Chimica Nucleare e Medicina Nucleare

Flashcard di terminologia riguardanti la chimica nucleare, i tipi di decadimento radioattivo, le unità di misura delle radiazioni e le applicazioni diagnostiche e terapeutiche in medicina.

Radioattività

Proprietà che proviene dal nucleo per cui un atomo è instabile e non riesce a mantenere un equilibrio tra le forze che tengono insieme protoni e neutroni.

Rapporto di stabilità dei nucleoni

Rapporto tra neutroni e protoni che, quando è circa uguale a $1.5$, determina l'instabilità del nucleo e il conseguente decadimento spontaneo.

Radio-isotopi

Isotopi di elementi che emettono radiazioni; possono essere di origine naturale o artificiale.

Emissioni BETA - (elettroni)

Emissioni che avvengono per eccesso di neutroni; un neutrone si trasforma in un protone (che resta nel nucleo) e un elettrone $e^-$ (che viene espulso). Comporta un numero atomico maggiore di $1$ e numero di massa invariato.

Emissioni BETA + (positroni)

Emissioni che avvengono per eccesso di protoni; un protone si trasforma in un neutrone e un positrone. Il nuovo nucleo avrà numero atomico inferiore di $1$ e numero di massa invariato.

Positrone

Particella beta+ con massa simile a quella di un elettrone e carica positiva corrispondente a quella di un protone.

Emissioni ALFA

Emissione di nuclei di elio ($2$ protoni e $2$ neutroni). Hanno bassa penetrazione nella materia ma un alto potere ionizzante.

Emissioni GAMMA

Radiazioni elettromagnetiche formate da fotoni senza massa. Hanno elevata interazione con la materia e un elevatissimo potere penetrante.

Raggi X

Emissioni elettromagnetiche di fotoni che non hanno origine radioattiva, ma derivano dal riarrangiamento di elettroni che scendono di livello energetico.

Cinetica del decadimento radioattivo

Processo considerato una reazione di primo ordine, dove la velocità di reazione dipende solo dalla costante cinetica $k$ e dalla concentrazione dell'elemento instabile.

Tempo di dimezzamento

Periodo noto in cui la concentrazione di un elemento radioattivo si riduce della metà; in medicina nucleare si preferiscono elementi con tempi brevi (giorni).

Curie ($Ci$)

Unità di misura dell'intensità delle radiazioni pari a $3.7 imes 10^{10}$ disintegrazioni per secondo ($dps$).

Becquerel ($Bq$)

Unità di misura della radiazione corrispondente a $1$ disintegrazione per secondo ($dps$).

Dose assorbita

Quantità di energia di $1 ext{ Joule}$ assorbita da un'unità di massa di $1 ext{ kg}$. Si misura in Gray ($Gy$).

Dose equivalente

Misura che tiene conto della pericolosità della radiazione; si calcola come dose assorbita per il fattore di ponderazione della radiazione ($Wr$) e si misura in Sievert ($Sv$).

Dose efficace

Misura che tiene conto della diversa sensibilità dei tessuti; si calcola come dose equivalente per il fattore di ponderazione del tessuto ($Wt$) e si misura in Sievert ($Sv$).

LET (Trasferimento lineare di energia)

Misura dell'energia media persa da una particella carica per unità di lunghezza percorsa ($keV/ ext{μm}$). Un alto LET indica ionizzazioni dense in piccoli volumi (tipico di alfa e beta).

ROS (Radicali ossigeno)

Agenti ossidanti aggressivi che si formano a causa della ionizzazione da radiazioni, provocando ingenti danni biologici.

Efficacia biologica relativa (RBE)

Rapporto tra la dose di una radiazione di riferimento e la dose di una radiazione specifica necessaria per generare gli stessi effetti biologici (RBE = rac{dose_X}{dose_T}).

Radiodiagnostica

Settore della medicina nucleare che utilizza radiazioni e radiofarmaci per generare immagini e tracciare attività metaboliche.

Radiofarmaci

Molecole organiche modificate contenenti un nuclide radioattivo che permettono di tracciare processi biologici tramite computer.

PET (Tomografia a emissione di positroni)

Strumento diagnostico che utilizza radiofarmaci emettitori di positroni; l'interazione tra positroni ed elettroni genera raggi gamma captati dal sistema.

Iodio-131

Isotopo radioattivo utilizzato per lo studio della tiroide; una tiroide normale ne assorbe circa il 12 ext{%} in poche ore.

Risonanza Magnetica (RM)

Tecnica d'immagine basata sullo spin dei nucleoni ($s = 1/2$) che si allineano a un campo magnetico ($B$) e rilasciano energia dopo essere stati eccitati da radiofrequenze.

Radioterapia

Terapia che utilizza isotopi radioattivi per la distruzione mirata di cellule e tessuti patologici, sfruttando la maggiore sensibilità delle cellule cancerose alle radiazioni.