 cm
Difficoltà a distinguerlo da 14C perché le emissioni hannoenergie simili. Se 14C e 35S vengono usati nella stessaarea, stabilire dei controlli conservativi. Alcuni compostimarcati, inclusa la metionina, generano frazioni volatiliparticolarmente durante liofilizzazione o incubazione.Controllare spesso la contaminazione superficiale.
Precauzioni SpecialiMEGLIO smear test
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SORGENTI DI CALIBRAZIONESORGENTI DI CALIBRAZIONE
•• preferibilmente lunga emivita preferibilmente lunga emivita •• es. es. 137137Cs, Cs, 6060Co, Co, 241241Am, Am, 1414C, C, 33HH•• mantienile lontano mantienile lontano •• usa schermature (vedi con EQ) usa schermature (vedi con EQ) •• ridotto angolo solido ridotto angolo solido
Beam Stop
Line D
Line XLine A800 MeV
Side Couple Cavity Linac805 MHz
H+
H-
TransitionRegion
Drift Tube Linac
201.25 MHz
100 MeV750 keV
H+
H-
H-
ProtonInjectors
New 100MeV Isotope Production Facility (Under Construction) Existing
Isotope ProductionStation
SCCL is 90% of accelerator length
LANSCE Accelerator Complex
Proton Storage Ring
Weapons Neutron Research Facility
Manuel Lujan, Jr. Neutron Scattering Center
LANSCE Accelerator ComplexLANSCE Accelerator Complex
SORGENTE SIGILLATA
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gammagrafia gammagrafia industrialeindustriale
Fonte: AA.VV., Radioprot. in industrial radiography, IAEA-IR/INTR
gammagrafia industrialegammagrafia industrialeFonte: AA.VV., Radioprot. in industrial radiography, IAEA-IR/INTR
gammagrafia industrialegammagrafia industriale
lililinaclinac
Sorgente Sorgente radioattivaradioattiva
sorgentesorgenteradiogenaradiogena
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Truck radiography
Detector arrayNaI-PMTs
Vehicle under inspection
“Shadow” cast by vehicle on detectors
Communications
Counts per pixel
Data
Sys ControlSource ShutterSpeed sensors
Gamma ray fan beam
Source
Phot
on c
ount
ing
elec
troni
cs
Data
Host Computer –Windows PC /Control Console
Control and Image Processing
Speed sensorsCameras
Interlocks
altri impieghi delle radiazioni
Radiografianeutronica
Rivelatore di fumo
difrattometria
CGS, Università di Pavia, 2003
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microscopia elettronica
CGS, Università di Pavia, 2003
radiografia radiografia industrialeindustrialeradiografia radiografia industrialeindustriale
RADIOGRAFIE AL CIBORADIOGRAFIE AL CIBO
La Granganese – feb-2006
è in grado di rilevare: è in grado di rilevare: •• vetro: >3x3x3 mmvetro: >3x3x3 mm33
•• pietre: >3x3x3 mmpietre: >3x3x3 mm33
•• pallini Pb: >0,8 mm pallini Pb: >0,8 mm •• osso: > 2x2x2 mmosso: > 2x2x2 mm33
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FLUORESCENZA XFLUORESCENZA X
Font
e: c
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QSA
Glo
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Hig
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•• analisi degli X emessi per fluorescenza analisi degli X emessi per fluorescenza •• determinazione dei componenti di campioni determinazione dei componenti di campioni •• sorgenti: sorgenti: 4444Cu, Cu, 241241Am, Am, 109109Cd, Cd, 5555FeFe
fluorescenza raggifluorescenza raggi--XX
Università di Pavia, 2005
•• fascio diretto molto intensofascio diretto molto intenso•• schermature sempre in posizione (cuffia e laterali)schermature sempre in posizione (cuffia e laterali)•• controllo periodico dei sistemi di sicurezza e controllo periodico dei sistemi di sicurezza e
di segnalazione (registra) di segnalazione (registra)
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CATTURA ELETTRONICACATTURA ELETTRONICA
Font
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QSA
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•• misura riduzione conteggi in camera ionizzazzionemisura riduzione conteggi in camera ionizzazzione•• accoppiato a gasaccoppiato a gas--cromatografo cromatografo •• su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. •• sorgenti, beta deboli: sorgenti, beta deboli: 6363Ni, Ni, 5555FeFe
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gascromatografia con C.E.gascromatografia con C.E.
ersi
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005
Uni
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•• sorgente radioattiva, sorgente radioattiva, 6363Ni, elettrodepositata Ni, elettrodepositata ⇒⇒ delicatadelicata•• rispettare temperature e parametri funzionamento rispettare temperature e parametri funzionamento •• vietato accedere alla sorgente radioattiva vietato accedere alla sorgente radioattiva •• possibilità di perdita di materiale radioattivo, per cui possibilità di perdita di materiale radioattivo, per cui
scaricare i gas all’esterno o gorgogliarli scaricare i gas all’esterno o gorgogliarli •• necessita di nulla osta necessita di nulla osta –– smaltimento autorizzato smaltimento autorizzato
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LEVEL GAUGINGLEVEL GAUGING
Font
e: c
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ogo
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Glo
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h
•• su: contenitori in situazioni difficili o proibitive su: contenitori in situazioni difficili o proibitive •• sorgenti: sorgenti: 241241Am, Am, 137137Cs , Cs , 6060CoCo
h Te
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MISURE DI SPESSOREMISURE DI SPESSORE
Font
e: c
atal
ogo
QSA
Glo
bal,
Hig
h
•• ipotesi: densità costante ipotesi: densità costante •• su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. •• sorgenti: sorgenti: 241241Am, Am, 137137Cs , Cs , 9090Sr/Sr/9090Y, Y, 8585Kr, Kr, 6060Co, ecc. Co, ecc.
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MISURE DI SPESSOREMISURE DI SPESSORE
Font
e: c
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Glo
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•• per riflessioneper riflessione•• ipotesi: densità costante ipotesi: densità costante •• su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. su: metalli, plastica, carta, anche in tubazioni, ecc. •• sorgenti: sorgenti: 241241Am, Am, 137137Cs , Cs , 9090Sr/Sr/9090Y, Y, 8585Kr, ecc. Kr, ecc.
•• temperatura di fusione: temperatura di fusione: --156,6 156,6 °°CC• punto di ebollizione: -157,2 °C a 73,09 Pa • inodore e incoloreinodore e incolore
krypton 85, krypton 85, 8585KrKr
•• chimicamente chimicamente inerteinerte a temperatura ambiente a temperatura ambiente ⇒⇒ si disperde nell’ambiente si disperde nell’ambiente ⇒⇒ non si fissa nei polmoni non si fissa nei polmoni
• massa di 85Kr, 1 GBq: 0,07 mg •• esiste anche in natura disperso ariaesiste anche in natura disperso aria
krypton 85, krypton 85, 8585KrKrSORGENTE SIGILLATA ISOSORGENTE SIGILLATA ISO
sorgente sorgente sigillata, ISO n.2919: sigillata, ISO n.2919: C33332C33332•• temperatura: temperatura: --4040°°C (20 min) e +180 C (20 min) e +180 °°C (1h) C (1h) •• pressione esterna: 25 kPa pressione esterna: 25 kPa ÷÷ 2 MPA 2 MPA •• impatto: 200 gr da 1 m impatto: 200 gr da 1 m •• vibrazione: 3x10 min a 25vibrazione: 3x10 min a 25÷÷50 Hz a 5 g picco 50 Hz a 5 g picco •• punzone: 1 gr da 1 m punzone: 1 gr da 1 m
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TRT – feb-2002
SEGNALAZIONI E SICUREZZASEGNALAZIONI E SICUREZZA
segnalazionisegnalazionisulle sorgentisulle sorgenti
SICUREZZE ATTIVE
tasti tasti emergenzaemergenza
cancelletto con microinteruttorecancelletto con microinteruttore
segnalazionesegnalazioneluminosaluminosa
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MISURA DI MISCELEMISURA DI MISCELE
Font
e: c
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•• su: consistenza suoli, in silos, miscele di materialisu: consistenza suoli, in silos, miscele di materiali•• sorgenti, neutroni: sorgenti, neutroni: 241241Am/Be, Am/Be, 252252CfCf
239239Pu Pu -- 235235UU neutron crossneutron cross--sectionsection
fonte: web Australian Atomic Energy Agency
IMPIANTI NUCLEARIIMPIANTI NUCLEARI
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IMPIANTI IMPIANTI NUCLEARINUCLEARI
World Nuclear Ass.
ENERGIA ENERGIA NUCLEARE NUCLEARE
AD USO AD USO MILITAREMILITARE
??
(Tos
i GP,
Mila
no, 2
002)
URANIODEPLETOuso militare
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uranio depleto: uso militare
??
entro un carro schermato con DU0,4-0,8 μSv/h ⇒ 1 mSv/70 g, 8h/g
ENERGIA NUCLEARE AD USO MILITAREENERGIA NUCLEARE AD USO MILITARE
FALLOUT: dosiFALLOUT: dosi
Fonte: NRPB, Cerrie Report, 2004
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FALLOUT: contaminazioneFALLOUT: contaminazione
137137CsCsBq/mcBq/mc
Fonte: ANPA, Annuario 2007
1963
1963
1986
1986
FALLOUT: contaminazioneFALLOUT: contaminazione
137137Cs medio inCs medio inparticolato atmosfericoparticolato atmosferico
Fonte: ANPA, Annuario 2007
1986
CHERNOBYL, 26CHERNOBYL, 26--IVIV--8686
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Incidente diChernobyl,26 Aprile 1986
RIFIUTI RADIOATTIVI RIFIUTI RADIOATTIVI …sparsi…sparsi
26 Aprile 1986
e m
anag
emen
t, 19
82
NUCLEAR NUCLEAR REACTOR REACTOR
WASTEWASTEPRODUCTION PRODUCTION
font
e: IA
EA
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ioac
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DEPOSITI PROFONDIDEPOSITI PROFONDI
Fonte: Le Scienze, 2004
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DEPOSITI SUPERFICIALIDEPOSITI SUPERFICIALI
Fonte: Le Scienze, 2004
Principali fonti di rifiuti radioattiviPrincipali fonti di rifiuti radioattivi•Esercizio e smantellamento di centrali nucleari, ciclo del combustibile, produzione uso in medicina, industria e ricerca, decontaminazioni
In ItaliaIn Italia•25.000 m3 rifiuti stoccati c/o impianti che generano
RIFIUTI RADIOATTIVI …in ItaliaRIFIUTI RADIOATTIVI …in Italia
p g•500 m3 è la produzione annua di rifiuti radioattivi•50.000 ÷ 60.000 m3 rifiuti radioattivi che saranno prodotti per lo smantellamento degli impianti nucleari esistenti
•NB: 3.600.000 m3 = produzione annua di rifiuti pericolosi (amianto, oli, PCB, residui industriali, ecc., le cui caratteristiche di pericolosità rimangono inalterate nel tempo)
Usando sorgenti ospedaliere, di Usando sorgenti ospedaliere, di ricerca o industriali… ricerca o industriali…
TERRORISMO, TERRORISMO, 210210Po e Po e dirty bombdirty bomb
contenit.192Ircontenit. Ir
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EFFETTI dellaEFFETTI della dirty bombdirty bombEFFETTI della EFFETTI della dirty bombdirty bomb
Effetti per la salute Effetti per la salute Immediati: trascurabili Immediati: trascurabili Ritardati: dipende Ritardati: dipende dallo scenario dallo scenario
D i i i iD i i i i
EFFETTI della EFFETTI della dirty bombdirty bomb
Danni economici: enormi Danni economici: enormi
www.unipv.itwww.unipv.it/webgiro/webgiro
elio giroletti .elio giroletti ..
Università degli Studi di PaviaINFN sezione di [email protected]