Lezione 24

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Rivelatori di Particelle 1

Lezione 24

Radiazioni Ionizzanti

Generalità

Con il termine radiazione si descrivono fenomeni molto diversi fra loro:

 Emissione di luce da una lampada

 Emissione di calore da una fiamma

 Particelle elementari da un acceleratore o da una sorgente radioattiva Ma

Tutte queste emissioni trasportano energia nello spazio.

Questa energia viene ceduta quando la radiazione è assorbita nella materia.

Possibili danni per l’organismo umano

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Radiazioni Ionizzanti

Normalmente si distinguono le radiazioni in:

 Radiazioni direttamente ionizzanti : particelle cariche

 Radiazioni indirettamente ionizzanti: particelle neutre

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Radiazioni Ionizzanti

Radiazioni direttamente ionizzanti più comuni sono particelle a (nuclei di elio), particelle b (elettroni) emesse da decadimenti radioattivi.

Radiazioni indirettamente ionizzanti più comuni sono fotoni (raggi x e raggi gamma) e neutroni (emessi nella disintegrazione spontanea di elementi pesanti prodotti artificialmente e nelle reazioni nucleari)

L’energia delle radiazioni (direttamente o indirettamente ionizzanti)

si misura in eV.

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Sorgenti di Radiazione

Ricordiamo:

L’ atomo è costituito da un nucleo e da degli elettroni che gli ruotano attorno in orbite ben definite.

Il nucleo è costituito da protoni e neutroni. Il numero di protoni (pari al numero di elettroni) determina l’elemento a cui l’atomo appartiene.

Gli atomi di uno stesso elemento, pur avendo lo stesso numero di protoni, possono avere diverso numero di neutroni  Isotopi.

Ad esempio: U-238, U-235, U-233 per quanto riguarda l’Uranio e per quanto riguarda l’idrogeno abbiamo due isotopi Deuterio e Trizio.

Il trizio è radioattivo ed emette particelle b negative (elettroni)

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Sorgenti di Radiazione

Se l’ isotopo è radioattivo si parla di radioisotopo o di radionuclide.

Molti elementi esistenti in natura sono costituiti da atomi i cui nuclei sono energeticamente instabili  emissione di radiazione a o b accompagnata spesso da raggi g (ed il nucleo diventa stabile).

Tali nuclei sono detti radioattivi e l’emissione di radiazione

è detta decadimento radioattivo o radioattività.

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Sorgenti di Radiazione

Fondamentale per ogni radionuclide è il tempo di dimezzamento, tempo necessario affinchè il numero di nuclei radioattivi si dimezzi.

Il tempo di dimezzamento varia a seconda dal radionuclide dalle frazioni di secondo ai milioni di anni.

Le radiazioni a e g hanno un’energia ben definita, mentre le radiazioni b presentano uno spettro continuo, fino ad un’energia massima.

L’energia media di questi elettroni è ≈ 1/3 l’energia massima.

Il numero di disintegrazioni nell’unità di tempo si chiama attività e si misura in bequerel (Bq). 1 Bq vuol dire una disintegrazione al secondo.

Il decadimento radioattivo in generale segue una legge esponenziale .

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Sorgenti di Radiazione

La radioattività può essere indotta artificialmente in nuclei stabili tramite reazioni nucleari.

Questa si chiama radioattività artificiale per distinguerla da quella precedente chiamata radioattività naturale.

Un qualunque acceleratore può essere sorgente di

radiazioni. Si accelerano particelle cariche, che inviate su

un bersaglio producono i fasci di radiazione da utilizzare.

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Assorbimento di radiazioni

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Assorbimento di radiazioni

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Penetrazione

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Rilascio di energia in tessuto biologico

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Dose assorbita

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Dose equivalente

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Dose efficace

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Lezione 24 Riassunto

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Effetti della radiazione

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Lezione 24

Danno cellulare

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Lezione 24

Danno cellulare

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Lezione 24

Danno cellulare

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Effetti dell’irradiazione

La sensibilità di una cellula dipende dalla fase della vita della cellula stessa.

Cellule con più alta radiosensibilità sono quelle con la più alta frequenza di divisione cellulare.

Nei mammiferi:

 Cellule estremamente radiosensibili : midollo osseo, tessuti linfatici, mucosa intestinale,ovaie e testicoli, cellule dell’embrione.

 Cellule meno radiosensibili: encefalo, muscoli, ossa,reni:

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Effetti dell’irradiazione

L’effetto della radiazione sull’uomo dipende da:

 Dose equivalente totale

 Tempo di somministrazione

 Modo di somministrazione

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Una dose non frazionata nel tempo è più dannosa di una dose frazionata

(radioterapia)

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Una dose somministrata all’intero volume del corpo è più dannosa di una dose somministrata a qualche parte del corpo

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