Radioprotection

1. Sûreté Radiologique et Sécurité des
Sources Radioactives
Bases de radioprotection
 Pr Elmazghi 2016

2. DEFINITION
RADIOPROTECTION
ensemble des règles, des procédures et des
moyens de prévention et de surveillance visant à
empêcher ou à réduire les effets nocifs des
rayonnements ionisants produits sur les personnes
y compris les atteintes portées à l’environnement.

3. Table des matières
• Concepts de base de la radioprotection:
• la justification, l´optimisation et la limitation de la
dose
• Principes de protection :
• Barrières de protection, distance et le temps
• Surveillance dosimétrique individuelle
Bases de radioprotection

4. Justification des pratiques utilisant des RI
 toute activité humaine susceptible d’entraîner une exposition aux RI doit être
justifiée par les avantages qu'elle procure pour la société ( bénéfices >
inconvénients ) : Utilisations médicales : sauver des vies, améliorer la qualité de vie
Optimisation de la radioprotection (source)
 l'exposition des individus et des populations doit être maintenue au niveau le plus
bas que l‘on puisse atteindre compte tenu des facteurs économiques et sociaux
Limitation des doses individuelles (cible)
 les limites sont choisies suffisamment basses pour qu’aucun effet déterministe
n'apparaisse, et que la probabilité d’effets stochastiques soit « tolérable ou
acceptable »
Les principes réglementaires de radioprotection
Les dispositions relatives à la protection des
travailleurs

5. Bases de radioprotection
 Ces trois principes fondamentaux découlent
d’un principe général de précaution: le
principe « ALARA » (pour « As Low As
Reasonably Achievable », aussi bas que
raisonnablement possible) . Les procédures
techniques et organisationnelles mises en
œuvre pour respecter l’ensemble de ces
principes font l’objet de contrôles de la part
des autorités publiques dont l’Autorité de
sûreté nucléaire.

6. Les limites de dose
Exposition globale
Travailleurs
• 20 mSv/an en moyenne sur 5 ans
• 50 mSv en une seule année
Public 1mSv/an
Exposition partielle
Travailleurs
peau: 500 mSv/an
cristallin: 150 mSv/an
Public
peau: 50 mSv/an
cristallin: 15 mSv/an
Les principes réglementaire de radioprotection

7. La délimitation des zones contrôlées et surveillées
Classification des travailleurs Classification des lieux de
travail
limite annuelle
3/10 de la
limite annuelle
Catégorie A
Catégorie B
limite annuelle
3/10 de la
limite annuelle
Zone
contrôlée
Zone
surveillée
20 mSv/an
6 mSv/an
Les dispositions relatives à la protection des travailleurs
(Décret n° 2-97-30 du 28 octobre 1997)

8. Protection des travailleurs effectuant une intervention
“Aucun travailleur effectuant une intervention ne doit être
soumis à une exposition supérieure à la limite de la dose
maximale pour une seule année concernant l´exposition
professionnelle, sauf:
• pour sauver des vies ou éviter des blessures graves;
• S´il mène des actions destinées à éviter une dose
collective élevée;
• S´il mène des actions destinées à empêcher que la
situation ne tourne à la catastrophe.”
Les limites de dose
Les principes réglementaire de radioprotection

9. Dans le schéma précédent, on voit que la dose maximum au mur de
la salle de commande de 18 mSv en un an, ce qui implique que
pour respecter la limite de dose de 20 mSv par an, aucun
blindage n´est nécessaire avec la charge de patients indiquée,
Néanmoins, cette approche ne considère pas qu´il puisse y avoir
d´éventuelles expositions professionnelles reçues ailleurs et, ne
considère pas, plus particulièrement le principe ALARA.
Si une contrainte prudente de dose de 2 mSv par an était
appliquée, le mur et la fenêtre dans la salle de commande
devraient être blindés avec un matériel transmettant comme
maximum 2/18 ou 11% (au kVp nominal) p.e. ~0.4 mm de plomb.
Dans quelle mesure le risque est-il significatif ? (suite)
Exemple (suite)
Optimisation de la radioprotection

10. Les différents écrans utilisés dans les blindages:-
plomb
béton
gypse
verre plombé
autres
paraffine
Écran
Supports
Principes de protection
Barrières de protection

11. Radiothérapie
Zone contrôlée
Zone
publique
Zone
publique
<2 mSv/an
Zone contrôlée (en
dehors de traitement)
Zone contrôlée
Interdite (pendant
l’irradiation)
Energie :
4 < E < 25 MeV
Débit de dose :
2 à 6 Gy/min
Barrières de protection
et systèmes de sécurité (suite)
Principes de protection

12. Zone contrôlée
Zone
publique
Zone
publique
<2 mSv/an
Zone contrôlée
(en dehors de
traitement)
Zone contrôlée
Interdite (pendant
l’irradiation)
Barrières de protection (suite)
Principes de protection
Haut débit (400GBq - 192Ir) 40 mSv/h à 1 m

13. Débit d’exposition moyen sans protection
Débit pulsé (20GBq- 192Ir) 200 µSv/h à 1 m
Bas débit (192Ir ) 2 mSv/h à 1 m
Grains de 125I (~ 20MBq/grain) sources à 5 cm de profondeur <5 µSv/h
Curiethérapie : Barrières de protection (suite)
Equipements de protection: Paillasse plombée, écran mobil
plombé, coffre de stockage des fils d’iridium 192, détecteurs,
balise de détection, ..etc
Les chambres d’hospitalisation doivent être dotées des barrières
de protection suffisantes et des systèmes de sécurité.
Principes de protection

14. • Le débit de dose dû à une
source de rayonnements
varie avec l´inverse du carré
de la distance.
Distance
• Une mesure de protection
approprié est donc
d´augmenter au maximum
la distance entre les
individus et les sources de
rayonnements.
Principes de protection

15.  Distances source-opérateur
L’intensité d’un rayonnement d’une source décroît rapidement
avec la distance. Cette dernière intervient selon l’inverse carré
de la distance.
H : débit de dose équivalente à la distance d
Ho : débit de dose équivalente à 1 mètre
Ce principe est important en radioprotection car il permet
de se protéger, sans frais, de l’irradiation externe.
2
0
1
.
d
H
H 
 
Principes de protection

16. • L´exposition totale aux
rayonnements d´un individu est
directement proportionnelle au
temps qu´une personne est
exposée à une source.
Principes de protection
Temps
• Une mesure de protection appropriée est donc de réduire
au minimum le temps passé près des sources de
rayonnements.

17. Les mesures à mettre en œuvre pour réduire le temps d’exposition
sont des mesures de bon sens :
 Préparer soigneusement le travail que l’on doit effectuer :
• réunir tout le matériel dont on aura besoin ;
• utiliser le matériel adapté et performant ;
• au besoin, procéder à des essais à blanc;
• et employer des techniques modernes de simulation,
 Prendre en compte les expériences acquises dans les
manipulations antérieures.
Temps
Principes de protection

18. IRRADIATION EXTERNE
 Quelque soit le mode d’irradiation, trois données sont
nécessaires pour déterminer sa gravité:
La nature du radioélément : période, émission
et de son activité ou les paramètres d’exposition pour un
accélérateur : type de rayonnements, Energie et débit de dose
La distance entre la source et l’opérateur
Le temps d’exposition

19. La surveillance dosimétrique individuelle
 Les objectifs de la dosimétrie individuelle
 Les opérations fondamentales de la dosimétrie
individuelle
• Ce qu’en veut mesurer
• Ce que mesure la dosimétrie individuelle
• La distribution des dosimètres
• la gestion des doses

20. La dosimétrie individuelle :
 Permet d’évaluer l’exposition professionnelle : s’exprime sous
forme de doses individuelles mesurées sur des périodes bien
définies.
 Permet de mettre en œuvre des actions correctives (en cas
de dépassement de seuils fixés) pour revenir aux conditions
normales de fonctionnement.
 Entre dans le cadre de l’optimisation des doses et du respect
des limites de doses réglementaires.
 Permet d’éviter l’apparition d’effets sur la santé et de
maintenir l’exposition au niveau le plus bas qu’on puisse
raisonnablement atteindre, compte tenu des facteurs sociaux
et économiques (principe ALARA : As Low As Reasonably Achievable)
Les objectifs de la dosimétrie individuelle :

21. où : dE est l'énergie moyenne communiquée par le RI à la
matière dans un élément de volume
dm est la masse de la matière contenue dans cet
élément de volume.
Le terme « dose absorbée » désigne la dose moyenne reçue
par un tissu ou un organe.
L'unité de dose absorbée est le gray (Gy).
Dose absorbée (D) :
énergie absorbée par unité de
masse
dm
dE
D 
GRANDEURS ET UNITES

22. Débit de Dose absorbée (D) :
L'unité de débit de dose absorbée est le gray par heure (Gy.h-1).
dt
dD
D 

GRANDEURS ET UNITES

23. Dose équivalente (HT)
= dose absorbée par le tissu ou l'organe T, pondérée suivant le type et
l'énergie du rayonnement R.
où : DT,R est la moyenne pour l'organe ou le tissu T de la dose
absorbée du rayonnement R
wR est le facteur de pondération pour le rayonnement R.
R
T
R
R
T D
w
H ,
, 
GRANDEURS ET UNITES


R
R
T
R
T D
w
H ,
.
Lorsque le champ de rayonnement comprend des rayonnements de types et
d'énergies correspondant à des valeurs différentes de WR la dose
équivalente totale HT est donnée par
la formule :

24. Qualité du rayonnement :
Elle dépend de la nature du rayonnement et par la même du TEL. Ceci est
mis en évidence par un facteur de qualité (ou facteur de pondération
radiologique): Wr.
Nature du rayonnement et gamme d'énergie
Facteur de pondération radiologique
WR
Photons, toutes énergies 1
électrons et muons , toutes énergies 1
Neutrons d'énergie < 10KeV 5
10 KeV < Neutrons d'énergie < 100KeV 10
100 KeV < Neutrons d'énergie < 2 MeV 20
2 MeV < Neutrons d'énergie < 20 MeV 10
Neutrons d'énergie > 20MeV 5
protons autres que les protons de recul, énergie > 2 MeV 5
alphas, fragments de fission, noyaux lourds 20
GRANDEURS ET UNITES

25. Dose efficace
L'exposition radiologique des différents organes et tissus du corps
entraîne différentes probabilités de dommage et peut avoir
différents degrés de gravité.
Pour refléter le détriment de l'ensemble des effets stochastiques
sur tous les organes et tissus, la dose équivalente reçue par
chaque organe et tissu est multipliée par un facteur de pondération
des tissus, wT, et les résultats sont sommés pour le corps entier.
GRANDEURS ET UNITES

26. Elle représente la somme des doses équivalentes pondérées délivrées
par exposition interne et externe aux différents tissus et organes du
corps.
HT est la dose équivalente totale
wT est le facteur de pondération pour le tissu ou l'organe T.
GRANDEURS ET UNITES

 T
T H
w
E .
Dose efficace (E) :

27. Tissu ou organe wT
Gonades
Moelle osseuse
Gros intestin (partie distale)
Poumons
Estomac
Vessie
Seins
Foie
Oesophage
Thyroïde
Peau
Surface des os
Autres tissus ou organes
0,20
0,12
0,12
0,12
0,12
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,01
0,01
0,05
GRANDEURS ET UNITES
Facteurs de Pondérations :
(Arrêté du Ministre de la Santé du 14 Novembre 2000)

28. La dose équivalente permet de comparer des doses délivrées par
des rayonnements différents.
La dose
équivalente
20 mSv
20 mSv
Le risque encouru par le sujet B est le même que s’il avait reçu dans
les mêmes conditions 20 mGy par des rayonnements gamma.
Sujet Radioélément Rayonnements Dose
A Cobalt-60 gamma 20 mGy
B Thorium 232 Alpha > 3 MeV 1 mGy
La dose équivalente
les opérations fondamentales de la dosimétrie
individuelle

29. La dose efficace
La dose efficace
5 mSv
5 mSv
Cela signifie que le sujet D subit le même risque que s’il avait reçu une
dose équivalente à l’organisme entier de 5 mSv.
Remarque : la dose efficace E mesure un niveau de risque mais ne prétend
pas décrire le type de risque ou de lésion susceptible d’apparaître.
Sujet Organes irradiés Dose équivalente
D thyroïde 100 mSv
E Corps entier 5 mSv
Les opérations fondamentales de la dosimétrie
individuelle

30. EXERCICE
 Le thorax d’un homme est accidentellement exposé au rayonnement
d’une source de cobalt 60. Le champ d’irradiation a intéressé: les
poumons, une partie de la moelle osseuse, la thyroïde. Après mesure,
on évalue les doses absorbées:
poumons: 40.75 mGy surface osseuse:30.0 mGy
moelle osseuse: 24.10 mGy thyroïde: 10.85 mGy
autres organes: négligeables
Calculer la dose efficace E.

31.  Dose équivalente [ HT ] (1 organe ou tissu)
HT =  (DT  WR ) ( sievert ; Sv )
WR : facteur de pondération radiologique, tient compte de la nature du
rayonnement
DT (Gy) : Dose absorbée par un organe ou tissu T :
les opérations fondamentales de la dosimétrie
individuelle
Ce qu’en veut mesurer :
 Dose efficace [ E ] (plusieurs organes ou corps entier)
E =  ( HT  WT ) (sievert; Sv)
WT : facteur de pondération tissulaire, tient compte de la
radiosensibilité propre de chaque tissu ou organe

32. Ce que mesure la dosimétrie individuelle :
Pour l’évaluation de la dose
 à la Peau : d = 0.07 mm, Hp(0.07)
 à l’organisme entier : d = 10 mm, Hp (10)
La dose équivalente individuelle : Hp (d)
Hp (10) surestime la dose efficace E
les opérations fondamentales de la dosimétrie
individuelle

33. Dosimètre thermoluminescent : TLD
Dosimètres
de poitrine
Dosimètres
d’extrémité
Lecteur TLD

34. Distribution- Port du dosimètre.
La période de port définie dans la réglementation en vigueur est de un mois
civil.
Port du dosimètre
 Pour l’évaluation de la dose :
• à l’organisme entier : Le dosimètre doit être placé à une position sur la
surface du tronc où l’exposition maximale est escomptée.
• aux extrémités : Le dosimètre doit être porté sur les doigts ou sur des
endroits qui risquent éventuellement de recevoir des doses les plus élevées.
Archivage des doses
• La durée d’archivage après la cessation d’activité de la personne est fixée à
20 ans définis dans la réglementation en vigueur.
• La reconstitution du « passé dosimétrique » d’un individu est couramment
demandée lors d’enquête médicale sur des maladies professionnelles.
Toutes les doses prises à tous les postes de travail par une même personne
doivent pouvoir être reconstituées.
Opérations fondamentales
(Arrêté du Ministre de la Santé du 14 Novembre 2000)