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Radioattività e rilevazioni radiometriche, metodologie e normativa PDF
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Filippa Fabiani
2 Radioattività e rilevazioni radiometriche, metodologie e normativa 2013 Dr. Gabriele Galassi Ing. Francesco Pastremoli
3 GENERALITA SULLE RADIAZIONI IONIZZANTI Sono radiazioni capaci di causare la ionizzazione degli atomi e molecole dei materiali attraversati. Le radiazioni ionizzanti possono essere: o o Radiazioni elettromagnetiche (fotoni) Radiazioni corpuscolari (particelle dotate di massa, aventi o no carica elettrica) 3
4 RADIOATTIVITA Si parla di isotopi radioattivi. Gli isotopi radioattivi possono avere origine naturale o artificiale. Non bisogna pensare che la radioattività naturale sia diversa da quella artificiale, in quanto il processo fisico alla base è lo stesso per entrambe. 4
5 RADIOATTIVITA Processo naturale attraverso il quale gli atomi instabili di un elemento emettono energia da parte dei nuclei trasformandosi in atomi di un diverso elemento. Durante tale processo di trasformazione, vengono emesse spontaneamente radiazioni ionizzanti, cioè particelle subatomiche e/o onde elettromagnetiche di energia diversa a seconda del tipo di nucleo. L attività si misura in Bequerel 1 Bq = 1 disintegrazione /secondo 5
6 I DIFFERENTI TIPI DI RADIOATTIVITA Esistono tre diversi tipi di decadimenti radioattivi, che si differenziano dal tipo di particella emessa a seguito del decadimento. Le particelle emesse vengono indicate col nome generico di radiazioni. 6
7 I DIFFERENTI TIPI DI RADIOATTIVITA Radiazioni alfa - α In seguito ad un decadimento alfa, il nucleo emette una particella α (un nucleo di elio) e si trasforma in un nucleo diverso, ovvero con Z inferiore di 2 e numero di massa A inferiore di 4. 7
8 I DIFFERENTI TIPI DI RADIOATTIVITA Radiazioni beta - β Il nucleo emette un e- e si trasforma in un nucleo con carica (Z+1), ma stesso numero di massa A. 8
9 I DIFFERENTI TIPI DI RADIOATTIVITA Radiazioni Il nucleo non si trasforma ma passa in uno stato di energia inferiore ed emette un fotone; la radiazione gamma accompagna spesso quella α o β. 9
10 Radiazioni alfa Le radiazioni sono poco penetranti e possono essere completamente bloccate da un semplice foglio di carta. Radiazioni beta β Le radiazioni beta sono più penetranti di quelle, ma sono bloccate da piccoli spessori di materiali metallici Radiazioni Al contrario delle radiazioni e β, le radiazioni sono molto penetranti, e per bloccarle occorrono materiali ad elevata densità come il piombo, il calcestruzzo, il tungsteno, ecc. 10
12 PRINCIPALI GRANDEZZE USATE IN La dose assorbita è l energia ceduta dalle radiazioni ionizzanti per unità di massa. Si misura in Gray (Gy) = J/Kg La dose equivalente tiene conto del tipo di radiazione. Si misura in Sievert Per i raggi X e coincide con i Gray La dose efficace tiene conto della diversa radiosensibilità dei diversi tessuti o organi Si misura in Sievert 12
13 EFFETTI SULL UOMO Effetti di tipo deterministico (reazioni tissutali avverse) - la comparsa è in genere precoce - esistenza di dose-soglia - è definita una funzione dose-gravità dell effetto Effetti stocastici - aumento della probabilità della comparsa di danni a distanza - non richiedono il superamento di una soglia - la gravità non dipende dalla dose 13
14 Limiti di dose annua previsti dalla legislazione italiana Lavoratori esposti di categoria A 20 msv Lavoratori esposti di categoria B 6 msv Lavoratori non esposti 1 msv 0 msv 14
15 La radioattività naturale Ing. Francesco Pastremoli - Esperto Qualificato di 3 Grado 15
16 Sorgenti naturali: Esposizione media mondiale alle sorgenti naturali Sorgente di esposizione Dose efficace annuale (msv) Media Intervallo tipico Radiazione cosmica 0,39 0,3-1,0 Esposizione esterna alla radiazione terrestre 0,48 0,3-0,6 Esposizione per inalazione 1,26 0,2-10 Esposizione per ingestione 0,29 0,2-0,8 Totale 2,
18 Sorgenti artificiali Gli usi medici costituiscono la maggiore fonte di esposizione dell uomo alle radiazioni artificiali. 18
19 Sorgenti artificiali (esposizioni mediche) 19
20 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO IAEA TECDOC 1312:2002: Detection of radioactive materials at borders UNI 10897:2013: Carichi di rottami metallici Rilevazione di radionuclidi con misure X e gamma aggiornamento UNI 10897:2001 CEI EN 62022:2007: Monitori installati per il controllo e la rilevazione di radiazioni gamma presenti in materiali riciclabili e non riciclabili caricati su veicoli EC - Radiation Protection 122: 2000 Practical Use of the Concepts of Clearance and Exemption part I e part II D.Lgs 230/95 D.Lgs 100/2011 con particolare riferimento agli artt. 157, 154, 25,
21 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO D.Lgs. 52/2007 sorgenti orfane e piani di intervento della Prefettura competente. Regolamento UE 333/2011: criteri che determinano quando alcuni tipi di rottami metallici cessano di essere considerati rifiuti Regione Lombardia DGR 28 settembre 2009, n.8/ Determinazioni inerenti le procedure per l'accettazione e la gestione dei rottami metallici ferrosi e non ferrosi Ordinanza del Presidente della Regione Lombardia n del 20 giugno
22 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO Studio sull ingresso dei materiali - Strumentazione Misure con strumenti fissi PORTALI UNI 10897:2013: rivolta agli utilizzatori CEI EN 62022:2007: validità rivolta ai costruttori Misure con strumenti PORTATILI UNI 10897:2013: rivolta agli utilizzatori 22
23 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO REGOLAMENTO UE N. 333/2011 Criteri che determinano quando alcuni tipi di rottami metallici cessano di essere considerati rifiuti ai sensi della direttiva 2008/98/CE del Parlamento europeo e del Consiglio Art. 1 Oggetto Il presente regolamento stabilisce i criteri che determinano quando i rottami di ferro, acciaio e alluminio, inclusi i rottami di leghe di alluminio, cessano di essere considerati rifiuti. Questi criteri devono garantire un elevato livello di tutela ambientale. SISTEMA DI GESTIONE DELLA QUALITA che prevede anche il controllo della radioattività dei rottami metallici. 23
24 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO REGOLAMENTO UE N. 333/2011 Art. 5 Dichiarazione di conformita Il produttore o l importatore stila, per ciascuna partita di rottami metallici, una dichiarazione di conformita in base al modello di cui all allegato III. Il produttore o l importatore trasmette la dichiarazione di conformità al detentore successivo della partita di rottami metallici. Il produttore o l importatore conserva una copia della dichiarazione di conformità per almeno un anno dalla data del rilascio mettendola a disposizione delle autorità competenti che la richiedano. Allegato III Dichiarazione di conformità ai criteri che determinano quando un rifiuto cessa di essere tale Punto 5 Un certificato attestante la prova di radioattività è stato stilato in conformità alle norme nazionali o internazionali in materia di procedure di monitoraggio e intervento applicabili ai rottami metallici radioattivi. 24
25 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO REGOLAMENTO UE N. 715/2013 Criteri che determinano quando i rottami di rame cessano di essere considerati rifiuti ai sensi della direttiva 2008/98/CE del Parlamento europeo e del Consiglio Allegato II Dichiarazione di conformità ai criteri che determinano quando un rifiuto cessa di essere tale Punto 5 Un certificato attestante la prova di radioattività è stato stilato in conformità alle norme nazionali o internazionali in materia di procedure di monitoraggio e intervento applicabili ai rottami metallici radioattivi. 25
26 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO Art. 157 Sorveglianza radiometrica su materiali. 1. I soggetti che, a scopo industriale o commerciale, compiono operazioni di fusione di rottami o di altri materiali metallici di risulta sono tenuti ad effettuare una sorveglianza radiometrica sui predetti materiali e rottami, al fine di rilevare la presenza in essi di eventuali sorgenti dismesse. Nel caso di ritrovamento si applica quanto disposto dall'articolo 25, comma 3. Agli obblighi di cui al comma 1 sono altresì tenuti i soggetti che esercitano attività, a scopo commerciale, comportanti la raccolta ed il deposito dei predetti materiali e rottami. Sono escluse le attività che comportano esclusivamente il trasporto. 26
27 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO Art. 25 Smarrimento, perdita, ritrovamento di materie radioattive. 1. Il detentore, nell'ipotesi di smarrimento o di perdita, per qualsiasi causa, di materie radioattive, comunque confezionate, e di apparecchi contenenti dette materie, deve darne immediatamente comunicazione agli organi del Servizio sanitario nazionale e al Comando provinciale dei vigili del fuoco competenti per territorio, alla più vicina autorità di pubblica sicurezza, al Comandante di porto e all'ufficio di sanità marittima, ove di loro competenza, e all'anpa. 2. Il ritrovamento delle materie e degli apparecchi di cui al comma 1 da parte di chi ha effettuato la comunicazione deve essere immediatamente comunicato alla più vicina autorità di pubblica sicurezza. 3. Il ritrovamento di materie o di apparecchi recanti indicazioni o contrassegni che rendono chiaramente desumibile la presenza di radioattività deve essere comunicato immediatamente alla più vicina autorità di pubblica sicurezza. 27
28 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO D. Lgs. 23/2009 "Attuazione della direttiva 2006/117/Euratom, relativa alla sorveglianza e al controllo delle spedizioni di rifiuti radioattivi e di combustibile nucleare esaurito Art. 7 - Modifica art. 157 del D. Lgs. 230/1995 I soggetti che a scopo industriale o commerciale esercitano attività di importazione, raccolta, deposito o che esercitano operazioni di fusione di rottami o altri materiali metallici di risulta, sono tenuti ad effettuare una sorveglianza radiometrica sui predetti materiali o prodotti al fine di rilevare la presenza di livelli anomali di radioattività o di eventuali sorgenti dismesse. A tali obblighi sono altresì tenuti i soggetti che a scopo industriale o commerciale esercitano attività di importazione di prodotti semilavorati metallici. La disposizione non si applica ai soggetti che svolgono attività che comportano esclusivamente il trasporto. 28
29 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO D. Lgs. 100/2011 Disposizioni integrative e correttive del D. Lgs n. 23/2009, relativa alla sorveglianza e al controllo delle spedizioni di rifiuti radioattivi e di combustibile nucleare esaurito - sorveglianza radiometrica su materiali o prodotti semilavorati metallici. Art. 1 - Ulteriore modifica art. 157 del D. Lgs. 230/1995 L'attestazione dell'avvenuta sorveglianza radiometrica e' rilasciata da esperti qualificati di secondo o terzo grado, compresi negli elenchi istituiti ai sensi dell'articolo 78, i quali, nell'attestazione, riportano anche l'ultima verifica di buon funzionamento dello strumento di misurazione utilizzato. 29
30 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO La sorveglianza radiometrica, di cui all art. 157, comma 1 del D.Lgs n. 230/1995, deve essere effettuata sia sui rottami metallici che sugli altri materiali metallici di risulta, indipendentemente se questi provengano da soggetti diversi presenti sul territorio nazionale sia da paesi della UE o extra UE 30
31 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO La norma non richiede che sia direttamente l EQ ad effettuare le misure, ma le misure possono essere effettuate, ad esempio: Ø Ø da personale dell azienda individuato dal datore di lavoro dell azienda stessa d intesa con l EQ (ved. articolo 77, comma 3, del D.Lgs. n. 230/1995 e successive modifiche) oppure da personale dell azienda indicato in apposita procedura ai sensi dell art. 61 del D.Lgs. n. 230/
32 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO LA NORMA UNI DEFINISCE LA PROCEDURA DA SEGUIRE PER EFFETTUARE LE MISURE DI ANOMALIA RADIOMETRICA SU CARICHI DI ROTTAMI FERROSI E DA UN INDICAZIONE PER LA COMPILAZIONE DEL DOCUMENTO CHE ATTESTA L AVVENUTO CONTROLLO RADIOMETRICO. 32
33 CONTROLLI RADIOMETRICI: DOCUMENTI DI RIFERIMENTO 33
34 PROCEDURA INTERNA La procedura interna, della quale il controllo in ingresso è solo una parte, ha lo scopo di: definire le modalità per prevenire una contaminazione dell azienda intervenire nel caso di presenza di un anomalia radiometrica mettere in pratica, il prima possibile, tutte le azioni necessarie nel caso di incidente 34
35 PROCEDURA INTERNA Essa si distingue in tre parti principali: misure ed attività di prevenzione atte ad intercettare il materiale radioattivo prima che sia lavorato /caricato nel forno di fusione; misure ed attività da svolgere per escludere che sia avvenuta una fusione di materiale radioattivo (controllo del prodotto e dei rifiuti); attività da svolgere nell ipotesi che sia avvenuta la lavorazione /fusione di materiale radioattivo (emergenza). 35
36 PREVENZIONE INGRESSO MATERIALI Sorveglianza radiometrica carichi ingresso ALLARME mezzo in area riservata, e messa in sicurezza NO ALLARME Lavorazione Sorveglianza fisica, caratterizzazione materiale (EQ/Laboratorio) Piano di Bonifica del materiale Comunicazione a: Prefetto, SSN, VV.FF., ARPA, Regione, P.Sicur. BONIFICA 36
37 NORMA UNI 10897:2013 Carichi di rottami metallici - Rilevazione di radionuclidi con misure X e gamma METODO DI PROVA CON STRUMENTAZIONE FISSA (PORTALI) DEFINIZIONI: FONDO AMBIENTALE LOCALE FA : misurato senza veicoli tra pareti del portali e ambiente circostante (per 5 m) FONDO DI RIFERIMENTO FR : misurato all installazione su veicolo carico di materiale ma SENZA MATERIALI EMITTENTI FR < FA; FR è circa il 60% del FA e va misurato al momento dell installazione; FR: Il suo valore è usato come riferimento per le soglie di allarme. 37
38 NORMA UNI 10897:2013 COSA E RICHIESTO: Rivelatori di grande superficie (1mq) e di spessore adeguato(5-7 cm), schermati contro la radiazione di fondo nelle superfici non utilizzate; Misura almeno sulle superfici opposte (laterali); Sensibilità riferita al 137Cs: 50 kcps/mgy/h Se si vuole verificare il pannello in un campo quasi omogeneo è necessario utilizzare una sorgente di circa 10 MBq a distanza 1 m o 40 MBq a 2m; Soglia di allarme: il sistema deve garantire la segnalazione di valori di irraggiamento maggiori del valore del fondo di riferimento aumentato di 3σ 38
39 NORMA UNI 10897:2013 STRUMENTI PORTATILI: Devono avere una sensibilità pari a 5 cps per 0,01 mgy/h per uno spettro energetico tipico ambientale; 500 cps per 1 mgy/h; La sensibilità richiesta è raggiungibile con scintillatori da circa 2 di NaI (non è sufficiente un rivelatore da 1 di NaI); Un parametro fondamentale è rappresentato dalla velocità di risposta del rivelatore. 39
40 NORMA UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO PRATICO Il procedimento prevede 3 fasi distinte: 1. Verifica del valore del fondo naturale di radiazione nella posizione nella quale verrà effettuata la prova FN; 2. Definizione del valore di fondo di riferimento a 30 cm dal carico FR; 3. Effettuazione delle rilevazioni. 40
41 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO 1 Verifica del valore del fondo naturale di radiazione nella posizione nella quale verrà effettuata la prova (B) 1. ad un metro dal suolo, al centro dell'area che verrà occupata dal carico 2. in assenza del carico 3. in coerenza di condizioni temporali, climatiche ed atmosferiche rispetto alla fase di rilevazione sui carichi. 4. numero di rilevazioni istantanee non minore di 5 intervallate almeno da 30 s. valore di fondo ambientale di prova = media aritmetica dei valori misurati (B) 41
42 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO 2 Definizione del valore di fondo di riferimento a 20 cm dal carico (FC1 e FC2) 42
43 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO 2 Definizione del valore di fondo di riferimento a 20 cm dal carico (FC1 e FC2) a) Identificare le due posizioni di riferimento; b) Viene effettuata una rilevazione a distanza di 20 cm da ognuna delle due posizioni di riferimento; c) Viene confrontato il valore di irraggiamento misurato nelle due posizioni con il valore del fondo di prova calcolato con la procedura definita nel punto 1. 43
44 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO Test 1 CONFRONTO DI FC1 E FC2 CON IL FONDO AMBIENTALE B Se FC1 o FC2 sono uguali o maggiori di B allora è elevata la probabilità di forte disomogeneità di disposizione del carico nel contenitore di trasporto o di presenza di anomalia radiometrica nel carico. Se B e maggiore sia di FC1 sia di FC2 allora si passa al confronto fra i due valori FC1 e FC2. 44
45 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO Test 2 CONFRONTO DEI VALORI DI RIFERIMENTO FC1 e FC2 Qualora la differenza tra FC1 e FC2 sia maggiore del 50% del minore dei due valori, la procedura deve essere interrotta in quanto è elevata la probabilità di forte disomogeneità di disposizione del carico nel contenitore di trasporto o di presenza di anomalia radiometrica nel carico. 45
46 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO Se la procedura è stata interrotta per i motivi descritti nei test 1 e 2, deve essere effettuata una serie di indagini relative al contenuto del carico. Se i test 1 e 2 sono stati superati, la media aritmetica tra le rilevazioni effettuate nelle due postazioni FC1 e FC2 è assunta come valore di "fondo di riferimento a 20 cm dal carico". Fondo di riferimento a 20 cm dal carico FC = (FC1 + FC2)/2 46
47 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO MISURE CON TECNICA PUNTUALE Le misure devono essere effettuate sulle fiancate, sulla superficie inferiore del contenitore e sulla superficie del materiale liberamente accessibile. Maglie di lato non maggiore di 100 cm. Distanza di 20 cm dalla parete del contenitore, al centro di ogni quadrato della maglia. Lo strumento fermo in posizione per tempi non minori di 6 s. Ogni misura che superi del 50% il valore del "fondo di riferimento a 20 cm dal carico" deve essere ritenuta indicativa di una anomalia radiometrica del carico. 47
48 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO MISURE IN SCANSIONE CONTINUA Le misure devono essere effettuate spostando il rivelatore in prossimità della superficie del carico e verificandone il rateo istantaneo di misura. Velocità di traslazione non maggiore di 0,3 m/s. Coprire tutta l'area di misura secondo fasce di larghezza non maggiore di 50 cm. Il rivelatore deve essere mantenuto ad una distanza non maggiore di 20 cm dalle fiancate e della superficie inferiore del contenitore. Ogni misura che superi del 50% il valore del "fondo di riferimento a 20 cm dal carico", deve essere ritenuta indicativa di una anomalia radiometrica del carico. 48
49 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO MISURE IN STRUMENTI PORTATILI La norma UNI 10897:2001, rispetto all edizione 2013, prevedeva la misura a distanza di 30 cm dalle fiancate. 49
50 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO COSA FARE IN CASO DI ANOMALIA RADIOMETRICA? Per prima cosa ripetere la misura per verificare che non si sia trattato di un falso positivo. Se l anomalia è confermata mettere in sicurezza il carico e contattare immediatamente l Esperto Qualificato che provvedera ad effettuare ulteriori misure e accertamenti. 50
51 NORMA UNI 10897:2013 PORTALI - RIVELATORI: FALSI ALLARMI 51
52 NORMA UNI 10897:2013 PORTALI - RIVELATORI: FALSI ALLARMI 52
53 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO TARATURA STRUMENTAZIONE PORTATILE Taratura CON FREQUENZA ALMENO TRIENNALE presso un Centro ACCREDIA e sempre dopo un intervento di manutenzione. In aggiunta devono essere previste verifiche di buon funzionamento. Gli strumenti di misura devono essere sempre utilizzati secondo le prescrizioni ambientali indicate dal fabbricante per il corretto funzionamento 53
54 UNI 10897:2013 PROCEDIMENTO CONTROLLI DI BUON FUNZIONAMENTO PORTALI Con la norma UNI 10897:2013 è prevista una verifica di buon funzionamento con periodicità bimestrale (l edizione 2001 prevedeva periodicità non maggiore di 30 gg). Con frequenza annuale controllo da parte dell EQ Non più necessaria taratura biennale da centro accreditato ma controllo annuale da parte del costruttore/fornitore o ditta specializzata autorizzata. 54
55 GRAZIE A TUTTI PER L ATTENZIONE!! Dr. Gabriele Galassi Ing. Francesco Pastremoli
ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA DI BOLOGNA FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA NUCLEARE V.O. DIENCA Dipartimento di Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo Ambientale TESI DI

References: Art. 1
 Art. 5
 Art. 157
 Art. 25
 Art. 7
 art. 157
 Art. 1
 art. 157
 art. 157
 articolo 77
 art. 61