Glossaire et unités de mesure.

Glossaire et unités de mesure.
Atome : consiste en un noyau de charge électrique positive entouré d’une couronne d’électrons
chargés négativement. Le noyau est constitué de protons chargés positivement et de neutrons. Un
élément chimique se caractérise par son nombre de charges positives.
Isotope : tout élément chimique peut posséder plusieurs isotopes. Chaque isotope se caractérise par
son nombre de neutrons. L’atome d’uranium, par exemple, contient 92 protons et peut contenir 143
ou 146 neutrons, selon qu’il s’agit de l’U235 ou de l’U 238.
Nucléide : espèce atomique caractérisée par son nombre de protons, de neutrons et par sa charge
électrique. Actuellement, 275 nucléides stables sont connus et 1400 instables.
Radioactivité : propriété des atomes instables de se transmuter, sans stimulus externe. Ce processus
s’accompagne d’une émission radioactive caractéristique. On peut parler de radioactivité naturelle
quand un nucléide radioactif se trouve dans la nature et donne naissance à un atome stable par
désintégration. Par contre, si un nucléide radioactif a été produit par transformation nucléaire
artificielle, on parlera de radioactivité artificielle, on parlera de radioactivité artificielle. Par
transformation (désintégration) radioactive, apparaît généralement un atome d’un autre élément.
Ainsi, le strontium 90, par émission d’un électron, donne naissance à un atome, lui aussi radioactif,
d’Yttrium 90, lequel, après émission d’un autre électron, se transforme en zirconium 90, stable.
La demi-vie (ou période d’un nucléide) représente le temps (Tphys) à l’issue duquel la moitié des
atomes ont subi leur désintégration. Elle définit la durée de la nuisance potentielle. Elle peut se
chiffrer en fraction de seconde ou en milliers d’années. Si on considère le cas de l’iode 131, qui a une
période de 8 jours, on peut constater que, chaque période correspondant à une perte de moitié de la
radioactivité, il faudra environ 10 semaines pour que 99% de cette radioactivité ait disparu.
Demi-vie (ou période) biologique. A côté de la demi-vie physique, on définit également la demi-vie
biologique (Tbiol) qui exprime le temps nécessaire pour que la quantité initiale d’une substance
présente dans un organe soit réduite de moitié par le métabolisme ou l’élimination. S’il s’agit d’une
substance radioactive, on définit la demi-vie efficace (combinaison de Tphys et de Tbiol) pour évaluer
l’exposition de l’organisme au rayonnement.
Rayonnement ionisant : Les rayonnements émis lors de désintégrations radioactives se classent en
rayonnements α, β ou ϒ. Les rayonnements de haute énergie peuvent exciter d’autres atomes et
molécules et arracher des électrons qui gravitent autour du noyau, générant ainsi des atomes
chargés électriquement (ions). C’est pourquoi on parle de rayonnement ionisant. Le dommage causé
par les radiations α, β et ϒ dépend largement de leur potentiel ionisant.
Rayonnement α : Les rayons α sont des particules chargées positivement émises par certains noyaux.
Ils sont constitués de deux protons et de deux neutrons (comme le noyau de l’atome d’hélium). Du
fait de leur masse importante et de leur charge électrique, les rayons α se heurtent fréquemment
aux atomes et molécules et émettent toute leur énergie sur de courtes distances. Ils pénètrent les
tissus biologiques à faible profondeur, traversant seulement quelques cellules.
Rayonnement β : Il s’agit de particules chargées de faible masse (électrons) relâchées par la
désintégration de certains noyaux atomiques. Les rayons β traversent les tissus biologiques sur des
distances allant de quelques millimètres à quelques centimètres. Le strontium 90 émet seulement
des rayons β.
Rayonnement ϒ : Les rayons ϒ sont des rayons électromagnétiques. Après émission de rayons α ou β,
un noyau se retrouve souvent dans un état excité, de haute énergie. En une fraction de seconde,
cette énergie en excès est libérée sous forme électromagnétique. Les rayons ϒ peuvent, tout comme
les rayons ×, pénétrer les tissus biologiques. L’iode 131, le césium 134 et le césium 137 émettent des
rayons ϒ ainsi que des rayons β. C’est ce qui rend leur identification relativement aisée.
Neutrons : Le rayonnement neutronique est constitué de neutrons émis par les noyaux durant les
réactions nucléaires. Ce rayonnement est difficile à arrêter même avec des feuilles de plomb.
Unités de mesure.
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L’unité de mesure de l’activité d’une substance est le becquerel (Bq). Le becquerel
représente la désintégration d’un noyau par seconde, qu’il s’agisse de radioactivité α ou β.
La dose absorbée représente la quantité d’énergie absorbée par unité de masse : l’unité de
mesure est le joule par kg ou Gray. La dose absorbée est la quantité dosimétrique
fondamentale du modèle radiologique proposé par la Commission internationale de
protection contre les radiations (CIPR) et utilisé dans la législation européenne.
L’équivalent de dose est la dose absorbée en moyenne par un tissu ou un organe pondérée
pour tenir compte de la qualité de la radiation. Le facteur de pondération utilisé à cet effet
est le facteur de pondération radiologique Wr, choisi selon le type de rayonnement et
l’énergie incidente sur le corps. L’unité d’équivalent de dose est le sievert.
Le tableau suivant donne les différentes valeurs de Wr utilisées :
Type de radiation
Facteur de pondération radiologique Wr
Rayons x et rayons ϒ, toutes énergies
1
Electrons (particules β)
1
Particules α
20
Neutrons et protons
Varie, selon l’énergie, de 5 à 20
Ceci signifie qu’un gray de rayonnement α vaut 20 sieverts ;
qu’un gray de rayonnement β vaut 1 sievert ;
qu’un gray de rayonnement ϒ vaut 1 sievert ;
qu’un gray de rayonnement neutronique vaut 5 à 20 sieverts.
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La CIPR (Commission internationale de protection contre les radiations) a établi pour les
différents radionucléides des coefficients de dose de manière à évaluer le détriment pour
l’organisme de l’inhalation ou de l’ingestion de ces radioanucléides. Ces coefficients de dose,
exprimés en Sievert par becquerel (Sv/Bq), multipliés par l’activité (en Bq), fournissent
l’équivalent de dose (en Sv). Il s’agit non pas de quantités mesurées mais d’estimations
destinées à faciliter l’évaluation des conséquences des irradiations, en sommant toutes les
contributions externes et internes. Ainsi, la dose efficace (ou équivalent de dose efficace) est
la somme des doses absorbées par les différents organes multipliées par un facteur de
pondération tissulaire propre à chaque organe. Le terme efficace signifie qu’il n’est tenu
compte que des cancers mortels causés par les rayonnements et des dommages génétiques
subis par la première génération de descendants. C’est la somme de cette dose efficace et de
la dose efficace résultant de l’irradiation externe qui fait l’objet d’une recommandation de
limitation par la CIPR. Cette limitation est rendue obligatoire par la législation européenne.