La radioprotection pour les nuls

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La radioprotection pour les nuls

Message  urielventis le Jeu 25 Mar - 13:07

Bonjour
Etant du metier je me permet de vous communiquer ce documents que j'ai mis sur le forum de l'OP de Liège (petite ville ukrainienne....). Cela peut servir à faire un papier qui traine dans le bureau des scientifiques lors d'un GN ou un texte d'ambiance.
Donc voila la radioprotection pour les nuls :

DEFINITIONS
Source scellée : Pour qu'une source radioactive ait droit à l'appellation de source scellée garantissant son intégrité et la qualité du confinement de la matière radioactive qu'elle renferme, elle doit satisfaire à un certain nombre de tests conformément aux normes NF M61-002 et NF M 61-003. En outre, elle doit faire l'objet d'une gestion rigoureuse (déclaration de détention, d'utilisation, de cession), d'un inventaire, de contrôles périodiques de son étanchéité par son détenteur, et d'un engagement de reprise par les fournisseurs au bout de 10 ans.

NOTIONS DE BASES

TYPE de RAYONNEMENTS

Particule Alpha
Seuls les noyaux de numéro atomique élevé (supérieur à 82) peuvent présenter ce type de radioactivité.
La particule émise est un noyau d'hélium composé de 2 protons et de 2 neutrons. Elle a donc une masse égale à 4 et porte 2 charges d'électricité positive.
Dans cette désintégration le nombre de masse initial diminue de 4, et le numéro atomique de 2.
Exemple de désintégration alpha
L'uranium 238, dont le noyau est trop chargé en protons et neutrons, se transforme en thorium 234 en émettant un rayonnement alpha.

Particule bêta
Seuls les noyaux se trouvant avec un excès de neutrons ou de protons peuvent émettre ce type de rayonnement.
La particule émise est un électron ou positron. Le fait qu'un noyau, composé de protons chargés positivement et de neutrons sans charge, soit capable d'émettre une particule chargée négativement est interprété comme étant le résultat de la transformation, à l'intérieur du noyau, d'un neutron en proton.
Dans cette réaction, le nombre de masse ne varie pas, la masse de l'électron étant négligeable et le numéro atomique augmente d'une unité.
Exemple de désintégration bêta
Le strontium 90 dont le noyau est trop chargé en neutrons, se transforme en yttrium 90 en émettant un rayonnement bêta.

Rayonnement gamma
Il ne peut y avoir émission gamma que s'il y a eu désintégration alpha ou bêta.
A la différence des rayonnements alpha ou bêta, qui sont des émissions de particules chargées, les rayons gamma sont comme la lumière et les rayons X : de nature électromagnétique.
L'énergie électromagnétique est émise sous forme de "fragments" d'énergie appelés photons.
C'est une émission par laquelle le noyau se libère d'un excès d'énergie dû à ce que les protons et les neutrons n'ont pas trouvé leur équilibre. On dit qu'un tel noyau est dans un état excité.
Ce retour à la stabilité peut s'effectuer par émission de plusieurs photons successifs.
L'émission gamma ne modifie ni le numéro atomique, ni le nombre de masse.

Rayonnement X
Les rayonnements X sont essentiellement obtenus à l'aide de différents appareillages tels que générateurs de rayons X, accélérateurs, etc. ... Les rayonnements X sont de même nature que les rayonnements gamma, sauf qu’ils proviennent des électrons environnants le noyau et non du noyau de l’atome.
Ces appareillages, plus communs dans le milieu médical que dans les installations nucléaires, ne présentent de risque qu'en fonctionnement ; mais dans ce cas, les débits de dose dans les faisceaux directs sont très importants.
De ce fait, ces appareils sont généralement installés dans un local à accès interdit pendant le fonctionnement.

Neutron
Emission d’une particule électriquement neutre. Le neutron est émis lors de la fission spontanée. Cette réaction se produit sur les noyaux lourds produisant également deux produits de fission et libère une grande quantité d’énergie.
Selon leur énergie, on distingue :
*les neutrons thermiques : 0,025 eV
*les neutrons lents : 0,025 à 0,5 keV
*les neutrons épithermiques : 0,5 à 1 keV
*les neutrons intermédiaires : 1 keV à 0,5 MeV
*les neutrons rapides : supérieur à 0,5 MeV
Les neutrons, dépourvus de charge, peuvent interagir avec le noyau. L’interaction peut se faire par diffusion, capture ou fission.

DECROISSANCE RADIOACTIVE
Pour un seul noyau le moment de sa désintégration est imprévisible, mais sa probabilité de désintégration est par contre bien définie.
L'activité d'une source est le quotient du nombre de désintégrations produites dans un radioélément par unité de temps.
L'unité d'activité est le Becquerel (Bq).
1 Bq = 1 désintégration par seconde.
L'activité d'un corps radioactif diminue avec le temps.
La période radioactive est l'intervalle de temps pendant lequel le nombre initial de noyaux est réduit de moitié. C'est donc le temps au bout duquel une source perd la moitié de son activité.
La décroissance radioactive est de forme exponentielle :
A(t) = A(t0) *e-(0,693t)/T
Avec :
A(t) : activité recherchée à un instant t,
A(t0) : activité initiale,
T : période radioactive du radioélément considéré,
t : temps écoulé entre l’instant t0 et t.
La valeur de la période, caractéristique du radioélément peut être très variable.
Calcul de l’activité d’une source de 137Cs, d’activité initiale égale à 37 GBq, au bout de 10
ans :
A(t) = A(t0) *e-(0,693t)/T
A(t) = 37.109 *e-(0,69310)/30 = 29,37 GBq.

INTERACTION RAYONNEMENT MATIERE
Les rayonnements en traversant la matière, créent au sein de celle-ci des ionisations d’où le nom de rayonnement ionisant.
Pouvoir ionisant : possibilité d’arracher des électrons aux atomes.
On distingue deux types de rayonnements :

Les rayonnements directement ionisants
Ce sont des particules chargées : les rayonnements alpha et bêta.
Le parcours des alpha est très faible (quelques cm dans l’air, quelques microns dans l’eau), mais leur pouvoir d’ionisation est très grand (ils cèdent toute leur énergie sur un faible parcours).

Les rayonnements indirectement ionisants
Ce sont des particules neutres : neutrons ou rayonnements électromagnétiques (X,).
Les rayonnements indirectement ionisants, peuvent traverser la matière sans interaction, ce qui explique un grand pouvoir de pénétration.
Le parcours des gammas est donc très important (plusieurs centaines de mètres dans l’air) et leur pouvoir d’ionisation est faible.

GRANDEURS ET UNITES
Le risque d’irradiation est issu de rayonnement à fort pouvoir pénétrant. Les dommages qu’il cause sont proportionnels à l’énergie absorbée dans la matière (hors tissus humains).
L’unité de la dose absorbée est le Gray.

1 Gray (Gy) = 1 Joule/kg de matière (J/kg).
Pour tenir compte des effets biologiques des différents rayonnements, on a défini une nouvelle unité : le Sievert.

1 Sievert (Sv) = 1 Gy *Fq.
Fq, appelé facteur de qualité, est fonction du pouvoir d’ionisation du rayonnement. Il varie de
1 à 20.
On dit qu’il y a irradiation externe, chaque fois qu’une personne se trouve placée sur le trajet des rayonnements émis par une source radioactive, située à l’extérieure du corps et sans contact obligatoire avec celui-ci.

Energie (E) Electron volt (ev)
C’est la différence de potentiel qu’il faut pour qu’un électron se déplace entre 2 plaques séparer de un mètre (1ev = 1,6 .10-19 J)

Activité (A) Becquerel (Bq)
Nombre de désintégration par seconde

Période (T) Seconde (s)
Intervalle de temps au bout duquel l’activité initiale a diminué de moitié

Dose :
*Absorbée (D) Gray (Gy)
Quantité d’énergie cédée par unité de masse de matière (1Gy=1J/kg)

*Equivalente (H) Sievert (Sv)
La dose absorbée multipliée par un facteur de pondération radiologique wr qui tient compte de la nocivité du rayonnement

*Efficace (E) Sievert (Sv)
Somme des doses équivalentes délivrées aux différents tissus (wt).

Engagée (Eg) Sievert (Sv)
Pour un travailleur dose équivalente intégrée sur 50 ans après l’incorporation

Contamination :
*Surfacique (As) becquerel par centimètre carré (Bq/cm²)
Fixée ou non. La contamination surfacique non fixée peut être sèche ou humide

*Atmosphérique (Av) becquerel par centimètre cube (Bq/cm3)
Faible contamination ou forte contamination atmosphérique

Remarque : il est fréquent de rencontrer d’autres unités non reconnues par le système international, mais toujours utilisées par d’autres pays.
Le rad : 1Gy=100rads
Le rem : 1Sv=100rems
Le Curie : 1Ci=3,7E10Bq

RISQUE D’IRRADIATON
Le risque d’irradiation est issu de rayonnement à fort pouvoir pénétrant. Il est à l’origine de l’exposition externe du personnel. Les seules parades sont les écrans, la distance et le temps, complétées par un suivi d’exposition du personnel.
PROTECTIONS PARTICULIAIRES
Contre le risque d’irradiation les 3 principes fondamentaux permettant d’atténuer la dose reçue sont les suivants :
- Distance : se tenir le plus éloigné possible de la source
- Temps : minimiser le temps passé au contact de la source
- Ecran : interposer des écrans adaptés entre le personnel et la source

Distance
Le débit de dose diminue rapidement lorsque la distance augmente et inversement quand celle-ci diminue.
Pour une source ponctuelle, le débit de dose en un point est inversement proportionnel au carré de la distance séparant ce point de la source.
Lorsque la distance est multipliée par 2, le débit de dose est divisé par 2² = 4.
Exemple : Lorsque le débit de dose mesuré à 2 m d’une source est de 100 μGy/h, le débit de dose à 4m est de 25 μGy/h et 1,600 mGy/h à 50cm.
Nous préconisons l’utilisation de “ pince à distance ” pour manipuler les sources irradiantes.

Temps
La dose délivrée par unité de temps s’appelle de débit de dose. L’unité usuelle est le micro
Sievert par heure (μSv/h).
Lorsque le débit de dose est constant, on obtient la dose en le multipliant par le temps d’exposition.
Exemple : une personne travaille pendant 2h15 min dans un local ou le débit de dose est de 40
μSv/h. La dose reçue sera de 90 μSv.

Ecran
Le débit de dose diminue lorsque l’on interpose des écrans.
L’efficacité de ces écrans dépend :
- de la nature des matériaux utilisés (l’efficacité augmente lorsque la densité augmente),
- de l’épaisseur des matériaux utilisés (l’efficacité augmente lorsque l’épaisseur augmente),
- de la nature et de l’énergie du rayonnement incident.
D’une manière pratique pour calculer les écrans, on utilise la notion d’épaisseur moitié et d’épaisseur dixième.
L’épaisseur moitié est l’épaisseur qui atténue d’un facteur 2 le rayonnement incident.
L’épaisseur dixième est l’épaisseur qui atténue d’un facteur 10 le rayonnement incident.
Selon le type de rayonnement on privilégie les écrans suivants :
Rayon X => Tablier en plomb et écrans de faible épaisseur en plomb
Rayon Gamma => Matelas de plomb, béton et briques de plomb de 5cm d’épaisseur
Neutrons => Matière riche en Hydrogène, Eau, Paraffine, Bore.
Certains laboratoires utilisent des radioéléments émetteurs Bêta en source non scellée tel le
Phosphore 32. Dans ce cas, l’écran utilisé pour se protéger du risque d’irradiation est le plexiglas.

RISQUE DE CONTAMIANTION
La contamination est la présence d’une substance radioactive dans un milieu ou au contact d’une matière où elle est indésirable. Des poussières radioactives comportant des radioéléments émetteurs alpha ou bêta sont en contact direct avec le travailleur.

TYPES DE CONTAMINATION

Contamination surfacique fixée
Elle se présente sous forme d'un ensemble de sources prisonnières du support, qui ne peuvent être remises en suspension que par le truchement d'un moyen mécanique (meule, grattoir, etc.,...). Dans ce cas, le risque à prendre en compte est identique à celui d'une exposition externe.

Contamination surfacique non fixée
Elle provient de poussières déposées sur les surfaces à la suite de fuites sur les circuits véhiculant des fluides radioactifs. Cette contamination peut entraîner deux risques :
-Soit un dépôt sur le corps, ce qui entraîne une contamination externe de la peau et éventuellement interne en se frottant le visage par exemple.
-Soit une remise en suspension des poussières ce qui entraîne alors une contamination de l'atmosphère et un risque de contamination interne par inhalation.

Contamination atmosphérique
Cette contamination peut se présenter de différentes manières :
-Sous forme d'un nuage de poussières en suspension dans l'air ou aérosols.
-Sous forme d'un dépôt de poussières susceptibles d'être remises en suspension lors de travaux (contamination surfacique non fixée).
-Sous forme de gaz (iode, tritium, etc. ...).
Le risque principale est la contamination interne par inhalation, et s’accompagne d’un risque de contamination externe sur l’ensemble du corps.

GRANDEURS ET UNITES
L’unité de contamination surfacique est le becquerel par m² (Bq/m²).
Dans la majorité des cas, on considère qu’un matériel est non contaminé lorsque son activité surfacique Bêta est inférieure à 0,4Bq/cm² et Alpha 0,04Bq/cm². Ces valeurs font références aux conditions de transports définis par l’ADR.
Cela dit, le chef d’installation fixe c’est valeurs, elles peuvent donc varier selon les installations et le radioélément rencontré.
L’unité de la contamination atmosphérique est le becquerel par m3.

PROTECTIONS CONTRE LA CONTAMINATION EXTERNE ET INTERNE
La contamination externe entraîne une faible irradiation en raison du pouvoir de pénétration des particules alpha et bêta limité (particule alpha arrêtée par une feuille de papier et particule bêta par une feuille d’aluminium). Mais celle-ci conduit à une contamination interne par les moyens de transfert suivants :
Ingestion, lorsque les substances radioactives sont, par exemple, contenues dans les liquides ou les aliments que nous absorbons ou bien déposées sur un objet que nous portons à la bouche.
Blessure, avec un objet contaminé ou lorsque des substances radioactives viennent souiller une blessure déjà existante.
Voie transcutanée, lorsqu'il s'agit de substances radioactives déposées sur la peau et pouvant la traverser : le tritium et, à un degré moindre, l'iode.
Protections individuelles
Le personnel porte les EPI adaptés et applique les règles suivantes afin de se prémunir de la contamination surfacique.
-ne pas boire, manger ou fumer pendant les travaux,
-ne par travailler sur ces substances avec une blessure ouverte, non protégée,
-ne pas séjourner inutilement dans ce milieu,
-utiliser les appareils de mesures adaptés aux contrôles à réaliser (irradiation.
Le personnel porte une tenue de protection préconisée par l’installation et définie lors du plan ce prévention (exemple : blouse en laboratoire, tenue de circulation en CNPE …).
Les tenues utilisées par les installations sont détaillées dans le paragraphe 9.
Les travaux sont réalisés avec des gants différents de ceux de circulation. Le travailleur superpose les paires de gants en cas de contamination du poste de travail, ainsi que des outils de travail.
Tout matériel contaminé est isolé et marqué par un balisage.
En cas de contamination atmosphérique, le personnel utilise en équipement protégeant les voix respiratoires, ainsi qu’une combinaison étanche.
Le type de protection contre le risque atmosphérique, ainsi que les conditions d’utilisation sont propres à chaque installation (voir paragraphe 9) et sont définies lors du plan de prévention.
La nécessité du port de tenue particulière est établie lors du plan de prévention. Le seuil de contamination atmosphérique qui détermine le port de protections respiratoires est fixé par l’installation est dépend du type de rayonnement rencontré.
Dans le cas d’une simple présence de contamination labile alpha, le port de protections respiratoires est obligatoire.

urielventis

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Re: La radioprotection pour les nuls

Message  Dragou le Lun 29 Mar - 20:39

Merci pour les éléments....va falloir étudier et revoir les cours de physique...
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Localisation : => Aveyron, là où il peut ne plus avoir d'électricité....

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