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Notions de doses Introduction L’irradiation d’un organisme engendre des lésions

Notions de doses Introduction L’irradiation d’un organisme engendre des lésions plus ou moins importantes. La grandeur Utilisée pour quantifier la quantité de rayonnement reçu est la dose. C’est donc l’estimation de la dose, la dosimétrie, qui permet de quantifier l’atteinte de l’homme résultant des différents types d’expositions. Elle ne se mesure pas chez l’homme, on l’estime à partir de dosimètres. Le passage de la dose mesurée par le dosimètre à la dose reçue par un individu dans son entier ou au niveau d’un organe fait l’objet du chapitre 4 lorsque l’irradiation provient d’une source externe à l’individu. En ce qui Concerne la dose reçue par un individu après contamination interne, le mode de calcul est plus difficile à mettre en œuvre. 1. La dose absorbée Les rayonnements émis par les substances radioactives interagissent avec la matière en y Cédant de l’énergie. La quantité d’énergie cédée est appelée la dose absorbée. Elle S’exprime en Gray (Gy) qui correspond à une énergie de 1 joule cédée dans un kilogramme De matière (1 Gy = 1 J>kg–1). Ce dépôt d’énergie est à l’origine de perturbations Dans la matière exposée, l’ionisation des atomes qui la constitue, mais l’effet biologique Observe n’est pas lie a un effet thermique, minime, comme le laisserait supposer l’unité, Mais au site touche, brin d’ADN par exemple, comme nous l’avons décrit ci-dessus. C’est Pourquoi, pour la matière vivante, la dose absorbée n’est pas seule représentative du Risque encouru et que deux concepts ont été créés : la dose équivalente et la dose efficace. 2. La dose équivalente Tous les rayonnements ne produisent pas les mêmes effets. Si l’énergie est cédée dans un petit volume de tissu, la nuisance sera plus grande que si cette même énergie est cédée sur une plus grande distance. Le rayonnement α, dont le parcours moyen dans la matière vivante est d’environ 40 μm est a priori plus nocif que le rayonnement γ qui n’est que partiellement arrête par l’homme. Le concept de dose équivalente permet d’exprimer de manière équivalente ces deux effets, en tenant compte d’un facteur de nocivité du rayonnement. La dose équivalente à l’organe HT, R dans un tissu T liée à l’irradiation par le rayonnement R est donné par l’équation : Ou DT, R est la dose absorbée a l’organe T par l’irradiation R et WR est le facteur de pondération lie à la nature du rayonnement R. La dose équivalente totale, HT, est la somme de HT, R pour tous les types de rayonnement. Le facteur de pondération étant sans dimension, l’unité est la même que pour la dose absorbée, J>kg– 1, et son nom spécifique est le sievert (Sv). La publication 60 de la CIPR (ICRP 1991) attribue à chaque type de rayonnement les facteurs de pondération WR portes dans le tableau ci-dessous. Dans le cas du rayonnement α, la dose équivalente est égale a vingt fois la dose absorbée, alors que pour le rayonnement γ, elle est égale à la dose absorbée. Cette notion de dose équivalente est souvent utilisée pour quantifier la dose reçue par un organe particulier, irradie par plusieurs rayonnements, la thyroïde par exemple. Ce concept de dose équivalente est un concept simplifie qui permet d’additionner des Effets biologiques produits par des rayonnements différents. Son utilité n’est que règlementaire, le scientifique qui souhaite étudier les effets des rayonnements se contentera de la dose absorbée en Gy. Ces coefficients sont des estimations faites par des experts comparant l’efficacité biologique relative des différents rayonnements pour produire des cancers. Facteurs de pondération WR proposes dans la publication 60 de la CIPR. Dans un organe. Ces coefficients de pondération n’ont donc a priori de signification que’aux faibles doses de rayonnement, conduisant a des effets stochastiques. La dose équivalente Ne devrait donc être utilisée que pour des expositions aux faibles doses. Ces facteurs de pondération peuvent être modifies selon l’avancement de connaissances sur les effets biologiques des rayonnements. Ainsi aujourd’hui la nocivité des neutrons d’énergie inferieure a 1 MeV est diminuée de près de moitié par rapport aux valeurs données ci-dessus (ICRP 92) et le facteur de pondération des rayonnements α est débattu au sein de la CIPR qui hésite encore entre une valeur de 10 ou 20. Toutefois ces discussions au sein de la CIPR ne sont pas à ce jour transposées dans la règlementation et ce sont les valeurs du tableau 1.1 qui restent les valeurs à prendre en compte lors des calculs de protection. 3. La dose efficace Le risque de production de cancer est lie à la dose, mais tous les tissus n’ont pas la même sensibilité aux rayonnements. C’est la dose efficace qui permet d’estimer le risque d’induction de cancer dans l’organisme entier en prenant en compte la radiosensibilité des différents tissus concernes. La dose efficace est la somme des doses équivalentes pour chaque organe ou tissu de l’organisme pondérées par un facteur dépendant de la sensibilité aux effets stochastiques du tissu irradie WT. Ces facteurs de pondération étant normalises, leur somme est égale à 1. La dose efficace s’exprime donc par l’expression : La publication 60 de la CIPR (ICRP 1991) attribue les facteurs de pondération tissulaire pour les organes spécifies qui figurent dans le tableau ci-dessous. Pour des raisons de calcul, les ≪ autres tissus ou organes ≫ comprennent la glande surrénale, le cerveau, l’intestin grêle, les reins, les muscles, le pancréas, la rate, le thymus et l’utérus. Facteurs de pondération WT proposes dans la publication 60 de la CIPR. Le facteur de pondération tissulaire étant sans dimension, l’unité est la même que pour la dose absorbée et la dose équivalente à l’organe, J>kg–1, et son nom spécial est, comme pour la dose équivalente à l’organe, le sievert (Sv). Ainsi, à partir d’une donnée mesurable, la dose absorbée, il est possible d’estimer un risque pour l’homme à travers le concept de dose efficace. Tout comme les facteurs de nocivité des rayonnements (WR), ces facteurs de sensibilité (WT) peuvent varier avec l’ état des connaissances. C’est ainsi que, dans ses recommandations de 1991 qui sont la base de la réglementation française, ces facteurs ont été largement modifies par rapport aux recommandations Précédentes (CIPR 1977). Ceci était dû à une plus longue observation des survivants D’Hiroshima et de Nagasaki. Depuis ces recommandations de la CIPR et leur transposition en termes règlementaires, le facteur de pondération pour les gonades est discuté (CIPR 2005). Représentant le risque d’effets héréditaires, il pourrait être ramené de 0,20 à 0,05 Pour tenir compte de l’absence de tels effets près de 60 ans après l’exposition de cette Population. Il faudra attendre encore une ou deux générations pour confirmer éventuellement La tendance actuelle montrant l’absence d’effet héréditaire lie à l’irradiation. Ce Facteur représentait la précaution des recommandations de la CIPR de l’époque qui voulait Prendre en compte dans son système de protection un risque héréditaire potentiel. Toutefois, Tout comme pour la dose équivalente, ces réflexions ne déboucheront pas dans un avenir proche sur une éventuelle modification des méthodes de calcul de la dose efficace. 4. Recommandations de la publication 60 Les recommandations de la CIPR, publiées en 1991 (publication 60 de la CIPR), sont la Base de la réglementation actuelle. Elles succédaient À de précédentes recommandations publiées en 1977. Nul ne peut préjuger de leur prise en compte pour de Nouvelles recommandations. Notons, par exemple que la recommandation de 1991 ne Se sont retrouvées dans la réglementation française que’en 2002.En 1990, la CIPR a publié des recommandations (ICRP 60, 1991) en tenant compte de L’évolution des connaissances scientifiques de l’époque et tout particulièrement les Données concernant les survivants des bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki. Compte tenu des temps de latence des différents cancers observes, la CIPR avait dans cette Publication modifie les facteurs de sensibilité (WT) des différents organes publies dans les Précédentes recommandations (ICRP 26, 1977). De nouveaux travaux scientifiques Avaient montré que la toxicité des neutrons était sous- évaluée, la CIPR a donc Double les valeurs des facteurs de nocivité des neutrons (WR). Depuis cette même CIPR est Revenue en arrière pour les neutrons dont l’énergie est inférieure à 1 MeV (ICRP 92, 2003). Toujours dans ses recommandations de 1990, la CIPR a modifié, par rapport à ses recommandations De 1977, ses facteurs de risque par unité de dose. Enfin la CIPR a tenu compte Dans ses dernières recommandations de l’état de l’art de l’époque, sur les effets du débit de dose. S’appuyant sur toutes ces considérations, la CIPR a recommandé alors de nouvelles limites d’exposition pour les travailleurs et le public ; une limite de 100 mSv sur 5 ans pour les travailleurs, à condition qu’une valeur de 50 mSv ne soit pas dépassée en une seule année et une limite annuelle de 1 mSv pour le public, valeur limite qu’il ne faut pas ajouter à l’irradiation naturelle préexistante. Pour les travailleurs, de nombreux Etats, dont la France, n’ont pas pris en compte la souplesse autorisée par la CIPR et fixent a 20 mSv la limite annuelle. Chronologie de l’apparition des différents cancers parmi les survivants des Bombardements d’Hiroshima et uploads/Politique/ notions-de-doses.pdf