Escapade dans les pays «chauds»

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1 Escapade dans les pays «chauds»
La radio-protection au LLR Escapade dans les pays «chauds» Vincent Boudry

2 Radio-protection au LLR
Itinéraire... Guide du pays Utilisations Les sources Les unités Les effets Radio-Protection (sortez couverts) Législation Règles de sécurité Papiers à signer Radio-protection au LLR

3 Radio-protection au LLR
Utilisations Énergie nucléaire (fission provoquée ; générateur thermoélectrique) Militaire Armement Spécial (traçage, empoisonnement, ???...) Médical Traitement (ciblage, irradiation Cobalt, protonthérapie) Imagerie Gammagraphie Tomographie par Émission de Positrons Ionisation Aliments Paratonnerres (au 226Ra ) Marqueurs Fonderie, archéologie, oenologie, biomédical Radio-protection au LLR

4 Radio-protection au LLR
Utilisation (suite) Datation 14C, U/Th, Imagerie par Gammagraphie Construction (piles de ponts, fondation), Aéronautique Mesure Géologie (retro-diffusion de X ou n), Métallurgie, Climatologique (Rapports d'isotopes), Fluorescence X (peinture au Pb, art, ...), Chromatographie en φ gazeuse (capture d'e-, src de 3H ou 63Ni → 0.1pg de composé halogéné) Semi-conducteur (injection de positrons) Détecteurs de fumée (interdit > 2007?) de niveau Physique fondamentale Calibration, Phys. du neutrino, Béta beams, ... Radio-protection au LLR

5 Les rayonnements ionisants
Isotope: Variante d'un élément dont le nombre de neutron varie Ex: 12C, 13C, 14C 1H, 2H (deutérium), 3H (Tritium) 235U, 238U Radio-isotope: Isotope radioactif Les sources Rayonnement cosmique Radio-isotopes naturels & artificiels α ß± γ (→X) Accélérateurs, Lasers/Plasma α: noyau d'Hélium (2n, 2p) ß-: électron ß+: positron γ: photons du noyau X: photons du cortège Radio-protection au LLR

6 Le Rayonnement cosmique
Origine extra-solaire anti-corrélation avec activité solaire une des principale source naturelle plus élevé en altitude ➔ Voyages system.org/ renouvellement d'isotopes naturels ➔ Carbone 14, Hélium 3, Béryllium 7 0.03μSv/h mer... 0.1μSv/h à 2000m 5 μSv/h à 10 km (vol comm.) 10μSv à 15 km (Concorde) 40 μSv/h sur ISS Radio-protection au LLR

7 Radio-protection au LLR
Le monde des isotopes ß- β+/EC α Stable Proton Fission spontanée Protons (Z) Neutrons (A-Z) Base de donnée en ligne 3175 isotopes référencés: (mars 2011) Radio-protection au LLR

8 Radio-protection au LLR
Le monde des isotopes Temps de ½ vie: N = N0 / 2 t/T Protons 1000 a 1 a 1 s Neutrons Radio-protection au LLR

9 Quelques individus célèbres
V Section du PDG « commonly used radioactive sources » Radio-protection au LLR

10 La radioactivité «fossile»
Rayonnement d'origine de la terre (resp. chauffage interne) 238U 4,5 milliards d’années 232Th 14 milliards d’années 40K 1,3 milliard d’années Activité moyenne de la croûte terrestre: 1800Bq/kg Radio-protection au LLR

11 Radio-protection au LLR
Unités physiques Ancienne unité : 1 Ci (Curie): Radioactivité d'1g de Radium ≡ 37 Gbq Activité: 1 Bq (Becquerel) = 1 désintγ/s ⚠ 1 Bq ≠ Nb de rayonnements Ex 60Co → 60Ni* + ß ; 60Ni* → 60Ni + 2 γ Ancienne Unité: Curie Dose absorbée = énergie déposée 1 Gy (Gray) = 1 J / kg Radio-protection au LLR

12 Radio-protection au LLR
Tour d'horizon Eau de pluie 0,3 à 1 Bq/l Eau de rivière 0,07 Bq/l (226Ra et descendants) ,07 Bq/l (40K) Bq/l (3H) Eau de mer 14 Bq/l (40K essentiellement) Eau minérale 1 à 2 Bq/l (226Ra, 222Rn) Sol sédimentaire Bq/kg Sol granitique Bq/kg Briques à 1200 Bq/kg Poisson Bq/kg Pomme de terre Bq/kg Huile de table 180 Bq/kg Lait Bq/l dont 50 dus au 40K Radio-protection au LLR

13 Radio-protection au LLR
Le voyage intérieur Un homme d'environ 75 kg aura une activité moyenne de Bq dont : 6 000 Bq de potassium 40 (40K), 4 000 Bq de Plomb 210 (210Pb), de Bismuth 210 (210Bi) et de Polonium 210 (210Po) 2 000 Bq de radioéléments divers : radium 226, uranium 238, thorium 230 et 232, rubidium 87, béryllium 7, carbone 14, … Radio-protection au LLR

14 Radio-protection au LLR
Effets Biologiques ionisation ↳ Radicaux libres ↳ Dégâts ➔ ADN γ n Sensibilité des tissus: Réparations si pas trop abîmes si possible Mort de la cellule 5 µm Cellules en cours de division → Sanguines / intestin / estomac → Cancéreuses embryon / enfants Schématiquement Radio-protection au LLR

15 Quantités radiologiques
Dose Équivalente ou Dose Efficace 1 Sv (Sievert) = 1 Gy × facteur physiologique Dose équivalente: H = D × WR ß, γ, μ : protons: neutrons: 5–20 α, ions: Ancienne unité : 1 rem: Röntgen equivalent man ≡ 10 mSv pondération radiologique ➔ type & énergie du rayt Radio-protection au LLR

16 Radio-protection au LLR
Calculs de dose Dose efficace: Période biologique (en cas d'ingestion/ inhalation) pondération tissulaire ➔ sensibilité des organes ➔Période effective dans le corps en cas d'ingestion/inhalation ➔ à combiner à la période du RE Radio-protection au LLR

17 Radio-activité naturelle
Cosmique (externe) : 0,36 mSv/a Voyage avion: Tellurique (externe) : 0,44 mSv/a 238U, 40K, 232Th Région (Bretagne, Kerala, ...) Maison: Rayt gamma < µSv/h dans 50% des logements > 0.1 µSv/h dans 5% (Obs. de la Qualité de l'air intérieur Interne : ,6 mSv/a Valeur moyenne en France : 2,4 mSv/a (1 — 6 mSv/a) Dans le monde: — 70 mSv/an Radio-protection au LLR

18 C'est arrivé près de chez vous...
~70nSv/h aux Ulis Radio-protection au LLR

19 Radio-protection au LLR
Tchernobyl Page de l'IRSN sur Tchernobyl (⊃ Video) Radio-protection au LLR

20 Radio-protection au LLR
Dose artificielle Sources d'irradiation artificielle France Planète médicale ,4 à 1 industrielle , ,012 centrales nucléaires , ,0002 retombées d'essais nucléaires 0, ,01 TOTAL ,07 mSv/a 0,42 – 1 mSv/a Plus les irradiations « volontaires »: cigarette ⊃ 210Po et 210Pb: 10 pico-Bq/paquet (source) ~ 1μSv/cig → 80 mSv/an sur 250 cm³ montres au tritium... cures thermales... Radio-protection au LLR

21 Radio-protection au LLR
Exposition médicale Moyenne sur l'ensemble de la population 1 mSv/an Examen Dose / mSv Radiographie Thoracique ,7 Crâne Abdomen Scanner abdominal – Crâne Corps entier ~10 Radio dentaire (20 clichés) 0,36 Scintigraphie (qq 100 Mbq de 99mTc) thyroïdienne: ,2 osseuse: myocarde: Traitements hyperthyroïdie 1 Sv Traitements cancer 10 à 100 Sv Dose scanner Wifr : 20mSv corps entier Radio-protection au LLR

22 Radio-protection au LLR
Répartition des doses Radio-protection au LLR

23 Radio-protection au LLR
Radio-protection au LLR

24 Radio-protection au LLR
Statistique ----- --x-- effets stochastiques somatiques effets stochastiques héréditaires effet nul sur l 'organisme Cellule réparée Cellule mutée effets déterministes Mort immédiate ou différée Dans le modèle lineaire sans seuil (CIPR) : Risque de cancer (∫ la vie) ~ + 4,8% / Sv Risque de cancer « autres » (en Europe) ~ 30% Risque génétique ~ 0.8% / Sv # Cancer poumon vs Expo radon ⇒ Radio-protection au LLR

25 Radio-protection au LLR
Niveau Dose en une exposition 1000 mSv Limite des effets déterministes : apparition de la fièvre des radiations. 100 mSv Limite de l'effet statistiquement observable des excès de cancers sur les victimes de Hiroshima et Nagasaki. Les systèmes de réparation de l’ADN des cellules sont activés à des doses comprises entre 10 et 100 mSv. 10 mSv En dessous du seuil de 2 cGy on ne détecte plus d'augmentation de la fréquence d’aberrations chromosomiques. Un scanner coronarien de dix coupes ~15 mSv; abdominal ~12 mSv. Les 0,5 million d'habitants des zones faiblement contaminées aux alentours de Tchernobyl recevront une dose cumulée sur 70 ans de l'ordre de 14 mSv. 1 mSv 1000 µSv Une exposition de l’ensemble de l’organisme à 1 mGy entraîne, en moyenne, la traversée de chaque cellule par un électron. Scintigraphie osseuse ~ 4 mSv ; thyroïdienne ~ 2 mSv. 100 µSv Une radiographie des poumons entraîne une dose de 0,3 mSv à 1 mSv. Une radiographie dentaire correspond à une dose de 0,2 mSv. L'exposition moyenne due aux retombées des essais nucléaires atmosphériques a atteint un pic en 1963 avec 0,15 mSv. 10 µSv Un voyage Paris-New York aller et retour : 0,06 mSv 1 µSv Une cigarette ~7,3 µSv par cigarette (en + des goudrons cancérigènes). Radio-protection au LLR

26 Les effets immédiat d'une irradiation forte
Les effets dépendent de la rapidité du dépôt: ➔ Wikipedia: Syndrome d'irradiation aiguë (excellent article incluant un historique des accidents d'irradiations) Radio-protection au LLR

27 Radio-protection au LLR
La radio-protection CIPR Commission Internationale de Protection Radiologique Origine: Radiologistes 1990 : publie rapport n°60  nouvelles recommandations  directive de l’Union Européenne  transposée dans les législations nationales Justification de l’utilisation 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 ) Limitation des doses individuelles les limites sont choisies suffisamment basses pour qu’aucun effet déterministe n 'apparaisse , et que la probabilité d'effets stochastiques soit « tolérable ou acceptable » Optimisation de la radioprotection : ALARA l'exposition des individus et des populations doit être maintenue au niveau le plus bas que l‘on puisse atteindre compte tenu des facteurs Radio-protection au LLR

28 Radio-protection au LLR
Limites de doses Travailleurs exposés mSv/an (dose efficace) Peau mSv (dose équivalente) Cristallin mSv (dose équivalente) Femmes enceintes mSv efficace sur l’enfant Public mSv (~〈dose méd.〉) Peau mSv Cristallin mSv Pire travailleurs... les médecins / chirurgiens (opération sous rayonnement par ex.) probabilité de décès de 5 pour 1 million Radio-protection au LLR

29 Profondeur de références
Corps entier Dose efficace 10 mm Très pénétrants Œil Dose équivalente au cristallin 3 mm Pénétrants Peau et extrémités Dose équivalente à la peau 0,07 mm Peu pénétrants Contrôle radiologique Grandeur d’influence Profondeur de référence (d) Rayonnements Radio-protection au LLR

30 Radio-protection au LLR
Mise en place Législation: Le chef d'établissement est responsable de la sécurité aidé par la Personne Radio-Compétente (PCR) ➔ Définition de zone de travail ➔ Contrôles d'ambiance PCR ➔ travail technique délimitation des zones (panneaux) contrôles d'ambiance (2 fois par ans) contrôle des équipements (2 fois par an) } Contrôle externe par Org. agréé 1 fois par an Radio-protection au LLR

31 Radio-protection au LLR
Définition de zones Dans des conditions normales de travail (1607h/an) Une zone surveillée si E > 1 mSv/an Une zone contrôlée si E ≥ 6 mSv/an Limites officielles Rem: Elles peuvent être temporaires Radio-protection au LLR

32 Radio-protection au LLR
Zone « locales » Au labo Radio-protection au LLR

33 Les rayonnements dans la matière
➔ Blindage en alu/plexi pour les sources ß ➔ avec un support Radio-protection au LLR

34 Radio-protection au LLR
Règles de sécurité Affichées dans les zones de travail 3 points: ON NE MODIFIE PAS LES SOURCES Emballage, labels, ... ON ÉVITER DE S'EXPOSER Éloignement des zones actives (doigts!!!) Port de protection (gants) Pas de consommation (solide, liquide, gazeuse) ou maquillage Pas de travail avec une plaie ouverte EN CAS DE PROBLÈME (BRIS, CHUTE, PERTE) Se protéger ➔ Isoler la source / sortir & condamner la salle On prévient immédiatement ➔ PCR, ACMO, Pompier, Collègues SANS s'éloigner (dissémination) Radio-protection au LLR

35 Radio-protection au LLR
Quelques sources scellées Radio-protection au LLR

36 Radio-protection au LLR
La dosimétrie Le port d'un dosimètre est obligatoire pour les personnes travaillant avec des sources Passive: mesure a posteriori Dosifilms de période 1 (<20mSv/an) → 3 mois (<6mSv/an) sensibilité (actuelle): 0.2 mSv (bruit) Le dosimètre passif est individuel et nominatif, Il est obligatoirement porté à hauteur de la poitrine En cas d’impossibilité, à la ceinture, En cas de port de tenue de protection individuelle, notamment les tabliers de plomb, le dosimètre se porte sous la protection. Nécessite 1 dosimètre témoin Opérationnelle: ~instantanée Appareils électroniques ➔ avenir Radio-protection au LLR

37 Radio-protection au LLR
Dosifilm Pastille de plomb  Matière plastique (300 mg.cm-²)  5 mm Aluminium  0,2 mm Aluminium + 1,3 mm Cuivre  0,6 mm Cuivre  0,34 mm Cadmium mm Etain + 0,4 mm Plomb  1 mm Etain + 0,4 mm Plomb  Sans écran (face avant) Film photographique Radio-protection au LLR

38 Radio-protection au LLR
Conditions de port Lors du travail avec une source Lors du travail auprès d'un accélérateur si installation étrangère: prendre son dosimètre avec (sinon ➔ demande de relevé) Quand ne pas le porter: hors du travail (expo professionnelle seulement!) Rangement: à l'abri de la chaleur / humidité / source (!) Radio-protection au LLR

39 Radio-protection au LLR
Relevés de dose National ➔ Système SISERI centralisé par l'IRSN Copie au Médecin du travail (pas au labo) Apprécie les écarts et les circonstances Relevé individuel annuel Radio-protection au LLR

40 Radio-protection au LLR
Autour du labo Saclay ➔ Réacteur expérimental École Polytechnique Chimie DCPH (DCMR) Bio BIOC ICSN Physique LSI (Solides Irradiés): accélérateur PMC (mat. condensée) LULI (laser intenses) LOA (laser intenses) LPTP (Plasmas) LLR (sources) Radio-protection au LLR

41 Radio-protection au LLR
Au labo 4 sources 228Th (α: 3.9 kBq), 90Sr (ß: 5.7 kBq, 325 kBq, 37 MBq) Utilisations CNAO, Harpo → Calibration Locaux Stockage à la cave (onduleur) Pièces de test (électronique & atelier) Mouvement ➔ Cahier Nouvelle utilisation ➔ PCR: Disposition & analyse du poste de travail Signalisation Commandes > 6 mois! Radio-protection au LLR

42 Radio-protection au LLR
Retour... Informez vous! Base de donnée nucléïdes: Nudat2, Culture générale: Wikipedia: Effets biologiques aigus: Calculs de doses: Annuelle aux États-Unis: Doses cosmiques en avion: Radio-protection: Site INRS: Site de ANS (Autorité de Sureté Nucléaire): mon bureau... Radio-protection au LLR

43 Radio-protection au LLR
Japon Hier (21/03) : 2,6 millisieverts par heure à 500 mètres du réacteur 3, le plus radioactif. Au pire moment : la semaine dernière 400mSv/h à coté d'un des réacteurs. Mesures au KEK : Normal ~ 0.07 – 0.09 μSv/h Radio-protection au LLR

44 Matériel supplémentaire
Radio-protection au LLR

45 Statistique mortalité par cancer
Cause Monde en années perdues (*AF sub-Sah.) France en années perdues Tous cancer 10% 6% (2%*) 28% ➚➚ (1% <35ans) (H/F ~ 2.2/1)1 19% Maladies infectieuses & parasitaires 35% 45% (71%*) 7% Cardio-vasculaire 24% 33% Accidents 9% Grossesses 1% 1) Essentiellement à cause du tabac Âge <15 ans 35-64 ans Cancer 10% 42% Cardio-vasculaire 18% Accidents 50% Radio-protection au LLR

46 Radiométrie rapport moyen 14C /12C de 1,2×10-12 14C calibration
Variation anthropique énergie fossile Radio-protection au LLR

47 Paratonnerres radioactifs
226Ra ou 241Am type mCi = 37 MBq Perte de l'information Entreposage sauvage Radio-protection au LLR

48 Apport à l'environnement
Étude de l'AIEA de 1980 (?) Lien Radioéléments naturels et artificiels dans l'atmosphère de la planète (pdf) Radio-protection au LLR

49 Radio-protection au LLR
Autres Détecteurs de fumée (dit «ioniques») 241Am (T½=432 a) ~ 0,2μg ⇒ ~18kBq Danger « uniquement » en cas d'inhalation (α ⇥ peau, non assimilable par digestion) Recensement ASN (⊃ Projet d'arrêté de retrait, mars 2010) : 7 000 000 en France sur 300 000 sites. interdiction 2007; élimination en (décret du 7 novembre 2007) Fontaines au Radium Radio-protection au LLR

50 facteur de dosoe de l'iode 131
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51 Radio-protection au LLR
Autres Détecteurs de fumée (dit «ioniques») 241Am (T½=432 a) ~ 0,2μg ⇒ ~18kBq Danger « uniquement » en cas d'inhalation (α ⇥ peau, non assimilable par digestion) Recensement ASN (⊃ Projet d'arrêté de retrait, mars 2010) : 7 000 000 en France sur 300 000 sites. interdiction 2007; élimination en (décret du 7 novembre 2007) Fontaines au Radium Radio-protection au LLR