Risques et Sécurité | Physique-Chimie Seconde

Les rayonnements α sont des noyaux d'hélium (2 protons + 2 neutrons).

• Puissance de pénétration : Très faible (arrêtés par la peau ou une feuille de papier)
• Danger : Important si inhalés ou ingérés (dangers internes)
• Effet biologique : Très élevé mais localisé

Les rayonnements β sont des électrons ou des positrons.

• Puissance de pénétration : Moyenne (quelques mm dans les tissus)
• Danger : Modéré pour la peau, plus dangereux en interne
• Effet biologique : Moyen

Les rayonnements γ sont des photons de haute énergie.

• Puissance de pénétration : Très élevée (traversent le corps)
• Danger : Important par exposition externe
• Effet biologique : Moindre mais affecte tout le corps

L'activité d'une source radioactive s'exprime en becquerel (Bq).

On utilise souvent des multiples : kBq, MBq, GBq, TBq

La dose absorbée mesure l'énergie déposée par unité de masse.

1 Gy = 100 rad (unité ancienne)

La dose équivalente tient compte de la nature des rayonnements.

Où w_R est le facteur de radiation (1 pour γ, 20 pour α)

Ces effets apparaissent au-dessus d'un certain seuil de dose :

• Effets cutanés (rougeur, brûlures)
• Effets hématologiques (diminution des globules)
• Effets gastro-intestinaux (nausées, vomissements)
• Effets neurologiques (troubles graves)

Plus la dose est élevée, plus les effets sont sévères.

Ces effets n'ont pas de seuil de dose :

• Cancer (leucémie, cancers solides)
• Effets héréditaires (mutations génétiques)

La probabilité d'apparition augmente avec la dose, mais pas la gravité.

• Exposition aiguë : dose élevée en court temps (effets immédiats)
• Exposition chronique : faible dose sur longue période (effets différés)

La dose reçue est proportionnelle au temps d'exposition.

Stratégies :

• Planifier les interventions
• Former le personnel
• Utiliser des outils efficaces

L'intensité du rayonnement diminue avec le carré de la distance.

Par exemple, doubler la distance divise la dose par 4.

Le blindage atténue le rayonnement en absorbant l'énergie.

Matériaux efficaces selon le type de rayonnement :

• Rayons α : papier, vêtements
• Rayons β : aluminium, verre
• Rayons γ : plomb, béton, eau

Très dense (ρ = 11,3 g/cm³), excellent pour les rayons γ et X.

• Utilisation : écrans, combinaisons, vitres spéciales
• Avantages : très efficace, compact
• Inconvénients : lourd, toxique si inhalé

Densité moyenne (ρ = 2,3 g/cm³), bon compromis.

• Utilisation : murs de réacteurs, coffres de transport
• Avantages : économique, structurant
• Inconvénients : encombrant

Densité moyenne (ρ = 1 g/cm³), disponible partout.

• Utilisation : piscines de stockage, réacteurs à eau
• Avantages : bonne atténuation, refroidissement
• Inconvénients : volume important nécessaire

Les dosimètres personnels mesurent la dose reçue par un individu :

• Dosimètre thermoluminescent (TL) : cristaux qui émettent de la lumière
• Dosimètre à bulles : détecte les rayonnements neutroniques
• Dosimètre électronique : affichage en temps réel

Portés sur la poitrine ou au poignet, surveillent l'exposition professionnelle.

Les détecteurs fixes mesurent les rayonnements dans l'environnement :

• Compteurs Geiger-Müller : simples, sensibles
• Détecteurs à scintillation : rapides, précis
• Spectromètres : identification des isotopes

Des limites annuelles sont fixées par la réglementation :

• Population générale : 1 mSv/an
• Personnel exposé : 20 mSv/an en moyenne sur 5 ans
• Pendant la grossesse : 1 mSv pour la mère et le fœtus

• ASN (Autorité de sûreté nucléaire) : régulation et inspection
• IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire) : expertise scientifique
• CEA (Commissariat à l'énergie atomique) : recherche et développement
• ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) : gestion des déchets

• IAEA (Agence internationale de l'énergie atomique) : promotion pacifique de l'énergie nucléaire
• UNSCEAR (Comité scientifique ONU) : évaluation des effets des rayonnements
• ICRP (Commission internationale de protection radiologique) : recommandations

• Code de la santé publique (articles R1333-1 à R1333-29)
• Code du travail (articles R4451-1 à R4451-15)
• Normes ISO et CEI pour les instruments de mesure

Formule : H = D × w_R

Où H = dose équivalente, D = dose absorbée, w_R = facteur de radiation

Pour les rayons γ : w_R = 1

H = 0,5 Gy × 1 = 0,5 Sv

Le facteur de radiation pour les rayonnements γ est w_R = 1.

La limite annuelle pour le personnel exposé est de 20 mSv/an en moyenne sur 5 ans.

0,5 Sv = 500 mSv

Cette dose de 500 mSv est supérieure à la limite annuelle de 20 mSv.

Le technicien devrait appliquer en premier lieu le principe de distance car c'est le plus efficace pour les rayons γ.

La dose est inversement proportionnelle au carré de la distance (I ∝ 1/d²).

Si la distance est doublée, la dose est divisée par 4.

Pour les rayonnements γ, le matériau de blindage le plus efficace est le plomb en raison de sa haute densité.

Une dose de 2 Sv en une seule fois correspond à un effet déterministe car elle dépasse le seuil d'environ 0,5 Sv.

À une dose de 2 Sv, on peut observer :

• Nausées et vomissements (dans les 2-6 heures)
• Diminution des globules blancs et plaquettes
• Augmentation du risque d'infections
• Fatigue et troubles digestifs

Sans traitement médical, une dose de 2 Sv expose à une probabilité de décès d'environ 5-10%.

• Risques somatiques (affectent l'individu exposé)
• Risques génétiques (affectent les descendants)
• Risques stochastiques (sans seuil, probabilités)
• Risques déterministes (avec seuil, proportionnels à la dose)

• Activité : becquerel (Bq) - désintégrations par seconde
• Dose absorbée : gray (Gy) - énergie par kg
• Dose équivalente : sievert (Sv) - effet biologique

• Temps : minimiser le temps d'exposition
• Distance : maximiser la distance à la source
• Blindage : utiliser des matériaux absorbants