ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| RADIOPROTEZIONE | ING-IND/20 | LEZIONI | 60 |
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Il corso riguarda i principi e gli obiettivi fondamentali della radioprotezione, le grandezze dosimetriche utilizzate per stimare il rischio radiologico per gli esseri umani, gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, i calcoli di base delle schermature e le altre misure di protezione radiologica negli ambienti lavorativi, la descrizione e l’utilizzo corretto della strumentazione radioprotezionistica, gli aspetti normativi ed i requisiti amministrativi dei programmi radioprotezionistici applicati agli ambienti di lavoro industriali e alle attività mediche.
This course covers the fundamental principles and objectives of radiation protection, the quantities of radiation dosimetry used to evaluate human radiation risks, the biological effects of ionizing radiations, the basic shielding calculations and protection measures for workplace environments, the characterization and proper use of radiation protection instrumentation, the regulatory and administrative requirements of radiation protection programs as applied to industrial workplaces and medical activities.
Le conoscenze saranno verificate durante la prova d'esame.
The knowledges will be verified during the examination.
Al termine del corso l’allievo dovrà essere in grado di:
- riconoscere le varie sorgenti di radiazioni, le modalità di esposizione ed i rischi connessi;
- avere familiarità con la strumentazione usata in radioprotezione;
- comprendere gli aspetti fondamentali delle esposizioni alle radiazioni, delle tecniche radioprotezionistiche e di schermatura;
- eseguire misure e calcoli di dosimetria sia per esposizioni esterne che interne alle radiazioni ionizzanti e valutare i rischi associati;
- conoscere gli standard, le linee guida e le raccomandazioni della radioprotezione.
Upon successful completion of this course, students will be able to:
- Differentiate between various radiation sources, exposure, pathways and their related risks;
- Be familiar with the type of instrumentation used in radiation protection;
- Understand the elements of radiation exposure, protection and shielding;
- Perform dosimetry measurements and calculations for external and internal ionizing radiation exposures and perform associated risk analysis;
- Know the radiation protection standards, guidelines and recommendations.
Le capacità saranno verificate durante la prova di esame con domande sugli argomenti indicati.
The skills will be verified during the examination with questions about the indicated arguments.
Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di applicare i principi di radioprotezione ai vari settori industriali, consapevole dell'affidabilità dei dosimetri e delle tecniche di misura per la sorveglianza fisica della radioprotezione.
By the end of the course, the student will be able to apply the principles of radiation protection to the various industrial sectors, aware of the reliability of dosimeters and measurement techniques for physical survey of radiation protection.
La verifica della padronanza da parte dello studente degli argomenti di radioprotezione sarà svolta durante la prova di esame.
The verification of the student's mastery of the basic radiation protection items will be carried out during the examination.
Gli studenti devono conoscere i fondamenti della fisica atomica e nucleare, delle interazioni delle radiazioni con la materia e i principi dell'ingegneria nucleare.
Students should be proficient in the fundaments of atomic and nuclear physics, interaction of radiation with matter and principles of nuclear engineering.
Lezioni frontali in lingua inglese con ausilio di slide ed esercitazioni in laboratorio a gruppi o con dimostrazioni per tutti da parte del docente. Il materiale didattico è disponibile sul sito di elearning del Polo di Ingegneria dell'Università di Pisa (http://elearn.ing.unipi.it) o chiedendo direttamente al docente.
Frontal lessons in English language with slide presentations and laboratory exercises in groups or with teacher demonstration for all students. The lesson material is available on the e-learning site of the Engineering School of the University of Pisa (http://elearn.ing.unipi.it) or directly asking to the teacher.
- Richiami di fisica atomica e nucleare, interazioni delle radiazioni con la materia.
- Grandezze per la radioprotezione e la dosimetria: grandezze di campo, dosimetriche e operative.
- Rivelatori e misure dosimetriche: proprietà generali di rivelatori di radiazioni e dei dosimetri, camere a ionizzazione, calorimetri, dosimetri chimici, film badge, emulsioni nucleari, rivelatori termoluminescenti, rivelatori a tracce nucleari, dosimetria per neutroni.
- Schermatura delle radiazioni.
- Contaminazione e dosimetria interna: introduzione di radionuclidi nel corpo umano, semplici modelli metabolici semplici, modello a compartimenti dell'organismo umano, calcolo della dose in seguito ad esposizione interna.
- Radiobiologia ed effetti biologici delle radiazioni ionizzanti: meccanismo di danno, studi di sopravvivenza cellulare, fattori che influenzano la radiosensibilità cellulare, trasferimento lineare di energia ed efficacia biologica relativa, frazionamento della dose, azione diretta e indiretta, effetto dell'ossigeno, effetti del ciclo cellulare, legge di Bergonie e Tribondeau.
- Effetti deterministici e stocastici delle radiazioni: modelli dose-risposta, approccio lineare senza soglia, principi fondamentali della radioprotezione, epidemiologia e fattori di rischio.
- Legislazione e regolamentazione della radioprotezione: condizioni di applicazione per i materiali radioattivi naturali e artificiali e le macchine radiogene, NORM, importazione, produzione, commercio e trasporto di materiali radioattivi, comunicazione e procedura di autorizzazione all'uso di sorgenti di radiazioni. Standard internazionali di sicurezza dell'AIEA, Direttiva 59/2013 dell'Unione Europea, impostazione di base dell'ICRP.
- Il gas radon e la sua dosimetria.
- Sorveglianza fisica e medica della radioprotezione, obblighi del datore di lavoro e dei lavoratori, classificazione delle aree e dei lavoratori, limiti di dose, documentazione di radioprotezione, esperto qualificato.
- Legislazione italiana per la costruzione di impianti nucleari e per il loro decommissioning.
- Raggi cosmici.
- Sistemi di controllo della radioprotezione: gestione dei rifiuti radioattivi, emergenze, trasporto di materiali radioattivi, cenni alla radioprotezione in medicina.
- Atomic and nuclear structure basics, review of radiation interactions.
- Quantities for radiation protection and dosimetry: field quantities, dosimetric quantities, protection and operational quantities.
- Detectors and dosimetric measurements: general properties of radiation detectors and dosimeters, ion chambers, calorimeters, chemical dosimeters, photographic film badges, nuclear emulsions, thermoluminescent detectors, nuclear track detectors, neutron dosimetry.
- Radiation shielding.
- Contamination and internal dosimetry: introduction of radionuclides in the human body, simple metabolic patterns, compartmental model of the human organism, dose calculation following internal exposure.
- Radiobiology and biological effects of ionizing radiations: mechanism of damage, cell survival studies, factors affecting cellular radiosensitivity, linear energy transfer and relative biological effectiveness, dose fractionation, direct and indirect action, oxygen enhancement, cell cycle effects, law of Bergonie and Tribondeau.
- Deterministic and stochastic effects of radiations: dose response models, linear no threshold approach, cardinal principles of radiation protection, epidemiology and risk factors.
- Legislation and regulation in radiation protection: application conditions for natural and artificial radioactive materials and radiation generators, NORM, import, production, commerce and transport of radioactive materials, notification and authorization procedure for the use of radiation sources. IAEA International Basic Safety Standards, EU Directive 59/2013, ICRP basic framework.
- The radon gas and dosimetry.
- Physical and medical surveillance of radiation protection, duties of employer and workers, classification of area and workers, dose limits, documentation of radiation protection, the Qualified expert.
- Italian regulation for the construction of nuclear power plants and their decommissioning.
- Cosmic rays.
- Radiation protection control systems: the management of radioactive wastes, the system of protection in interventions, accidents and emergencies, the transport of radioactive materials, some aspects of radiation protection in medicine.
Oltre alle slide fornite dal docente, alcuni testi sui quali approfondire gli argomenti del corso sono i seguenti:
J. E. Martin, Physics for Radiation Protection, Wiley‐VCH Verlag, Weinheim, 2013.
J. Shapiro, Radiation protection: a guide for scientists, regulators, and physicians, Harvard University Press, 2002.
T. E. Johnson, Introduction to Health Physics, 5th Edition, McGraw-Hill Education, 2017.
F. H. Attix, Introduction to radiological physics and radiation dosimetry, Wiley-VCH, 2004.
R. F. Laitano, Fondamenti di dosimetria delle radiazioni ionizzanti, ENEA, 2015.
C. Polvani, Elementi di radioprotezione, ENEA, 1993.
Direttiva del Consiglio Europeo 2013/59/Euratom.
Decreto Legislativo 101/2020.
ICRP, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4), 2007.
In addition to the slides provided by the teacher, some texts useful to deepen the topics of the course are the followings:
J. E. Martin, Physics for Radiation Protection, Wiley‐VCH Verlag, Weinheim, 2013.
J. Shapiro, Radiation protection: a guide for scientists, regulators, and physicians, Harvard University Press, 2002.
T. E. Johnson, Introduction to Health Physics, 5th Edition, McGraw-Hill Education, 2017.
F. H. Attix, Introduction to radiological physics and radiation dosimetry, Wiley-VCH, 2004.
R. F. Laitano, Fondamenti di dosimetria delle radiazioni ionizzanti, ENEA, 2015 (in Italian).
C. Polvani, Elementi di radioprotezione, ENEA, 1993 (in Italian).
European Council Directive 2013/59/Euratom.
Italian D. Lgs. 101/2020.
ICRP, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4), 2007.
Non sussistono variazioni per studenti non frequentanti in merito a programma, materiale didattico, modalità d'esame e bibliografia.
There are no variations for non-attending students for what concerns the program, the didactic material, the assessment method and the course bibliography.
L'esame orale consiste in un colloquio durante il quale lo studente è invitato a discutere uno o più argomenti trattati a lezione o nell’ambito delle esercitazioni di laboratorio. Durante il test, viene valutata la comprensione e l'analisi critica dei contenuti del corso effettuata dallo studente, utilizzando la terminologia appropriata.L'esame può essere in italiano o in inglese, a scelta dello studente. L'esame viene svolto nelle date stabilite da calendario di Ateneo ed ha una durata di circa 1 ora.
The final oral examination consists of an interview during which the student is asked to discuss some topics covered during the lessons or in the laboratory exercises. During the test, the student is assessed on his understanding and critical analysis of the course contents using the appropriate terminology. The examination can be in Italian or English, as preferred by the student. The examination date is established by the official calendar and it lasts about 1 hour.
