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Articolo pubblicato il 17-09-2006
da Claudio Furetta
Istituto di Scienze Nucleari dell’UNAM. Messico
Numero 31-32 - Anno 3
17 Settembre 2006
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Applicazioni mediche ed industriali delle radiazioni ionizzanti
L’uso delle radiazioni ionizzanti in differenti applicazioni sia mediche che
industriali, si è largamente diffusa negli ultimi trenta anni. Gli usi più noti
sono quelli che riguardano la radiodiagnostica e la radioterapia.
Questo breve articolo desidera presentare in modo coinciso le varie applicazioni
che possono avere le radiazioni ionizzanti.
Applicazioni cliniche
Il settore clinico, sia quello diagnostico che terapeutico, si avvale grandemente
delle possibilità offerte dalle radiazioni ionizzanti. Come prima classificazione,
possiamo considerare i settori della radiodiagnostica e della radioterapia.
Radiodiagnostica
La radiodiagnostica è sicuramente il settore più diffuso e noto che si avvale
dell’uso delle radiazioni ionizzanti.
La radiodiagnostica medica, o clinica, si effettua per il tramite di generatori
di radiazione X.
Gli esami radigrafici più comuni sono:
- Radioscopia in cardiologia
- Radioscopia delle parti molli del corpo umano
- Radioscopia toracica
- Radioscopia dello scheletro
- Radioscopia dentaria
- Mammografia
- Tomografia assiale computerizzata
In generale, i dispositivi per radiodiagnostica sono costituiti da istallazioni fisse,
anche se sistemi mobili sono usati in partcolari situazioni come l’inamovibilità del
paziente.
Nel settore della radioimmunologia vengono invece usate sostanze radioattive non
sigillate come lo iodio 125.
Radioterapia
La radioterapia prevede l’uso di apparecchiature a raggi X, come l’uso della
radiazione gamma prodotta da sorgenti di cobalto 60 o di particelle ionizzanti
di alta energia prodotte da acceleratori.
Il primo caso riguarda essenzialmente
i trattamenti di tipo superficiale, per esempio alla pella, o comunque trattamenti
di organi poco profondi nel corpo umano. Nel secondo caso si tratta di irradiare
parti del corpo umano che sono posti in profondità. In questo caso si possono
usare acceleratori di elettroni, protoni e, a volte, pioni.
Il settore radioterapeutico si avvale anche dell’uso di radioelementi artificiali
e le applicazioni riguardano la curiterapia e la medicina nucleare.
Nel caso della curiterapia, le sorgenti radioattive sono sigillate e sono messe
a contatto con il tumore da trattare.
Il posizionamento delle sorgenti viene
effettuato tramite cateteri, inseriti nel corpo attraverso le vie naturali o
per via chirurgica. In genere si usano il cesio 137 o l’iridio 192.
Si usano anche sorgenti non sigillate.
In questo caso si utilizza una molecola
che possa fissarsi all’organo che si intende trattare; la molecola è marcata,
come si suol dire, da un radionuclide specifico: per esempio, lo iodio si fissa
preferibilmente alla tiroide. Altri marcatori sono il tecnezio 99m, il tallio
201 e l’indio 131.
Applicazioni industriali
In questo tipo di applicazioni si usano sia i raggi X che la rdiazione gamma come
sorgenti che producono neutroni. Vediamo brevemente quali sono i settori nei
quali vengono usati.
Sia i raggi X che la radiazione gamma vengono usati per i controlli, detti non
distruttivi, delle strutture di materiali meccanici, delle saldature effettuate
tra vari pezzi meccanici e per il controllo di opere d’arte.
La radiazione
gamma è essenzialmente usata per la sterilizzazione di prodotti medici, per
esempio per le siringhe, per la modificazione delle proprietà dei polimeri,
nel processo di polimerizzazione delle resine ed infine per la sterilizzazione
e la conservazione dei cosmetici e degli alimenti.
Ritornando alle applicazioni tipicamente industriali, è bene elencare i vari
tipi di misura eseguibili:
- Misure di spessore di un dato materiale: si ottengono sia tramite misure di
trasmissione della radiazione beta o gamma o con misure, usando lo stesso tipo
di radiazione, di retrodiffusione. In queste misure è sempre associato uno strumento
di rivelazione della radiazione. Le misure di retrodiffusione, in particolare,
vengono fatte quando non sia possibile l’accesso ai due lati del campione da misurare,
come nel caso di depositi. I radioelementi utilizzati vanno dal cobalto 60 all’americio
241, a secondo della densità superficiale del materiale in esame.
- Misure di livelli: in questo caso il fascio di radiazione, unitamente ad un opportuno
rivelatore, permette di stabilire il livello di un liquido all’interno di un
recipiente, di permettere l’arresto del flusso di riempimento quando si sia
raggiunto il livello voluto ed infine di mettere in funzione degli allarmi in
casi necessari. Le misure di livello eseguite con le radiazioni ionizzanti
permettono in generale una grande precisione ed inoltre si possono effettuare
su qualunque tipo di contenitore, che sia opaco o no.
- Misure di umidità e di densità del terreno. Questi tipi di misure vengono eseguite
usando sorgenti neutroniche e di radiazione gamma. Con i neutroni si può rivelare la
presenza d’acqua o di idrocarburi, mentre con i gamma si determina la densità del
suolo.
- Tramite la fluorescenza X si possono determinare gli elementi presenti in un
composto. Questa tecnica permette di stabilire, per esempio, se un quadro è
un falso o no, basandosi appunto sugli elementi costituenti i vari colori utilizzati,
elementi che variano a seconda dell’epoca della pittura.
- Sterilizzazione e conservazione di cibo. Questo tipo di applicazione si effettua
essenzialmente con radiazione gamma. La dose di radiazione ricevuta da un dato
alimento ha il solo effetto di sterilizzazione, senza cambiare le caratteristiche
dell’alimento stesso, permettendone una lunga conservazione e quindi fornendo la
possibilità di immagazzinamento su lunghi periodi di tempo.
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Autore: Claudio Furetta
Istituto di Scienze Nucleari dell’UNAM. Messico
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