Index du Forum


 
 Index du ForumFAQRechercherS’enregistrerFacebookGalerieMedialyptiqueConnexion

:: Mesure de la radioactivité et protection civile ::

 
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet     Index du Forum -> Les menaces naturelles -> Autres
Sujet précédent :: Sujet suivant  
Auteur Message
MaiƉwaяяi0​r
Administrateur

Hors ligne

Inscrit le: 22 Fév 2011
Messages: 365
Localisation: France

MessagePosté le: 18/04/2011, 01:22    Sujet du message: Mesure de la radioactivité et protection civile Répondre en citant

Introduction

Pour reconnaître un élément radioactif je ne vous imposerai pas de vous approcher d'une source d'émission (uranium, césium, plutonium, etc) pour sentir la chaleur de la petite pièce de métal dans vos mains suite à l'émission de particules alpha (hélions)...

Cette expérience, qui paraît innocente quand elle ne dure que quelques secondes ou même quelques heures selon la substance, peut vous contaminer et vous pouvez en mourir à forte dose.

Périodiquement on apprend que des employés du secteur nucléaire sont faiblement irradiés suite à des incidents techniques, des erreurs ou des comportements inadaptés dont voici une liste.

Dans les pays de l'Est et au Moyen-Orient, des civils furent également les malheureuses victimes du nucléaire en essayant de vendre des pastilles radioactives au marché noir. D'autres moururent victimes d'armes à l'uranium appauvri.

Cette curiosité malsaine à vouloir approcher ou toucher des éléments radioactifs ne fait donc pas preuve d'intelligence et vous ne verrez donc jamais de pastille radioactive dans un musée militaire ou dans la section minéralogie d'un musée des sciences naturelles, leur taux de radiation pouvant aisément dépasser 300 mSv/h ! Tout au plus pourrait-on exposer de la terre contaminée mais même dans ce cas, elle sera scellée dans un fût blindé de 40 litres rempli de béton ou vitrifiée. Comme on peut le constater, on ne plaisante pas avec la radioactivité. Ainsi que nous le rappellerons à propos de Tchernobyl et des déchets nucléaires, la radioactivité est invisible mais les séquelles sont à vie...

Ecoutez plutôt le bruit d'un compteur Geiger en rechargeant cette page ou en cliquant sur le cigle radioactif affiché ci-dessus. Chaque clic que vous entendez correspond à une ionisation d'un gaz spécial par une particule b (des électrons de forte énergie) ou des rayonnements électromagnétiques intenses comme des rayons X ou gamma libérés par l'élément radioactif. Ca donne froid dans le dos... mais à quelle dose est-ce critique pour la santé et mortel ? Voici les réponses et plus encore.



Définitions et précision de langage

Avant de commencer précisons deux points de langage. Quand on parle de radioactivité, nous avons souvent tendance à mélanger deux termes : contamination et irradiation. Comme nous le rappelle un technicien d'EDF, ce sont deux problèmes complètement distincts sur lesquels très peu d'auteurs insistent suffisamment.

Un élément peut être contaminant mais non irradiant. On parle notamment du "risque alpha" en centrale nucléaire ; ce rayonnement constitué de noyaux d'hélium est émis par beaucoup d'isotopes. Il est stoppé par une simple feuille de papier ou par la peau. Lors d'une contamination "externe" (contact avec la peau) l'impact sur nos cellules est nul mais lors d'une contamination "interne" (inhalation, ingestion) le risque de radiation devient très élevé.

L'irradiation ou radiation se mesure avec un contaminamètre (radiamètre) et s'exprime en Bq/m3.

La contamination se mesure avec un dosimètre et s'exprime en mSv ou mSv/h. Nous verrons les unités et les appareils dans un instant.

Définitions

Comme souvent en physique, il existe un grand nombre d'unités de mesures de la radioactivité ou de son incidence sur notre santé.

L'émission de la radioactivité se mesure en Becquerel (Bq) et détermine le nombre de désintégration spontanée par seconde d'une source radioactive. On l'exprime parfois en minute (dpm).

Cette mesure permet de déterminer l'importance de l'émission radioactive qu'elle soit atmosphérique, superficielle ou concernant des effluents liquides. Le Becqerel est l'unité standard du Système International et remplace le Curie.

Le Curie (Ci) était utilisé auparavant et correspond à l'activité de 1 g de radium soit environ 37 x 109 Bq (ou 37 milliards de désintégrations par seconde). 37 Bq = 1 nCi.

On trouve également dans la littérature l'unité de dose absorbée ou gray (Gy). C'est l'unité standard du Système Internationale qui remplace le rad : 1 Gy = 100 rad. Le gray correspond à la quantité d'énergie (joule) ionisante absorbée par kilogramme de matière : 1 Gy = 1 J/kg.

Quand on exprime une dose en gray, étant donné que la quantité d'énergie absorbée varie d'un milieu à l'autre, il faut donc préciser le milieu dans lequel l'énergie est libérée (gray-air, gray-tissus, gray-hydrogène, etc).

Le gray par seconde permet de mesurer la quantité d'énergie transmise à un milieu par unité de temps, c'est le débit de dose absorbée.

Sachant que le coulomb est l'unité de mesure de la charge électrique (e = 1.6x10-19 coulomb), on peut également utiliser le Coulomb par kilogramme (C/kg) pour mesurer l'exposition aux rayonnements X et gamma (la charge d'ions libérée dans la masse d'air). Cette unité remplace le roentgen.

Ces quatre unités mesurent soit l'activité du rayonnement (Bq), l'irradiation (dose absorbée en Gy) ou l'exposition (C/kg), sans tenir compte des effets biologiques. Or à dose absorbée égale, tous les rayonnements ionisants (particules alpha, bêta, gamma, neutrons) ne produisent pas les mêmes effets biologiques.

Pour mesurer le risque pour la santé, la contamination, on calcule la dose équivalente. Ici également il existe plusieurs unités de mesures. Les chercheurs anglo-saxons utilisent encore l'ancienne unité, le rem ou le milli-rem (mrem), l'acronyme de "roentgen equivalent man".

En Europe, les chercheurs se réfèrent au Système International et utilisent le Sievert (Sv) ou les milliSieverts (mSv), une unité qui tend à se généraliser dans la littérature anglo-saxonne.

Le Sievert (ou le rem) correspond à une mesure de la dose de radioactivité absorbée en tenant compte du pouvoir ionisant du rayonnement électromagnétique ou corpusculaire. En effet, les particules alpha (hélions) présentent un pouvoir ionisant supérieur au rayonnement b (électrons) et au rayonnement g (on ne parle évidemment pas de l'explosion d'une supernova !!). En fonction du rayonnement, un facteur de pondération a donc été pris en compte. Il vaut 20 pour les particules alpha, de 5 à 20 pour les neutrons et 1 pour les rayonnements bêta et gamma. La dose absorbée est donc multipliée par ce facteur de pondération pour aboutir à la notion de dose équivalente. Dans la mesure où les doses absorbées sont très petites, on utilise généralement le milliSievert (mSv).

Lorsque la dose équivalente est pondérée par un facteur de risque propre à chaque tissu, on obtient la dose effective ou dose efficace.

Par calcul on peut passer de la dose efficace à la dose équivalente et inversement ou connaître la dose reçue par une certaine partie du corps si on connaît la dose globale d'irradiation et vice-versa. En France l'INRS répond à ce genre de questions ainsi que l'AFCN en Belgique.

La dose accumulée par l'organisme durant un certain temps s'appelle le débit de dose (ddd) ou la dose en abrégé. Elle s'exprime en mSv/h.

Quelques conversions :

1 Gy = 100 rad
1 mGy = 0.1 rad
100 mGy = 10 rad

1 rem = 0.01 Sv = 10 mSv
1 mrem = 0.01 mSv
100 mrem = 1 mSv

1 Sv = 100 rem
1 mSv = 0.1 rem
1 mSv = 100 mrem


Notons qu'une radiographie correspond à 0.2 mSv ou 20 mrem.

Le risque pour la santé

Le risque pour la santé dépend non seulement de l'intensité du rayonnement ionisant et la durée d'exposition mais également du type de tissu concerné. En effet la plus ou moins grande faculté d'absorption des tissus organiques va influencer la réaction du système immunitaire et l'action régénératrice des cellules. Ainsi les organes reproducteurs par exemple sont 20 fois plus sensibles que la peau.

Un gaz radioactif inhalé passera d'abord par les poumons alors qu'une substance ingérée provoquera des lésions dans l'appareil digestif. Le sang véhicule également ces substances (via les poumons ou le système digestif) vers les os et le système urinaire. A fortes doses (exposition au rayonnement ionisant intense ou prolongée), la substance radiotoxique peut ainsi se propager à travers tout le corps et s'accumuler dans les organes les plus sensibles où ses effets peuvent rapidement devenir handicapants sinon mortels.

Dose acceptable d'irradiation

Nous verrons page suivante qu'en général on considère que l'environnement naturel (hors source radioactive !) est inoffensif : il émet une radioactivité naturelle variant entre 0.27 mSv (niveau de la mer) et 2.4 mSv (haute montagne) par an et par personne, la moyenne étant de 0.38 mSv/an. Cela correspond à une irradiation moyenne de 0.4 mSv/h ou 0.04 mrem/h.

S'il fallait mettre un seuil minimum d'inocuité, l'exposition devient "dangereuse" à court terme à partir de doses 5 fois plus élevée, soit 0.002 mSv/h ou 0.2 mrem/h.

Mais ceci est de la théorie. Comme dans le cas des radiographies, en fait tout dépend du temps pendant lequel la personne est exposée à ces rayonnements. Les mots d'ordre sont : "Temps, Ecran, Distance". Vous pouvez rester sous un rayonnement avec un débit de dose de 50 mSv/h sans rien risquer si vous ne restez pas plus de 5 sec devant la source car la dose reçue est très faible.

Une petite dose de rayonnement s'accumulant durant des mois devient rapidement fatale. Un seuil de 1 mSv/h jugé critique mais tout à fait tolérable durant quelques heures correspond à une dose annuelle d'environ 9 Sv par individu, une dose qui dépasse largement le seuil de tolérance de nos tissus (voir plus bas). La zone qualifiée de rouge n'est donc pas une erreur ou un caprice d'ingénieur nucléaire daltonien !

Dose équivalente maximale

Il s'agit d'une dose cumulée, d'une exposition continue aux radiations ionisantes durant une année qui tient compte de facteurs de pondération. Jusqu'en 1992 les valeurs variaient d'un facteur 4 entre l'Europe et les Etats-Unis. Aujourd'hui ces doses sont standardisées et sont périodiquement revues, à la baisse.

La dose cumulée d'une source radioactive artificielle devient dangereuse à partir de 500 mSv ou 50 rem où l'on constate les premiers symptômes d'altération sanguine. En 1992, la dose équivalente maximale (dem) pour une personne travaillant sous rayonnements ionisants était fixée à 15 mSv sur les 12 derniers mois en Europe (CERN et Angleterre) et à 50 mSv sur les 12 derniers mois aux Etats-Unis ! Depuis août 2003 la dem est passée à 20 mSv sur les 12 derniers mois.

Rappelons à toute bonne fin que lors d'un scanner médical (tomographie par PET-Scan ou SPECT/DAT-Scan), nous recevons environ 150 mSv en une demi-journée. Nous serions en zone rouge dans une centrale nucléaire ! Pour éviter tout symptôme d'altération sanguine, mieux vaut donc se limiter à un maximum de trois examens de ce type par an (un tel examen dure en général près d'une heure).

A partir de 100 mSV, chaque mSV augmente le risque de cancer de 5%.

Les effets majeurs d'une contamination radioactive

< 0.5 Sv : inoffencifs
0.5 Sv : anomalies minimes sur les prélèvements sanguins
1 Sv : fatigue, formule sanguine altérée, troubles digestifs
2 Sv : hospitalisation indispensable
3 Sv : premiers signes cutanés, destruction des barrières immunologiques
5 Sv : DL50 (dose létale), 50% des irradiés meurent s'ils ne sont pas hospitalisés
8 Sv : DL90, 90% des irradiés meurent s'ils ne sont pas hospitalisés
10 Sv : DL100, 100% des irradiés meurent s'ils ne sont pas hospitalisés


Protection

En France, la réglementation fixe les limites annuelles de radiation à 50 mSv (5 rem) pour les travailleurs et à 5 mSv (0.5 rem) pour la population. La différence est déjà injustifiée mais, plus grave, cette réglementation ne respecte pas les recommandations de la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) !

Il n'existe en fait aucun standard entre les différentes populations concernées. Les seules choses communes entre les différents types d'activités (domaine médical, nucléaire, recherche, etc) sont les manières de s'en protéger.

Pour les radiations retenez l'acronyme DATE = Distance (éviter de mettre la tête sur la source), Activité (réduire au mieux le ddd), Temps (rester le moins longtemps près de la source), Ecran (plomber, immerger, bétonner, ... la source).

Pour la contamination c'est surtout une question d'hygiène : nettoyer les surfaces de travail, éviter de la mettre en suspension, porter des tenues adéquates (la fameuse tenue "Mururoa"), confiner et si possible fixer les particules, ...

Cela dit durant la vie d'un être humain, les tissus profonds supportent une exposition de 100 à 400 rem (1-4 Sv), les yeux de 400 rem et l'épiderme peut supporter jusqu'à 600 rem (6 Sv). Pour rappel 1 rem (0.01 Sv) ou 1 roentgen équivaut à quelque 50 radiographies aux rayons X. Pour les passagers et les pilotes des avions de ligne ainsi que pour les astronautes en orbite, une éruption solaire très intense (classe X) leur fait subir l'équivalent de quelques radiographies et le danger est nul. Mais étant donné qu'ils répètent ces voyages ou effectuent des missions de longues durées, une exposition prolongée accroît le risque d'irradiation.



Appareils de mesure

Les appareils de détection des rayonnements et en particulier de la radioactivité sont divisés en deux grandes catégories : les dosimètres et les radiamètres, ces derniers regroupant les contaminamètres et les spectromètres. La plupart de ces appareils sont des détecteurs à gaz, mis à part les détecteurs de neutrons qui utilisent une diode de silicium. Nous laisserons de côté ces questions techniques.

Le dosimètre mesure l'équivalent de dose absorbée par une personne ou une matière exposée à un rayonnement ionisant a, b, g, X et, sur certains modèles, la dose dans les champs de neutrons. Le plus connu est le compteur Geiger-Müller, tel le Gamma-scout.

Le dosimètre peut être actif (électronique) ou passif, il existe en version de bureau, portable ou portatif. La mesure est soit différée dans le cas d'un détecteur passif soit instantanée et dès la mise sous tension de l'appareil dans le cas d'un système actif. Ces appareils n'émettent aucun rayonnement.

Le dosimètre affiche généralement la dose absorbée en mSv (équivalent de dose) ou en mSv/h (débit d'équivalent de dose), parfois en rad, ainsi que le niveau d'énergie du rayonnement en sous-multiples du MeV.

Enfin, certains dosimètres sont munis d'un système d'alarme passé un certain seuil (par ex >200 mSv) que l'on peut ajuster et disposent d'une connexion USB afin de pouvoir analyser les données sur ordinateur (évolution dans le temps, etc).

Le radiamètre mesure l'émission de rayonnement gamma, des neutrons ou du tritium, tandis que le contaminamètre mesure le taux de particules a, b et g. Il affiche les mesures en Cps, Bq ou Bq/cm2 (et non en unité de volume car l'activité ou le frottis est généralement déposé sur une surface). Certains modèles à scintillation sont proposés avec une sonde connectée au radiamètre qui permet de réaliser des mesures de contamination de surfaces (sur une table de travail, le sol, un mur, etc).

Il existe également des balises pour mesurer la contamination atmosphérique en particules a et b. Elles tiennent compte du "bruit de fond" naturel et sont capables de compensation leurs mesures en temps réel en soustrayant les émissions g, de radon et de thoron.

Quelques détecteurs sont accessibles au public, notamment ceux vendus par Saphymo, Gamma-scout et même chez Conrad. Ce sont des modèles grands publics (le Gamma-scout coûte 448€ ttc) car les modèles professionnels à galvanomètre par exemple coûtent bien quatre fois plus cher.

Source: ici

Revenir en haut
Publicité






MessagePosté le: 18/04/2011, 01:22    Sujet du message: Publicité

PublicitéSupprimer les publicités ?
Revenir en haut
Montrer les messages depuis:   
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet     Index du Forum -> Les menaces naturelles -> Autres Toutes les heures sont au format GMT + 1 Heure
Page 1 sur 1

 
Sauter vers:  

Index | Panneau d’administration | Creer un forum | Forum gratuit d’entraide | Annuaire des forums gratuits | Signaler une violation | Conditions générales d'utilisation
Apocalypse theme created by MaiƉwaяяi0​r © 2011
Powered by phpBB © 2001, 2010 phpBB Group
Traduction par : phpBB-fr.com