RAPPEL DE QUELQUES DEFINITIONS

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RAPPEL DE QUELQUES DEFINITIONS

Les différents types de rayonnements
Les unités en radioprotection
Tableau de Mendeleiev

Sécurité nucléaire : L’ensemble des dispositions prises pour assurer la protection des personnes et des biens contre les dangers, nuisances ou gênes de toute nature résultant de la création, du fonctionnement et de l’arrêt des installations nucléaires fixes ou mobiles, ainsi que de la conservation, du transport, de l’utilisation et de la transformation des substances radioactives naturelles ou artificielles constitue la sécurité nucléaire.

Celle-ci fait appel à plusieurs disciplines et techniques telles que la protection contre les rayons ionisants, la sûreté nucléaire, la protection des installations et des transports nucléaires contre les actes de malveillance et les actions de sécurité civile en cas d’accident.

Sûreté nucléaire : Au sein de la sécurité nucléaire, la sûreté nucléaire comprend l’ensemble des dispositions prises à tous les stades de la conception, de la construction, du fonctionnement et de l’arrêt définitif des installations nucléaires, pour prévenir les accidents et en limiter les effets.

Elle comporte également les mesures techniques destinées, d’une part, à limiter l’exposition des travailleurs aux rayonnements lors du fonctionnement normal des installations (y compris au cours des opérations d’entretien et de réparation) et, d’autre part, à optimiser la gestion des déchets et des effluents radioactifs.

La radioactivité : Certains atomes sont instables et se désintègrent spontanément. Ce sont les radionucléïdes ou radioéléments ou encore radioisotopes. Cette désintégration constitue la radioactivité.

Les rayonnements ionisants : La désintégration des atomes instables entraîne l’émission de rayonnements ionisants qui sont absorbés par la matière qu’ils traversent et à laquelle ils cèdent leur énergie.

Les unités en Radioprotection

Les différents types de rayonnements : Selon les particules émises les rayonnements auront des caractéristiques différentes :

Les rayonnements alpha : correspondent à l’émission d’un noyau d’hélium. Leur pouvoir de pénétration est très faible et il suffit d’une simple feuille de papier pour les arrêter.

Ils sont peu pénétrants et donc peu dangereux par irradiation externe. Ils sont en revanche très nocifs par irradiation interne quand ils sont introduits à l’intérieur de l’organisme.

Les rayonnements bêta : la particule émise est un électron. Leur pouvoir de pénétration est faible et ils peuvent être arrêtés par une feuille d’aluminium de quelques millimètres. Ils peuvent cependant pénétrer dans l’épiderme et même atteindre le derme.

Les rayonnements gamma : sont de nature électromagnétique et ont un très grand pouvoir de pénétration. Pour les arrêter, il faut plusieurs centimètres de plomb ou de béton. Ils traversent donc facilement l’organisme et sont donc très dangereux en irradiation externe.

L’irradiation et la contamination

L’irradiation externe : Les sources émettant les rayonnements ionisants sont extérieures à l’organisme mais les rayonnements le traversent.

La contamination externe : Les substances radioactives sont déposées à la surface du corps.

L’irradiation interne : Les substances radioactives ont pénétré à l’intérieur de l’organisme soit par inhalation soit par ingestion, on dit qu'il y a exposition interne aux rayonnements ionisants.

Les définitions

UNITES DE MESURE

1. L’activité : le becquerel

L’activité d’un radionucléïde représente le nombre d’atomes qui se désintègrent pendant une unité de temps.

Elle se mesure en becquerels (Bq)

1 becquerel correspond à une désintégration par seconde.

Le becquerel est une très petite unité dont on utilise couramment des multiples :

1 kilobecquerel = 1000 Bq

1 Megabecquerel = 10 ⁶ Bq

1 Gigabecquerel = 10 ⁹ Bq

1 Terabecquerel = 10 ¹² Bq

Avec l’ancienne mesure, le curie, le rapport est considérable :

1 curie = 37 milliards de becquerels

1 becquerel = 27 pico-curies soit 27 millionième de millionièmes de curie.

La radioactivité d’un milieu, d’un matériau ou d’un aliment s’exprime en Bq/kg ou en Bq/l.

2. La période

La période radioactive est le temps nécessaire pour que la moitié des atomes présents initialement se soient désintégrés spontanément. Elle est aussi appelée demie-vie. Un radioélément disparaît donc d’autant plus vite que sa période est plus courte.

RADIONUCLElDE	PERIODE
Polonium 214	un dix millième de seconde
Argon 41	110 minutes
Radon 222	3,8 jours
Iode 131	8 jours
Cesium 134	2 ans
Tritium	12,3 ans
Strontium 90	28 ans
Cesium 137	30 ans
Plutonium 239	24 000 ans
Uranium 238	4,5 milliards d’années

3. L'exposition

Tout individu soumis à l'action des rayonnements ionisants est dit exposé.
Si les sources d'émission des rayonnements sont situées à l'extérieur de l'organisme l'exposition est externe, si elles sont situées à l'intérieur elle est interne.
L'exposition du corps entier considéree comme homogène est une exposition globale par opposition à l'exposition partielle relative à une partie du corps, ou à un ou plusieurs organes ou tissus.
La somme des expositions interne et externe constitue l'exposition totale.

4. La contamination radioactive

La contamination radioactive est légalement définie comme étant "la présence indésirable de substances radioactives à la surface ou à l'intérieur d'un milieu quelconque, y compris le corps humain".
Une contamination est nécessairement le résultat d'une dissémination d'une substance radioactive, suite à la manipulation sans précaution de sources non scellées ou suite à la destruction accidentelle de l'enveloppe de confinement d'une source scellée.
La dissémination d'une partie de la source peut créer une contamination de l'environnement dite surfacique et/ou atmosphérique selon la nature et la forme physicochimique de la substance radioactive.
La contamination des individus ou contamination corporelle peut être externe ou interne selon que la substance radioactive disséminée est déposée sur la peau ou s'est introduite à l'intérieur de l'organisme par inhalation, ingestion ou migration à travers la peau (lésée ou non).

5. La dose absorbée

La dose absorbée notée D est donc l’énergie cédée par les rayonnements à l’unité de masse exposée.
Dans un milieu exposé aux rayonnements ionisants, la dose absorbée (notée D) correspondt à l’énergie cédée divisée par la masse de matière.
D’après cette relation, dans le système international (S.I) de mesures, une dose absorbée se mesure en joule par kilogramme. L'unité légale est le Gray (symbole : Gy) et par définition :
1 Gray (Gy) = 1 Joule par kilogramme (J.kg^-1)

6. Le débit de dose absorbée

Le débit de dose absorbée; noté

, correspond à la dose absorbée reçue par unité de temps.
Dans le système international le débit de dose absorbée doit se mesurer en Gray par seconde (Gy.s^-1). En pratique on utilise souvent des sous-multiples, comme les mGy.h^-1, compte tenu des activités manipulées.

7. La dose équivalente

Dans le domaine des faibles doses, toujours dans le cas d'une exposition globale (inférieures à 0,5 Gray environ), aucune influence du débit de dose n'a pu être mise en évidence. On a donc créé une grandeur qui rend compte de la nuisance biologique des rayonnements dans le cas des effets aléatoires (effets somatiques ou héréditaires).
La dose équivalente notée (H_T) dans un tissu donné, produit de la dose absorbée moyenne pour l'organe ou le tissu par le facteur de pondération pour le rayonnement R (w_R), est la grandeur directement proportionnelle au détriment biologique.
H_T = D_Tּ w_R
L'unité de dose équivalente est le Sievert (Sv). En toute logique les unités qui devraient être utilisées sont les sous-multiples du Sievert : millisievert (mSv) et microsievert (µSv).
Ayant attribué la valeur unité au facteur de pondération relatif au rayonnement électronique, le tableau suivant indique les valeurs relatives aux autres rayonnements.

Nature du rayonnement	w_R
β, électrons, γ, X	1
p	10
neutrons	de 5 à 20
α	20

La "nuisance" biologique est donc vingt fois plus grande, à dose absorbée égale, pour un rayonnement α que pour un rayonnement γ. Le débit de dose équivalente

est habituellement exprimé en millisievert par heure (mSv.h^-1) ou en microsievert par heure (μSv.h^-1).

8. La dose efficace

La dose efficace E est la dose fictive qui administrée de façon homogène au corps entier entraînerait les mêmes dommages tardifs que l'ensemble des doses reçues par le même individu au niveau des différents organes et à des moments différents. Dans le cas d’une exposition globale ce peut être une dose réelle.
La dose efficace notée E est donc la somme des doses équivalentes pondérées délivrées par exposition interne et externe aux différents tissus et organes du corps est définie par la formule :

Il s’agit donc bien de prendre en compte uniquement les effets stochastiques. L'unité de dose efficace est le sievert (Sv) d’où confusion parfois entre dose équivalente et dose efficace.

9. L’équivalent de dose individuelle dose efficace

Cette grandeur permet de faire une estimation de la dose efficace E.
Elle peut être mesurée à l’aide d’un dosimètre porté à la surface du corps. Ce dosimètre peut être constitué d’un détecteur recouvert d’une épaisseur appropriée de matériau équivalent tissu. La profondeur d recommandée pour le contrôle des rayonnements fortement pénétrants est de 10 mm et l’on peut la noter

L'unité d’équivalent de dose est aussi le sievert (Sv).

10. Les limites réglementaires

Dans le cas d'une exposition pour les travailleurs, la réglementation française a fixé pour une durée de 12 mois consécutifs les limites suivantes :

EXPOSITION GLOBALE	Organisme entier - Dose efficace	E₁₂ = 20 mSv
EXPOSITION PARTIELLE	Doses équivalentes Peau Extrémités (mains, pieds,..) Cristallin	H₁₂ = 500 mSv H₁₂ = 500 mSv H₁₂ = 150 mSv

Dans le cas d'une exposition pour le public, la réglementation française a fixé pour un an les limites suivantes :

EXPOSITION GLOBALE	Organisme entier - Dose efficace	E₁₂ = 1 mSv
EXPOSITION PARTIELLE	Doses équivalentes Peau Cristallin	H₁₂ = 50 mSv H₁₂ = 15 mSv