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Dossier INRS - extrait du site www.inrs.fr Copyright © INRS Après avoir rappelé

Dossier INRS - extrait du site www.inrs.fr Copyright © INRS Après avoir rappelé les notions de base dans le domaine des rayonnements ionisants, ce dossier fait le point sur les expositions naturelles et professionnelles : modes, sources et niveaux d'exposition, risques pour la santé. Il présente ensuite les principes de prévention permettant, dans un contexte professionnel d'utilisation de sources sources de rayonnements ionisants (hors industrie nucléaire), de réduire et de maîtriser ces expositions. Quelques cas concrets illustrent la démarche de radioprotection. Rayonnements ionisants Mise à jour : 28/10/2009 Généralités sur les rayonnements ionisants Un peu de physique… Quelques grandeurs et unités à connaître Modes d’exposition Sources et niveaux d’exposition Exposition naturelle Exposition professionnelle Effets biologiques d’une exposition Conséquences d’une exposition sur la santé Démarche de prévention et grands principes de radioprotection Démarche globale de prévention Evaluation des risques Vérification du repérage et de la signalisation du risque ambiant Quantification du risque pour les individus Intégrer la sécurité en amont Autres aspects fondamentaux de la radioprotection Contrôles en radioprotection, en pratique Contrôles d’ambiance et de contamination radioactive des locaux Contrôle des personnes Dosimétrie Cadre réglementaire Notions générales Travailleur exposé : valeurs limites d’exposition et classement Limites d’exposition Classement Dispositions particulières à certaines catégories de travailleurs Femmes enceintes ou allaitant Jeunes travailleurs CDD et travail temporaire Conduite à tenir en cas d’incident ou d’accident En préalable Vous êtes confronté à une dispersion ou à une dissémination de substances radioactives (sources non scellées) Vous êtes confronté à une situation anormale lors de l’utilisation d’un générateur ou d’une source scellée Après la situation accidentelle Généralités sur les rayonnements ionisants Nous vous présentons dans ce chapitre quelques notions couramment utilisées dans le domaine des rayonnements ionisants. Elles vous aideront à mieux comprendre la partie du dossier concernant la radioprotection. Un peu de physique… La radioactivité est un phénomène naturel lié à la structure de la matière. Tous les corps (gaz, liquides, solides) sont composés d’atomes. Certains de ces atomes sont instables et émettent des rayonnements. Il peut s’agir de : substances radioactives naturelles (uranium, radium, radon…), substances radioactives artificielles (californium, américium, plutonium…). Ces atomes instables (radio-éléments) se transforment spontanément en perdant de l’énergie, et reviennent ainsi progressivement à un état stable. Ils émettent alors des particules, dont le flux constitue un rayonnement porteur d’énergie, spécifique du radio-élément qui l’émet. Ces rayonnements sont dits ionisants car, par leur interaction avec la matière, ils peuvent l’ioniser c’est à dire lui enlever un ou plusieurs électrons. Le pouvoir d’ionisation d’un rayonnement dépend de sa nature (alpha, bêta, gamma, X, neutronique) et des énergies de chacune des émissions. On peut observer une ionisation de la matière à partir d’un seuil d’énergie Dossier - Rayonnements ionisants - www.inrs.fr Dossier INRS 2/25 Copyright © INRS particulaire de 10 électronvolts. Généralement, un radioélément émet plusieurs types de rayonnement à la fois (alpha, bêta, gamma, X, neutronique). Les différents types de rayonnements ionisants et leurs caractéristiques Type de rayonnement Exemples d’émetteurs * Nature Spécificité Pouvoir pénétrant ** Alpha a Américium 241 Plomb 210 Radon 222 Thorium 232 Uranium 235 Uranium 238 Particules constituées de 2 protons et 2 neutrons (charge électrique positive) Directement ionisant Faible pénétration - parcourt quelques centimètres dans l’air - arrêté par la couche cornée de la peau ou une feuille de papier Beta ß Césium 137 Iridium 192 Phosphore 32 Soufre 35 Tritium (ou Hydrogène 3) Electrons porteurs d’une charge électrique positive (positons ß+) ou négative (ß-) Directement ionisant Pénétration limitée - parcourt quelques mètres dans l’air - arrêté par une feuille d’aluminium ou par des matériaux de faible poids atomique (plexiglas, etc.) - ne pénètre pas en profondeur dans l’organisme (pour une source située dans son environnement extérieur) Gamma ? Césium 137 Iridium 192 Or 198 Technétium 99 Photons énergétiques Indirectement ionisant Pénétration importante - parcourt quelques centaines de mètres dans l’air - traverse les vêtements et le corps - arrêté ou atténué par des écrans protecteurs (épaisseurs de béton, d’acier ou de plomb) X Générateur électrique de rayons X Photons énergétiques Indirectement ionisant Pénétration importante - parcourt quelques centaines de mètres dans l’air - traverse les vêtements et le corps - arrêté ou atténué par des écrans protecteurs (épaisseurs de béton, d’acier ou de plomb) neutronique Couple Américium- Béryllium Lors de la fission de l’Uranium 235 Accélérateurs de particules Neutrons Indirectement ionisant Pénétration importante - parcourt quelques centaines de mètres dans l’air - traverse les vêtements et le corps - arrêté par des écrans de paraffine * Radioéléments ou sources couramment utilisés actuellement en milieu industriel et médical. ** Ne sont indiquées ici que des notions générales. En pratique, ce pouvoir de pénétration dépend de l’énergie de chacun des rayonnements. Expressions à connaître : Un rayonnement est dit « directement ionisant » lorsqu’il est constitué de particules électriquement chargées , d’énergie suffisante pour produire des ions (atomes porteurs de charges électriques) par interaction avec la matière. Un rayonnement est dit « indirectement ionisant » lorsqu’il est constitué de particules non chargées électriquement, dont l’énergie est suffisante pour produire, selon plusieurs types d’interactions, une ionisation de la matière. On parle de « rayonnement primaire », lorsqu’il s’agit d’un rayonnement émis spontanément par une source radioactive. L’expression « rayonnement secondaire » est utilisée lorsqu’il s’agit de rayonnements résultant des interactions de rayonnements primaires avec la matière. Par exemple : Dossier - Rayonnements ionisants - www.inrs.fr Dossier INRS 3/25 Copyright © INRS rayonnement X secondaire, diffusé ou réfléchi par les obstacles (murs, sols ou plafonds) ; rayonnement secondaire lors de l’interaction de neutrons avec la matière (provoquant l’émission secondaire de rayonnements a, ß, ?, X ou de neutrons). Rappelons que l’activité d’une substance radioactive (émission de rayonnements) diminue avec le temps. Ce phénomène est spécifique à chaque radio-élément. On appelle période radioactive le laps de temps au bout duquel le nombre de noyaux instables dans un échantillon radioactif aura décru de moitié. Cette période est de l’ordre de 8 jours pour l’iode 131, de 30 ans pour le césium 137, de 5737 ans pour le carbone 14 et de plus de 4 milliards d’année pour l’uranium 238. Il faut donc du temps (souvent très longtemps) pour que l’activité d’un radioélément cesse (retour définitif à un état stable). Quelques grandeurs et unités à connaître Ne sont présentées ici que les grandeurs et unités internationales utilisées aujourd’hui : becquerel, gray et sievert (Bq, Gy, Sv). Les anciennes grandeurs ou unités (curie, rad ou rem) ne sont pas explicitées dans ce dossier. Principales grandeurs et unités internationales utilisées dans le domaine des rayonnements ionisants Notion / grandeur mesurée Unité Définition / caractéristique Energie de rayonnement (E) électronvolt (eV) 1 électronvolt = 1,6. 10-19 Joule Activité d’un corps radioactif (A) becquerel (Bq) Nombre de transitions par seconde. Réduite de moitié au bout d’une période, du quart au bout de 2 périodes, etc. Une transition est une modification de l’état énergétique d’un noyau instable, soit par désintégration, soit par émission ou absorption d’un rayonnement. Dose absorbée par un organisme vivant (D) gray (Gy) Energie absorbée par unité de masse. Dose (Gy) = Energie (Joule) / Masse (kg) Dose équivalente (Ht) sievert (Sv) Dose équivalente = Dose absorbée x facteur de pondération radiologique. Ce facteur de pondération radiologique (Wr), vaut 1 pour les rayons X, gamma et bêta, vaut 20 pour les rayons alpha, et est variable pour les neutrons (en fonction de leur énergie). En effet, à dose absorbée égale, les effets biologiques dépendent de la nature des rayonnements (a, ß, ?, X ou neutrons). La dose équivalente est dite « engagée » quand elle résulte de l’incorporation dans l’organisme de radioéléments jusqu’à l’élimination complète de ceux-ci, soit par élimination biologique, soir par décroissance physique. Dose efficace (E) sievert (Sv) Somme des doses équivalentes pondérées délivrées aux différents tissus et organes du corps. La pondération correspond à l’application d’un facteur de pondération tissulaire (Wt) à la dose équivalente pour chaque organe. Cette notion correspond à l’évaluation d’une dose corps entier. Modes d’exposition L’exposition aux rayonnements ionisants peut se faire selon trois modes : externe sans contact cutané ; externe par contact cutané ; interne. Pour une exposition externe, la source du rayonnement est extérieure à l’organisme. La source radioactive est située à distance de l’organisme (exposition globale ou localisée). L’irradiation est dans ce cas en rapport avec le pouvoir de pénétration dans le corps des divers rayonnements émis par la source. De ce fait, sont surtout à prendre en compte les rayonnements gamma, X et neutroniques. Les rayonnements ß n’entraînent pas d’irradiation en profondeur du corps humain. Les rayonnements a ne peuvent en aucun cas entraîner d’exposition externe. Pour une exposition externe par contact cutané, il y a irradiation par dépôt sur la peau de corps Dossier - Rayonnements ionisants - www.inrs.fr Dossier INRS 4/25 Copyright © INRS radioactifs. Par rapport au cas précédent, le contact cutané avec un radioélément peut induire une exposition interne par pénétration du radioélément à travers la peau (altération cutanée, plaie, ou plus rarement à travers une peau saine). Pour une exposition interne, les substances radioactives ont pénétré dans l’organisme uploads/s3/ rx-radioprotectio.pdf