Normativa
sulle radiazioni ionizzanti
Chiariamo,
brevemente, alcuni termini e alcuni concetti connessi con le radiazioni
ionizzanti.
Vi
è emissione di radiazioni dove in un nucleo atomico il rapporto
tra i suoi principali costituenti, protoni (a carica positva) e neutroni
(senza carica) sono lontani dal valore ottimale dell’elemento; tale evenienza
esiste in natura e può essere indotta “bombardando” un elemento
stabile con particelle (ad esempio con neutroni), in tal caso può
avvenire che il nucleo si spezzi (fissione nucleare) liberando due nuovi
nuclei e 2 o 3 neutroni, questi ultimi incontrando altri nuclei possono
propagare la reazione “a catena” liberando elevate quantità di
energia.
Per
radiazione si intende un fenomeno per cui da un corpo, un elemento, si
staccano enti fisici che possono essere corpuscolari (particelle) o elettromagnetiche
(fotoni ossia particelle senza massa) che sono in grado di agire su altri
corpi; le radiazioni sono l’effetto del decadimento ovvero dell’assestamento
del nucleo verso la sua condizione di stabilità in un tempo che
è caratteristico per ogni elemento o suo isotopo.
I
tipi di decadimento e i vari tipi di radiazione che possono essere emesse
sono:
–
di tipo gamma (come i raggi X), un nucleo decade a livelli di minore energia
in tempi brevissimi emettendo radiazioni elettromagnetiche (fotoni);
–
di tipo beta (positivo o negativo), il decadimento avviene con emissione
di particelle (neutrini, anti neutrini, elettroni e/o positroni) nel giro
di ore o giorni;
–
di tipo alfa, il decadimento avviene con emissione di protoni e neutroni
(tipico per la fissione nucleare);
nei
primi due casi, gamma e beta, l’elemento si trasforma in un altro che
lo segue di un posto nel sistema periodico degli elementi, nel tipo alfa
l’elemento si trasforma in un altro che lo precede di due posti nel sistema
periodico degli elementi.
Per
radioattività si intende l’emissione spontanea di radiazioni in
parte di natura corpuscolare (alfa e beta) e in parte elettromagnetica
(gamma). Le radiazioni, di qualunque tipo, incontrando la materia trasmettono
energia, in relazione alla quantità trasmessa viene prodotta una
eccitazione (che inerisce i legami tra le molecole) o una ionizzazione
(perdita di un elettrone e caricamento positivo dell’elemento). A livello
biologico tale cessione di energia, in particolare la ionizzazione producono
effetti patologici, tra cui indurre tumori e mortali, anche immediati
. Si stima che l’esposizione a 4.000/5.000 mSv provoca la morte del 50
% dei soggetti esposti nell’arco di 2 mesi, l’esposizione a 50.000 mSv
entro 2 settimane, oltre i 5.000 mSv nell’arco di due giorni.
Limiti
di esposizione alle radiazioni ionizzanti.
Il
D.P.R. n.185 del 19.02.1964 stabilisce le norme relativa alla sicurezza
degli impianti che utilizzano energia nucleare e le macchine radiogene
che comportino pericoli da radiazioni oltre determinati valori per nuclide
(valori poi definiti dal DPR 1303 del 5.02.1969), inoltre detta le norme
di protezione sanitaria per i lavoratori e le popolazioni.
A quest’ultimo
fine il D.P.R. 185/1964 definisce le unità di misura, oggi sostituite
dal DPR 802 del 12.08.1982 che ha unificato le unità di misura
correnti nei paesi CEE, queste unità di misura sono riportate nella
tabella 1.
Nella tabella
1 sono anche riportate i riferimenti alle “dosi”, la definizione di queste
ultime è stata parzialmente modificata dalle raccomandazione della
Commissione Internazionale per le Protezioni Radiologiche – IRCP n.60
del 1991 (si veda la nota della tabella).
Le definizioni
legislative sono comunque le seguenti:
–
dose assorbita: energia ceduta da qualunque tipo di particella ionizzante
alla materia (in rad, ora in Gray);
–
dose di esposizione: misura delle radiazioni in funzione della loro capacità
di produrre ionizzazione, con riferimento ai raggi X o gamma (in roentgen,
ora in Coulomb per kg);
–
dose biologica efficace: risulta dal prodotto della dose assorbita in
rad e l’efficacia biologica in relazione alla radiazione ionizzante considerata
(con apposite tabelle in relazione alla radiazione), ( in rem, ora Sievert);
–
dosi massime ammissibili (DMA) : dosi di radiazioni ionizzanti che, allo
stato della conoscenza, si ritiene non causino “alterazioni notevoli”
nel corso della vita, sono escluse quelle provenienti dal fondo naturale
e quelle dovute a cure o esami medici (in rem, ora Sievert);
–
concentrazioni massime ammissibili (CMA): concentrazioni di un nuclide
radioattivo nell’aria, nell’acqua e negli alimenti, tali da mantenere
l’esposizione entro la dose massima ammissibile (in Curie, ora Becquerel);
nel caso di esposizione di “lavoratori professionalmente esposti” (che
operano in zone controllate) la CMA è la concentrazione in micorCi/ml
tale che l’esposizione garantisca il rispetto della DMA nell’organismo,
in ogni anno di vita, con esposizione pari a 168 ore/settimana per 50
settimane anno (2.000 ore/anno) per 40 anni di esposizione lavorativa,
ove l’esposizione è “limitata”a 40-48 ore/seettimana la CMA va
moltipliscata per tre; per le popolazioni si applicano dei divisori in
relazione all’età e alla durata dell’esposizione, come vedremo
più avanti.
Unità
di misura
|
DEFINIZIONE |
UNITA’ DI MISURA |
ESPRESSIONE DELL’UNITA’ DI MISURA |
UNITA’ DI MISURA PRECEDENTE |
FATTORI DI CONVERSIONE |
|
|
Attività |
rapporto tra numero di disintegrazioni (decadimento) |
Becquerel (Bq) |
1 disintegrazione al secondo |
Curie (Ci) |
da Ci a Bq 3,7*1010 da Bq a Ci 2,7*10-11 |
|
Dose assorbita |
rapporto tra energia ceduta alla massa e tale massa |
Gray (Gy) |
1 Joule* 1 kg |
rad |
1 Gy = 100 rad |
|
Dose efficace |
dose assorbita da tessuti viventi con la stessa |
Sievert (Sv) |
1 Joule * 1 kg |
rem |
1 Sv = 100 rem |
|
Dose di esposizione |
carica elettrica di un solo segno degli ioni prodotti |
Coulomb * kg |
C * 1 kg |
roentgen (R) |
1 C*kg-1 = 3.876 R |
Note
D.P.R. 12.08.1982
n.802 “Attuazione della direttiva CEE relativa alle unità di misura”,
Supplemento Ordinario G.U. n.302 del 3.11.1982
Con la raccomandazione
IRCP 60 del 1991 il sistema di espressione delle “dosi” di radiazioni
è cambiato: si è passati da “dosi di esposizione” che esprimevano
l’energia ceduta sottoforma di fenomeno elettrico (roentgen) a “dosi assorbite”
come energia ceduta dalle radiazioni alla materia; da questa espressione
derivano le seguenti definizioni:
1) dose assorbita
quale grandezza di radiazione senza tener conto della natura fisica e
della energia della radiazione, è utilizzata per definire effetti
non stocastici;
2) dose equivalente
come dose assorbita mediamente dall’organo o dai tessuti moltiplicata
per un fattore di ponderazione legato al tipo di radiazione, usata per
definire effetti stocastici;
3) dose equivalente
ponderata, dose equivalente moltiplicata per un fattore di ponderazione
in relazione al tessuto irradiato, da conto quindi della sensibilità
dei vari organi umani;
4) dose efficace:
somma delle dosi equivalenti ponderate per tutti gli organi, con effetti
stocastici; quest’ultima definizione è quella utilizzata ai fini
della radioprotezione e per definire i limiti massimi (vedi tabella)
Come si vede
il Sievert non è altro che un nome speciale del Gray (come il rem
lo era del rad).
Joule= unità
di misura fisica del lavoro compiuto dalla forza quando il suo puto di
applicazione si sposta di 1 metro nella direzione della forza , 1 joule
equivale a 2,39*10-1 oppure a 2,78*10-7 Kwh
Coulomb=quantità
di elettricità che attraversa in 1 secondo la sezione di un conduttore
percorso dalla corrente costante di 1 ampere.
1 Bq = 27
picoCi
1 picoCi
= 37 milliBq
Per
quanto concerne i lavoratori il DPR n.185 del 13.02.1964 stabilisce le
disposizioni relative alla esposizione durante le lavorazioni sia minerarie
che presso impianti che utilizzano materiali radioattivi. Le principali
disposizioni riguardano l’obbligo del datore di lavoro di attuare le misure
di sicurezza e di protezione previste, fornire ai lavoratori i necessari
mezzi di protezione, informarli dei rischi a cui sono esposti, delimitare
le “zone controllate” a maggiore rischio, garantire la sorveglianza fisica
e medica, ridurre l’esposizione e il numero dei lavoratori esposti per
quanto possibile. La finalità delle disposizioni è di mantenere
l’esposizione al di sotto delle Dosi Massime Ammissibili. Queste Dosi
e le corrispondenti Concentrazioni Massime Ammissibili, per ogni nuclide,
sono state stabilite dal D.M. 6.06.1968 (vedi tabella dove sono confrontate
le DMA per lavoratori professionalmente esposti e l’ultima raccomandazione
IRCP).
Per
la popolazione è il Ministero della Sanità che esercita
la vigilanza delle sorgenti radioattive, tramite una Commissione Provinciale
con funzioni consultive, stabilisce inoltre le DMA e le CMA. Con il D.M.
2.02.1971 sono stati stabiliti tali limiti sia per la popolazione nel
suo insieme che per particolari gruppi di popolazione.
Le
CMA riferite all’acqua (e agli alimenti) e all’aria corrispondono a una
frazione di quelle stabilite, per singolo nuclide, per i lavoratori professionalmente
esposti, esattamente 1/10 per gli individui al di sopra di 5 anni e 1/30
per quelle inferiori ai 5 anni di età.
Inoltre
il D.M. 4.08.1977 indica i livelli di contaminazione dell’aria, dell’acqua
(e degli alimenti) e del suolo, oltre i quali, nelle zone non controllate
(fuori degli impianti) scattano le disposizioni relative alla “situazione
eccezionale” o allo “stato di emergenza nucleare” definito nel D.P.R.
185/1962. I valori sono ottenuti, per ogni nuclide, moltiplicando le CMA
stabilite dal D.M. 2.02.1971; un calcolo non semplice di cui vediamo degli
esempi:
Se
prendiamo la popolazione superiore a 5 anni, per ottenere la CMA corrispondente
alla situazione eccezionale dovremo prendere la CMA del nuclide che ci
interessa, dividerla per 10, e moltiplicarlo per diversi fattori in relazione
al tempo di esposizione ed esattamente:
per aria,
acqua e alimenti:
moltiplicare
per 106 per un anno;
moltiplicare per 4 per 13 settimane consecutive;
moltiplicare per 50 per 7 giorni consecutivi;
moltiplicare per 400 per 24 ore;
moltiplicare per 1.000 per una misura istantanea;
per
il suolo:
moltiplicare
per 106 per un anno;
moltiplicare per 4 * 106 per 13 settimane consecutive;
moltiplicare per 50 * 106 per 7 giorni consecutivi;
moltiplicare per 109 per misure istantanee;
gli
stessi valori moltiplicati ancora per 10 corrispondono ai livelli di contaminazione
superati i quali si è in “emergenza nucleare”.
Limiti
di dose annui relativi ad organi o tessuti specifici (IRCP 60)
|
Lavoratori IRCP 60 |
Lavoratori professionalmente esposti D.M. 6.06.1968 |
Popolazione IRCP 60 |
||
|
Dose efficace globale-totale |
20 mSv anno come media su 5 anni |
50 mSv anno 30 mSv per 13 settimane consecutive 30 mSv massimo per singola dose |
1 mSV anno |
|
|
Dose equivalente annua esposizioni parziali |
||||
|
cristallino |
150 mSv |
40 mSv per 13 settimane 150 mSv/anno |
15 mSv |
|
|
pelle |
500 mSv |
80 mSv per 13 settimane 300 mSv/anno |
50 mSv |
|
|
mani e piedi |
500 mSv |
150 mSv per 13 settimane 600 mSv/anno |
– |
|
|
addome di donna incinta |
2 mSv |
– |
||
|
|
||||
|
Probabilità di morte per tumore |
10-3 eventi mortali/anno |
10-4 eventi mortali/anno |
||
|
riduzione media di vita per tumore radiondotto |
13 anni |
13 anni |
||
|
riduzione media attesa di vita per i limiti di dose |
0,5 anni |
0,05 anni |
||
Note : la
dose efficace per lavoratori è quindi di 100 mSv in 5 anni, con
una punta massima di 50 mSv in un anno.
|
Irradiazione esterna |
equivalente di dose efficace pro-capite (mSv/anno) |
|
raggi cosmici |
0,35 |
|
radiazione terrestre, all’aperto |
0,56 |
|
totale “fondo naturale” |
0,91 |
|
|
|
|
case di abitazione, altri edifici, all’interno |
0,05 |
|
prodotti di consumo |
< 0,02 |
|
ricadute da test nucleari militari |
< 0,02 |
|
totale sorgenti varie |
< 0,09 |
|
|
|
|
radiologia diagnostica |
0,80 |
|
|
|
|
totale tutte le fonti |
~ 1,80 |
Legge
n.1203 del 14.10.1957 “Ratifica del Trattato istitutivo della Comunità
Europea dell’energia atomica (C.E.E.A.), firmato a Roma il 25.03.1957”,
G.U. n. 317 del 23.12.1957;
Legge
n.933 del 11.08.1960 “Istituzione del Comitato nazionale per l’energia
nucleare” G.U. n.218 del 6.09.1960
Legge
n.1860 del 13.12.1962 “Impiego pacifico dell’energia nucleare” G.U. n.27
del 30.01.1963
Legge
n.38 del 3.01.1963 “Ratifica ed esecuzione della Convenzione sull’istituzione
di un controllo di sicurezza nel campo dell’energia nucleare , con protocollo
firmato a Parigi il 20.12.1957
D.P.R.
n.185 del 13.02.1964 “Sicurezza degli impianti e protezione sanitaria
dei lavoratori e delle popolazioni contro i pericoli delle radiazioni
ionizzanti derivanti dall’impiego pacifico dell’energia nucleare” Supplemento
Ordinario G.U. n.95 del 16.04.1964;
Legge
n.1147 del 12.10.1964 “Ratifica ed esecuzione del Trattato per il bando
degli esperimenti di armi nucleari nell’atmosfera, nello spazio cosmico
e begli spazi subacquei formato a Mosca il 5.08.1963
D.M.
13.11.1965 “Approvazione del modello di registro delle operazioni commerciali
relative alle materie grezze, ai minerali e alle materie radioattive”,
G.U. n.297 del 1.12.1964;
D.P.R.
n.1704 del 30.12.1965 modifiche l.1860 (G.U. n.112 del 9.05.1966)
D.M.
15.06.1966 “Determinazione delle attività delle sostanze radioattive
ai fini della classificazione degli esercizi commerciali di cui all’art.32
del D.P.R. 13.02.1964 n.185” G.U. n.219 del 3.09.1966
D.M.
27.07.1966 “Dterminazione dei valori di quantità totale di radioattività
ai sensi e per gli effetti dell’art. 5 comma secondo della Legge 31.12.1962
n.1860” G.U. n.256 del 14.10.1966;
D.M.
18.07.1967 G.U. 227 del 9.09.1967 (modifica tabella dm precedente)
D.M.
27.07.1967 “Modalità relative alla denuncia di detenzione e alla
tenuta della contabilità delle materei radioattive ai sensi e per
gli effetti dell’art. 30 del DPR 13.02.1964 n.185 e determinazione dei
valori di quantità totale di radioattività delle materie
radioattive ai sensi e peer gli effetti degli art. 3 e 13 della Legge
31.12.1962 n.1860” G.U. n.285 del 14.11.1966;
D.M.
26.10.1966 “Norme relative alla procedure di rilascio del nulla osta prescritto
dall’art. 34 del DPR 13.02.1964 n.185 per gli esercizi di categoria B
autorizzati al commercio dei minerali, delle materie grezze e delle materie
radioattive ai sensi dell’art. 4 della Legge 31.12.1966 n.1860” G.U. n.302
del 30.11.1966;
D.M.
19.07.1967 G.U. n. 201 del 11.08.1967 modifica tabella dm 27.07.1967
D.M.
6.06.1968 “Determinazione delle dosi e delle concentrazioni massime ammissibili
ai fini della protezione sanitaria dei lavoratori dalle radiazioni ionizzanti”
G.U. n.220 del 30.08.1968;
DPR
24.09.1969 n.1428 “Definizione dei tipi di macchime radiogene il cui impiego
può determinare rischi di radiazioni ionizzanti per i lavoratori
e la popolazione” G.U. n.51 del 26.02.1969;
D.P.R.
n.1303 del 5.12.1969 “Determinazione delle quantità di radioattività
delle attività specifiche o concentrazioni e delle intensità
di dose di esposizione soggette alle prescrizioni del D.P.R. 13.02.1964
n.185” G.U. n.112 del 6.05.1970;
Legge
n.1008 del 19.12.1969 “Modifica alla Legge 31.12.1962 n.1860 sull’impiego
pacifico dell’energia nucleare”G.U. n.4 del 7.01.1970;
D.M.
14.07.1970 “Determinazione dei valori delle attività totali, delle
concetraizoni dei nuclidi radioattivi e delle intensità di dose
di esposizione al sott dei quali non si applicano le disposizoni di cui
agli art. 91, 92, 93, 94, 98, 102, e 105 del DPR 13.02.1964 n.185” G.U.
n.255 del 8.10.1970;
Legge
n.864 del 19.10.1970 “Ratifica ed esecuzione della Convenzione O.I.L.
n.114 e 115 (Ginevra 1960) sulla protezione dei lavoratori contro le radiazioni
ionizzanti”, Supplemento Ordinario G.U. n.302 del 28.11.1970;
D.M.
29.10.1970 “Autorizzazione al Politecnico di Milano – Centro Studi Nucleari
Enrico Fermi, all’esercizio della sorveglianza fisica della protezione
dalle radiazioni ionizzanti”, G.U. n.282 del 7.11.1970;
D.M.
12.12.1970 “Esonero dalla denuncia e dalle autorizzazioni prescrotte dalla
Legge 31.12.1962 n.1860” G.U. n.39 del 15.02.1971;
D.M.
30.12.1970 “Regolamento per il riconoscimento dell’idoneità all’esercizio
tecnico di impianti nucleari”, G.U: n.123 del 15.05.1970;
D.M.
2.02.1971 “Determinazione dei valor idelle dosi massime ammissibili e
delle concentrazioni massime ammissibili, nonchè dfei valori delkl’efficacia
biologica relativa , per la popoalzione nelk suo insieme e per i gruppi
particolari della popolazione,ai fini della protezione contro i perioli
derivanti dalle radizaizoni ionizzanti”, G.U. n.58 del 6.03.1971;
D.P.R.
n. 1150 del 12.12.1972 “Determinazione delle modalità per l’iscrizione
negli elenchi degli esperti qualificati e dei medici autorizzati incaricati
della sorveglianza fisica e mediaca della protezione dalle radiazioni
ionizzanti”, G.U. n.113 del 3.05.1973;
Legge
n.109 del 12.02.1974 “Ratifica ed esecuzione delle convenzioni sulla responsabilità
civile nel campo dell’energia nucleare firmate a Parigi il 29.07.1960
e a Bruxelles il 31.01.1963 e dei protocolli addizionali alle dette convenzioni
firmati a Parigi il 28.01.1964
D.M.
1.03.1974 “Norme relative al rilascio dell’autorizzazione per l’impeigo
di isotopi radioattivi”, G.U. n.51 del 22.02.1975;
D.P.R.
n.519 del 10.05.1975 modifiche l.1860 (G.U. n.294 del 6.11.1975)
D.M.
16.02.1976 Approvazione del modello di certificato di garanzia finanziaria
per il trasporto di materie nucleari
D.M.
4.01.1977 Impianti nuclerari soiggett ialle disposizioni dell’art. 55
del DPR 13.02.1964 n.185 concernente la sicurezza degli impianti e protezione
sanitaria dei lavoratori e delle popolazioni contro i pericoli delle radiazioni
ionizzanti derivanti dall’impiego pacifico dell’energia nucleare
D.M.
4.08.1977 Livelli di contaminazione dell’aria, delle acque e del suolo,
delle sostanze alimentari e delle bevande al di sopra dei quali si applicano
le disposizioni di cui all’art. 108 del DPR 13.02.1964 n.185″, G.U. n.231
del 25.08.1977;
D.M.
30.03.1978 “Esclusione degli impianti nucleari dall’applicazione delle
norme riguardanti il controllo sulla combustione”
D.M.
13.05.1978 “Sicurezza e protezione sanitaria dei lavorator idlel’industria
estrattiva contro le radiazioni ionizzanti”, G.U. n.318 del 14.11.1978;
D.M:
20.03.1979 “Esclusione di alcune categorie di materie nucleari dal campo
di applicazione delle convenzioni di Parigi e Bruxelles sulla responsabilità
civile nucleare
Legge
n.704 del 7.08.1982 “Ratifica ed esecuzione della convenzione sulla protezione
fisica dei materiali nucleari, con allegati, aperta alla firma a Vienna
ed a New York il 3.03.1980
D.M.
4.11.1982 “Modalità relative alla denuncia di detenzione, all’aggiornamento
e alla tenuta della contabilità delle matyerie fissili speciali
e delle materie prime fonti (matereie grezze e minerali)
D.M. n.449
13.07.1990 G.U. n.38 del 14.02.1991