2. Les rayonnements ionisants
sommaire
n Origine-Notions de physique des rayonnements ionisants
n Identification des rayonnements ionisants
n Interactions rayonnements-matière
n Grandeurs et unités
n Expositions - types - origines
n Effets biologiques des R.I.
n Radioprotection
¡ réglementation
¡ mise en place des moyens de protection
4. Evelyne Daubie Service Phys. générale &
Phys. des Particules UMH
La radioactivité naturelle
atmosphère
rayonnements cosmiques
Photons, muons, neutrons, … + radio-
elements 14C, 7Be, 3H ® b
écorce terrestre
rayonnements telluriques
radio-elements 40K, 32P, … + familles U, Ra,
Rn, Th, Tn
14C T = 5730 ans s'échange avec 12C stable
molécules 14CO2 absorbées par plantes animaux nous ..
granit maisons : alimente air en 222Rn particulièrement nocif
car inhalé ® fixé dans les poumons !
5. 5
Les familles radioactives
® 15 termes !
T1 T2 T3
noyau noyau
parent fils
uranium - radium
Mr & Mme Curie
NRa/NU » 10-6
tonnes minerai U traitées
pour extraire 1 g Ra
T =4,5 109 ans
stable
Z-2 N-2
Z-1 N+1
6. Activité de quelques « sources »
minerai d'uranium à 10% (activité uranium) : 1,3 10-4 GBq par kg
sources pour la gammagraphie industrielle : 4 à 40 GBq
sources de 60Co pour la radiothérapie : 75 à 200 103 GBq
bombe atomique à fissions : 7,4 1013GBq (1 min après l'explosion !)
Notre corps : 12000 Bq (6000 dus au 40K) T » 109 ans
Milieux naturels
Eau de pluie 0,3 à 1 Bq/l
Eau de rivière 0,07 Bq/l (226Ra et descendants)
0,07 Bq/l (40K)
11 Bq/l (3H)
Eau de mer 14 Bq/l (40K essentiellement)
Eau minérale 1 à 2 Bq/l (226Ra, 222Rn)
Sol sédimentaire 400 Bq/kg
Sol granitique 8000 Bq/kg
7. La physique des rayonnements ionisants
le noyau atomique - expression des énergies
Le joule est une unité d’énergie inadaptée à l’échelle
microscopique; on utilise plutôt l’électron volt (eV)
et ses multiples
le keV: 1 keV = 103 eV =
1,60 . 10 -16 J
le MeV: 1 MeV = 106 eV =
1,60 . 10 -13 J
1 eV = 1,60 . 10 -19 J
8. La physique des rayonnements ionisants
constante radioactive - période - activité
La constante
radioactive l
représente la
probabilité
pour qu’un
atome se
désintègre dans
l’unité de
temps
L’activité A(t) d’une substance
radioactive représente le nombre moyen
de désintégrations par seconde
La période radioactive ou demi-vie T est la
durée nécessaire pour qu’un échantillon
contenant N atomes radioactifs n’en
contienne plus que N/2
A = l N (nombre d’atomes)
At = lNt=ln2/T*N; donc quand T diminue,
At augmente
9. La physique des rayonnements ionisants
loi de décroissance - période - activité
Le nombre moyen de noyaux qui se transforment pendant une
durée dt est proportionnel à : la durée dt , Nt , et l
At = A0/2n
Avec n= t/T (nombre de période: t = temps écoulé et T= période
du radionucléide)
10. Rayonnements ionisants
interactions avec la matière
RI matière
d
Ionisations perte
d’énergie distance
parcourue pouvoir
d’arrêt du milieu
calcul d’écrans de
protection
la probabilité d ' interaction
RI-matière dépend
1-de la nature du rayonnement
2-du milieu considéré
12. 1 Bq = 27.10-12 Ci
Activité At becquerel ( Bq ) = 1 désintégration/sec (dps)
1 Ci = 37.10 9 Bq
1mCi = 37.10 6 Bq
1 mCi = 37 MBq
Rayonnements ionisants
Convertions
Ancienne Unité : le Curie à 1 Ci = nb dps/1 g de Radium (=37 milliard de dps !!!)
13. 1 kg de plomb 1 kg de plumes
avant
après
H DOSE ÉQUIVALENTE
15. Pour diminuer la dose absorbée
Temps
Distance
Ecran
MOYENS DE PROTECTION
16. Le débit de dose étant proportionnel au débit de
fluence
Ce qui revient à écrire
o o
D1 x (d1)2 = D2 x (d2)2
Distance
( )
( )2
1
2
2
2
1
2
1
d
d
D
D
=
F
F
= !
!
!
!
MOYENS DE PROTECTION g
17. Radioprotection
protection opérationnelle des travailleurs exposés
Classification des travailleurs Classification des lieux de
travail
20 mSv/an
6 mSv/an
Catégorie A
Catégorie B
Zone
contrôlée
Zone
surveillée
20 mSv/an
6 mSv/an
18. Radioprotection
les principes fondamentaux de la radioprotection
justification
optimisation
limitation
Niveau le plus faible
d’exposition
Existe-t-il d’autres techniques ?
Limiter les temps d’exposition
20. Caractéristiques des isotopes utilisés au laboratoire
Isotopes Demie-
vie
Energie (Mev) Trajet maximale dans
leau ou dans les
tissus (µm)
32P 14,3j 1,709 8000
35S 87,5j 0,167 340
3H 12,32
ans
0,0186 5,6
Temps de demi-vie = période du radioélément =Temps nécessaire pour que la
radioactivité initiale soit divisée par 2
Activité:
nombre de désintégrations de noyaux radioactifs par seconde
Unité: le Becquerel (Bq) = 1 désintégration par seconde
Ancienne unité de mesure de la radioactivité: le curie (Ci):
un curie = 3,7 1010 Bq = 2,22 1012 dpm
Activité spécifique: activité rapportée à 1 mole
21. formation radioprotection 2008
programme des contrôles
programme . - contrôleur périodicité date rapport
contrôle technique
d'ambiance
interne PCR semestrielle janvier-juillet rapport
interne 2 personnes du labo en continu 1 fois par semaine consigner dans un cahier
externe APAVE annuelle janvier rapport APAVE
contrôle technique
de radioprotection
interne PCR mensuelle 1er vendredi du mois rapport
externe APAVE annuelle janvier rapport APAVE
contrôle appareils de
mesure
fonctionnement interne utilisateur avant utilisation sans rapport
périodique externe APVL ingénierie annuelle selon l'appareil rapport
étalonnage externe APVL ingénierie quinquénal selon l'appareil rapport d'étallonage
contrôle dosimètre
opérationnel
fonctionnement interne utilisateur +PCR avant utilisation sans rapport
Périod./étalonnage externe APVL ingénierie annuelle juillet rapport d'étallonage
contrôle gestion des
sources
interne PCR annuelle juillet rapport
externe APAVE annuelle janvier rapport APAVE
contrôle gestion des
déchets
interne PCR semestrielle janvier-juillet rapport
externe APAVE triennale janvier rapport APAVE
23. Les personnes compétentes
en radioprotection
Barré Lydia et Bianchi Arnaud
n Les principaux rôles :
• Former et classer le personnel
• Définir le classement des zones, évaluer les
doses collectives et individuelles
• Définir les mesures de protections collectives et
individuelles adaptées aux risques spécifiques
• Elaborer le dossier d’autorisation
• Mettre en place des contrôles de zones
n Les utilisateurs quant à eux doivent absolument
respecter les consignes mises en place par les
PCR.
24. Délimitations des
zones
Zone non
réglemen
tée
Z.R. Z.R. ZS
R
ZS
R
ZS
R
80 µSv
(mois)
7,5 µSv
(1h)
25 µSv
(1h)
2 mSv
(1h)
100 mSv
(1h)
0,2 mSv
(1h)
0,65 mSv
(1h)
Dose équivalente aux extrémités (mains, avant bras, pied,
cheville) : HT
50 mSv
(1h)
2,5 Sv
(1h)
Dose efficace ET
Contrôle
de l’état de propreté
radiologique si
risque de contamination
dans les ZR attenantes
Zone
surveillée
Zone
contrôlée
Zone contrôlée
jaune
Zone contrôlée
orange
Zone interdite
rouge
Débit d’équivalent de
dose
Au niveau de l’organisme
entier (exposition externe
seule)
2 mSv/h 100 mSv/h
Les valeurs de
doses (ET et
HT)
correspondent
à des doses
intégrées sur
la période
considérée (le
mois ou
l’heure)
25. Plan du secteur radiologique du niveau 2 du
bâtiment Biopôle
2G25
SALLE DE BIOLOGIE
MOLÉCULAIRE
3H ET 35S
Zone
surveillée
Zone non
classée
Compteur à scintillation : Source scellée 133
Ba (740 kBq)
Réfrigérateur et congélateur : sources non scellées 14C, 3H et 35S stock
Frigo
Compteur
2G18
SAS D’ENTREE
2G28
STOCKAGE
TEMPORAIRE
DES DECHETS
2G27
SALLE DE
COMPTAG
E
2G26
SALLE DE RADIO-
ANALYSE 14C, 3H ET
35S + SOURCES STOCK
2G24
CULTURE CELLULAIRE
3H ET 35S
2G21
CHAMBRE
NOIRE
2G20
DOCUMENTA
TION ECZ
SCINTILLANTS
2G22
DÉCROISSA
NCE
DÉCHETS
35S +
STOCKAGE
TEMPORAI
RE
2G18b
SAS
2G18a
CIRC
26. La dosimétrie et les appareils
de mesure
n Dosimétrie poitrine, contrôlée trimestriellement
¡ Utilisation des contaminamètres, pour la vérification d’éventuelle
contamination 35S
27. La dosimétrie et les appareils
de mesure (2)
n Pour la vérification d’éventuelle contamination 14C ou 3H,
nécessité de faire un frottis
• Utiliser des papiers filtres d’environ 5 cm2 et frotter la zone
à vérifier
• Mettre le filtre dans un tube de comptage à scintillation
avec 4,5 ml de scintillant, attendre 5 min puis procéder au
comptage par scintillation liquide
n Compteur à scintillation liquide
Pour le comptage des solutions mère de 35S ou les différents
résultats. 1 programme préétabli pour chaque radionucléide.
Ne pas oublier de jeter les tubes après comptage!
28. Instructions relatives à la gestion des
sources radioactives
n Pour chaque achat, s’adresser aux PCR Lydia Barré ou Arnaud
Bianchi. A la réception d’une nouvelle source, une feuille de
comptabilité est faite et affichée sur le frigo de stockage.
n A chaque prélèvement dans un tube stock, la quantité de
radioactivité prélevée, la date et le nom de l’utilisateur sont
consignés sur la fiche de comptabilité des sources correspondant
au radionucléide.
n Quand un pot stock est terminé, archiver la feuille de comptabilité
dans le classeur et évacuer le pot vide dans les déchets.
Ne jamais sortir de substances radioactives de la zone réglementée
29. Elimination des déchets
n Les déchets 3H et 14C sont tous éliminés par
l’ANDRA. Ils sont collectés dans les futs de déchets
incinérables (1 en cours de remplissage salle 2G26,
stockage temporaire en 2G28) ou dans les
bonbonnes d’effluents liquides, organiques ou
aqueux (en salle 2G22)
n Les déchets 35S sont éliminés après décroissance
pendant 10 périodes (soit environ 2,5 ans). Ils sont
collectés dans des sacs poubelles mis dans des sacs
papier salle 2G28. Les déchets liquides sont collectés
dans des bonbonnes dédiées salle 2G22. Quand une
poubelle est pleine, la fermer correctement en
indiquant la date de fermeture.
