Cerca nel blog

Loading

31 marzo 2011

Concetti di Dosimetria


Ciao a tutti, con un po' di ritardo vi porto il mio contributo... Scusate, ma sono dovuta andare a riprendere i miei appunti del quart'anno e anche se il Toto mi spaccia per esperta io non mi sento proprio di ritenermi cosi... Tant'e' che ho sottoposto le mie dichiarazioni all'attenta correzione della nostra dottoressa Gio che ringrazio. Dunque il documeto di riferimento per questi casi e' l'ICRP103, ovvero le RACCOMANDAZIONI 2007 DELLA COMMISSIONE INTERNAZIONALE PER LA PROTEZIONE RADIOLOGICA, di cui ne trovate una copia qui e' da questo documento che ho preso tutte tebelle di cui sotto.

Iniziamo col dire che bisogna fare una differenza tra dose assorbita, dose equivalente e dose efficace ai tessuti.
La dose indica l'energia rilasciata localmente dalla radiazione in un mezzo per unita' di massa, si misura in Gy (J/kg) ed e' una grandezza indipendente dal tipo di radiazione che rilascia l'energia.

La dose equivalente si ottiene moltiplicando la dose per un fattore (wr) che per cosi' dire tiene conto delle caratteristiche delle radiazione incidente e degli effetti biologici che potrebbero essere causati.

Per capirci meglio: guardando la tabella vi accorgerete che le paticelle alfa a parita' di dose genearano una dose equivalente, misura in Sv, sempre J/kg, 20 volte maggiore di un fotone. Questo perche' le modalita' di interazione delle particelle alfa con la materia rendono piu' probabile la rottura di legami in punti vicini del DNA e quindi piu' probabile la generazione di danni irreparabili alla catena.
Come gia' stato detto la rottura del DNA va a modificare il funzionamento cellulare compromettendo la funzionalita' biologica dei tessuti irradiati.
Per questo motivo si introducono anche quelli che sono i 'fattori di ponderazione del tessuto' (wt) e si parla di dose efficace che tiene conto non solo delle caratteristiche della radiazione incidente, ma anche del tessuto/organo in cui l'energia e' rilasciata.


E' infatti intuitivo capire che alterare il funzionamento dei globuli bianchi puo' avere effetti diversi rispetto al compromettere la funzionalita' dell'epidermide...
Non solo, come Toto ha gia' spiegato, bisogna, nel caso di contaminazione interna, tener conto che i tessuti e gli organi di cui fanno parte hanno delle biocinetiche diverse...

Riassumendo abbiamo capito che se vogliamo parlare di effetti biolocigi delle radiazioni non si deve parlare di dose ma di dose equivalente e dose efficace, tenere cioe' conto della radiazione incidente e del tessuto irradiato.

Adesso possiamo parlare degli effetti delle radiazioni sull'individuo.

I danni prodotti dalle radiazioni ionizzanti sull'uomo possono essere distinti in due categorie principali: i danni somatici (sull'individuo irradiato) e quelli genetici (sulla progenie dell'individuo esposto).
I danni somatici possono a loro volta essere deterministici ('certi') o stocastici (probabili), i danni genetici sono solo stocastici.

Per i danni deterministici si parla di DOSE SOGLIA, ovvero di quel valore di dose equivalente al di sopra del quale la comparsa del danno e' certa per tutta la popolazione esposta e la gravita' linearmente proporzionale alla dose assorbita.
Il valore della dose soglia dipende dal tipo di danno considerato, ma anche dalle modalita' temporali con cui la dose viene assorbita!
Riporto una tabella con alcuni valori di dose soglia per alcuni danni deterministici.

Fra questi si vedono i limiti per non incappare nella sterilita', come interessava a Isabella, se non sbaglio... Noi donne siamo un po' piu' sfortunate degli uomini sembra che siamo piu' sensibili. Credo che, essendo i fattori di ponderazione per gli organi gli stessi, la differenza nasca dalla posizione anatomica. Un' osservazione nella tabella sono indicati Gy, non Sv, credo sia perche' si intende implicitamente 'dose da fotoni... ' e quindi con fattore wr=1. Comunque prometto che mi informo!

Passiamo ai danni somatici stocastici che comprendono le leucemie e i tumori.
In questo caso soltanto la probabilità d'accadimento, e non la gravità, è in funzione della dose e come gia' detto per cautela viene esclusa l'esistenza di una dose-soglia. L'analisi della relazione dose-effetto si basa sullo studio statistico di popolazioni esposte (sopravvissuti giapponesi alle esplosioni atomiche, Chernobyl etc) e sul confronto con popolazioni non esposte. La necessita' di non mettere una soglia nasce dal fatto che i dati statistici sono numerosi per le alte dosi, ma rari per le dosi medie e inesistenti per le piccole dosi. Lo studio di questi effetti e' complicato dal fatto che i tumori e le leucemie si manifestano dopo anni, talora decenni, dall'irradiazione e sono indistinguibili dai tumori indotti da altri agenti cancerogeni.

Infine arriviamo ai danni genetici stocastici che sono indotti dall'irradiazione delle gonadi e dal conseguente possible danneggiamneto del materiale genetico contenuto in ovuli o spermatozoi.
E immediato in questo senso capire che gli effetti sono maggiori nelle donne. Infatti non e' dato sapere se e quale ovulo potrebbe essere stato 'danneggiato'. E soprattutto se e quando lo stesso sara' fecondato. Negli uomini lo sperma irraggiato (se da radiazione esterna) puo' essere al contrario eliminato. Il discorso e' un po' piu' complicato nel caso di contaminazione, non si puo' essere infatti certi del momento dell'eventuale danneggiamento...

Ecco, credo di avervi fornito un semplice riassunto dei concetti che sono alla base della dosimetria e della radiprotezione. Consiglio caldamente la lettura dell'ICRP103, decisamente piu' esaustiva del mio articolo e resto qui a disposizione per qualsiasi dubbio/domanda.


Chiunque può lasciare commenti su questo blog, ammesso che vengano rispettate due regole fondamentali: la buona educazione e il rispetto per gli altri.

Per commentare potete utilizzare diversi modi di autenticazione, da Google a Facebook e Twitter se non volete farvi un account su Disqus che resta sempre la nostra scelta consigliata.

Potete utilizzare tag HTML <b>, <i> e <a> per mettere in grassetto, in corsivo il testo ed inserire link ipertestuali come spiegato in questo tutorial. Per aggiungere un'immagine potete trascinarla dal vostro pc sopra lo spazio commenti.

A questo indirizzo trovate indicazioni su come ricevere notifiche via email sui nuovi commenti pubblicati.

9 commenti:

  1. Sono stato invitato a esprimermi qui dopo aver scritto che la linearità senza soglia non è sempre un principio di massima cautela e intervengo volentieri per la stima nei confronti di chi tiene questo blog, anche se non mi pare c'entri con quanto scritto in questo post, che mi pare indiscutibile e condivido appieno, almeno nei limiti delle mie conoscenze, che è troppo definire conoscenze.
    (Infatti, non sono assolutamente competente in questa materia; ho studiato logica matematica e mi sono sempre occupato di metodo scientifico.)

    Quello della linearità senza soglia, in qualunque processo, è un principio di massima cautela in misura direttamente proporzionale alla omogeneità degli elementi della relazione, qualunque essa sia. Funziona benissimo, per intenderci, in caso di fonti omogeneamente distribuite in ambienti dove vengono recepite in modo analogo da ogni recettore. In questi casi ha forte valore euristico (permette di fare ottime previsioni), se mancano una o entrambe le condizioni, ci si trova di fronte a "sorprese" che vengono erroneamente interpretate come contraddittorie rispetto ai dati precedenti, mentre indicano semplicemente che si erano considerati omogenei fattori che non lo sono.

    Con due esempi ci si spiega come con mille parole: se tutto il pescato del pacifico presentasse livelli analoghi di contaminazione, si potrebbe dedurre il tasso stocastico di alcune conseguenze in base alla dose di pesce del pacifico ingerito; se c'è la possibilità che un pesce oggi si contamini a Fukushima e domani sia pescato a Hong Kong, non si può stabilire questa correlazione in alcun modo, se non con inferenze determinate da quantità di casi che nessuno vuole nemmeno pensare di dover registrare.
    Se c'è la possibilità che una parte della popolazione sia più sensibile a certi fattori (in unica soluzione e/o continuati nel tempo), è egualmente possibile che i danni eccedano di molto il rapporto supponibile sulla base della linearità nella relazione fra dosi di fonti e di effetti. E' il caso della celiachia, per esempio, (che ha un rapporto molto complesso con le soglie di cereali per alcuni soggetti) indipendentemente dalle soglie di ricezione sostenibile dei cereali da parte della maggior parte della popolazione.

    Tutto questo non lo dico per sostenere niente pro o contro qualcuno, né circa le stime convenzionali sui livelli di pericolosità di radiazioni e isotopi (che dicono solo quello che dicono), né circa le rilevazioni tedesche sui tassi di tumori infantili nei pressi di centrali ben funzionanti, piuttosto che quelle su tumori e malformazioni (stocasticamente rilevanti più di quanto si potrebbe supporre in un contesto omogeneo) nei casi legati all'uranio impoverito. Questo è solo il motivo per cui le une non escludono le altre, mentre possono essere entrambi consistenti.
    Credo che un quadro abbastanza preciso sugli effetti delle radiazioni ce lo faremo per forza "grazie" a questo disastro.

    La valutazione politica, economica e anche culturale della modalità di rapportarsi ai danni certi e possibili legati alla catastrofe di Fukushima non dipende da ciò, a meno che qualcuno cerchi di contrabbandare questo principio, linearità senza soglia, come di massima cautela, qualora non si possa escludere disomogeneità nei due termini della relazione, perché in questo caso è semplicemente scorretto, logicamente, a prescindere dalla buonafede di chi lo sostiene.

    Purtroppo i pericoli legati a tutto ciò in questa circostanza sono aggravati, mi pare, da quanto descritto nell'articolo: "La necessita' di non mettere una soglia [...] altri agenti cancerogeni.".
    Da un punto di vista strettamente logico, non se ne deriva solo l'impossibilità di individuare una soglia, ma anche quella che la linearità supposta porti a sottostime considerevoli (che nessuno si auspica, anche se alcuni dati sembrano indicarlo chiaramente).

    RispondiElimina
  2. Bell'articolo ma purtroppo limitato all'irraggiamento. Manca secondo me il punto più critico, ovvero la stima del danno per contaminazione, cioé ingestione/inalazione di isotopi radioattivi. Si parla di committed effective dose equivalent, ben più grave della semplice radiazione. Un ammasso di isotopi radioattivi a qualche metro di distanza mi fa un baffo, ingerito mi ammazza, chiedere a Litvinenko. Le radiazioni attorno a Fukushima sono abbastanza preoccupanti, ma se sono dovute a isotopi con decadimento alfa e beta sparsi nell'ambiente, le cose sono di gran lunga peggiori di quanto sembra confrontando le tabelle coi millisievert.

    RispondiElimina
  3. @efraim caspita si vede che hai studiato logica matematica!Ho impiegato 1/2 ora a leggere il commento e poi ho dovuto rileggerlo per capire se avevo capito! Sei forte!

    Mi rendo conto solo ora che anch'io ho sempre pensato al LNT come un principio di massima cautela, ma le tue osservazioni non fanno una piega. Credo di aver appreso questa uguaglianza LNT = massima cautela dai vari corsi di formazione per lavoratori esposti. Domani magari vado a rivedere le slide.

    Credo che un quadro abbastanza preciso sugli effetti delle radiazioni ce lo faremo per forza "grazie" a questo disastro.
    Parole molto simili le ha utilizzate il mio capo quando nei primi giorni c'erano qualche microSv/h a Tokyo. Ha detto: così avremo una statistica di qualche milione di persone a basse dosi.

    Per fortuna per loro, la dose è andata subito a scendere

    @markogts sai che ieri sera mentre con il boss discutevamo la bozza, lei mi ha detto: vedrai che la prima domanda che mi faranno sarà: "e la contaminazione?"

    Si è sbagliata, è stata la seconda...

    Dai boss... illuminaci!

    RispondiElimina
  4. @efraim: Toto ci ha messo 1/2 ora, io 45 minuti... comunque concordo, sei ineccepibile! La promessa e' quella di studiarmi un po' meglio l'icrp103 e vedere di argomentare piu' approfonditamente quanto si sa fino ad ora sulle basse dosi, che devo ammettere va un po' oltre l'atteggiamento 'cautelativo' descritto nel mio post. Sorry...
    @markogts: ti ha gia' risposto Toto,
    lo sapevo! anche a te prometto di integrare il post con un'analisi sul calcolo della dose per contaminazione da radioisotopi.

    RispondiElimina
  5. @toto mi scuso per il linguaggio: so di risultare difficile da leggere, ma garantisco che ce la metto tutta a esprimermi nel modo più chiaro possibile.

    Non mi stupirebbe che tale principio venga "insegnato" nei corsi (quantomeno conviene a chi li commissiona), ma mi stupirei se coloro che stabiliscono le politiche con cui si affronta (anche) questa emergenza non sapessero che è un argomento retorico, sofistico, solo apparentemente valido.

    RispondiElimina
  6. @efraim: credo di rispondere anche per Toto, il problema non sei tu e come ti esprimi... nulla da dire. Siamo noi e la nostra 'non abitudine' alla logica. Soprattutto mia..

    RispondiElimina
  7. @the real boss, mi scuso anche con te, ma almeno pare che il contenuto sia ben argomentato. Sulle basse dosi sarebbe utilissima qualunque delucidazione, perché gli unici dati che si trovano sono quelli decisamente sconfortanti sulla ricerca tedesca riguardo i bambini nelle aree limitrofe a centrali senza guasti, oltre ai dati orribili su neoplasie e malformazioni nelle aree toccate dai proiettili all'uranio impoverito, che mi sembra e spero non possano essere correlati in alcun modo a una centrale ben funzionante e spero abbiano caratteristiche molto diverse anche da questa contaminazione. E' piuttosto ovvio che si trovino solo questi dati, ma voglio sperare che ne esistano altri in grado, se non di contrastare correlazioni troppo nette per essere casuali, di relativizzarne parecchio la portata.
    Comunque nei prossimi anni avremo modo di farci delle certezze: spero proprio che a Tokio le dosi di tutto siano troppo basse per generare qualunque effetto negativo misurabile sulla salute pubblica, ma fra Tokio e Fukushima vive molta ma molta gente (anche se fortunatamente quella zona è relativamente poco densamente popolata, si sta parlando sempre del Giappone).

    RispondiElimina
  8. Non so se ho capito non dico tutto, quello è impossibile, ma almeno in linea di massima quello che avete scritto. @efraim, pensa che io l'ho letto più volte e ho capito solo le parole e non il senso, ma non per colpa tua, quanto per ignoranza mia sia in logica che in statistica e tante altre cose.

    Quello che mi pare di aver capito è che esistono (o meglio sono state rilevate) correlazioni sia deterministiche che stocastiche a fronte di esposizioni diciamo corpose (anche se inorridite forse per l'uso dei termini ^_^), mentre per esposizioni sotto soglia il "non c'è pericolo per la salute umana" tanto ventilato non viene detto in base a uno studio che lo avvalora, ma da una mancanza di statistiche e dati su esposizioni minime sulla popolazione. Cioè, una sorta di "fino a prova contraria"

    Ho capito bene?

    RispondiElimina
  9. @Mu,credo di poter dire che hai capito bene sulle dose massicce e sulle esposizioni più smilze (figurati) si suppone che si vada avanti sulla stessa linea (come una parabola di una palla osservata solo oltre una certa quota da dietro un muro su:pponi che cada dove, lì sì, è logico) e si trova questo principio estremamente cauto, mentre non lo è sempre, anzi, facilmente è sballato per palle che sotto una certa quota posson bucarsi o esplodere come bombe a grappolo - - e per terreni con rialzi e dirupi.

    @tutti: quanto ho detto sin qui non significa, né logicamente, né scientificamente, che i pericoli siano maggiori per dosi limitate (ci sono dati più che preoccupanti, molto, in effetti, riguardo i punti già menzionati e le conseguenze fi Chernobyl).
    Infatti, stavo ipotizzando che entro certi limiti, facilmente variabili a seconda dei soggetti, potessero addirittura avere effetti benefici, come le radiazioni cosmiche provenienti dal sole (tanto sole ogni tanto aumenta la possibilità di melanomi, tanto costante la riduce addirittura, con altri benefici - e pure altri danni: invecchiamento della pelle e più epitelioni, ma complessivamente credo si possa dire che tanto costante faccia più bene che male) e guardate cos'ho trovato?
    http://www.jpands.org/vol9no1/chen.pdf
    A parte una serie di ragionamenti discutibilissimi, i dati contenuti in questo studio - se non è uno scherzo - dicono inequivocabilmente che, per certe radiazioni e per gli adulti, può esserci una correlazione addirittura inversa a quella suggerita dalla linearità senza soglia. Un'ulteriore riprova dalla assurdità di questo principio in un campo del genere, ma assolutamente rincuorante.
    Tutto ciò senza voler affatto ridicolizzare o minimizzare i rischi per la popolazione di località quali Iitate (prenderei bene la notizia che casa mia fosse radioattiva per il cobalto, scoprendolo, in un caso del genere invece, sinceramente, sarei già scappato a prescindere dall'essere o meno evacuato - non che sappia se e quali danni, so che e come non si sa affatto, finora).

    RispondiElimina

Chiunque può lasciare commenti su questo blog, ammesso che vengano rispettate due regole fondamentali: la buona educazione e il rispetto per gli altri.

Per commentare potete utilizzare diversi modi di autenticazione, da Google a Facebook e Twitter se non volete farvi un account su Disqus che resta sempre la nostra scelta consigliata.

Potete utilizzare tag HTML <b>, <i> e <a> per mettere in grassetto, in corsivo il testo ed inserire link ipertestuali come spiegato in questo tutorial. Per aggiungere un'immagine potete trascinarla dal vostro pc sopra lo spazio commenti.

A questo indirizzo trovate indicazioni su come ricevere notifiche via email sui nuovi commenti pubblicati.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...