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

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

2 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR2/51 Itinéraire... Guide du pays ▶ Utilisations ▶ Les sources ▶ Les unités ▶ Les effets Radio-Protection (sortez couverts) ▶ Législation ▶ Règles de sécurité ▶ Papiers à signer

3 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR3/51 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 226 Ra ) Marqueurs ▶ Fonderie, archéologie, oenologie, biomédical http://www.paratonnerres-radioactifs.fr/

4 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR4/51 Utilisation (suite) Datation ▶ 14 C, 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,... http://www.asn.fr/index.php/Les-activites-controlees-par-l-ASN/Autres-activites-industrielles/Fournisseurs-de-sources/Sources-radioactives-scellees-ou-appareils-en-contenant

5 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR5/51 Les rayonnements ionisants Les sources ▶ Rayonnement cosmique ▶ Radio-isotopes naturels & artificiels ◆ α ◆ ß± ◆ γ (→X) ▶ Accélérateurs, Lasers/Plasma Isotope: Variante d'un élément dont le nombre de neutron varie Ex: 12 C, 13 C, 14 C 1 H, 2 H (deutérium), 3 H (Tritium) 235 U, 238 U Radio-isotope: Isotope radioactif Isotope: Variante d'un élément dont le nombre de neutron varie Ex: 12 C, 13 C, 14 C 1 H, 2 H (deutérium), 3 H (Tritium) 235 U, 238 U Radio-isotope: Isotope radioactif α: noyau d'Hélium (2n, 2p) ß-: électron ß+: positron γ: photons du noyau X:photons du cortège α: noyau d'Hélium (2n, 2p) ß-: électron ß+: positron γ: photons du noyau X:photons du cortège

6 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR6/51 Le Rayonnement cosmique ▶ Origine extra-solaire ◆ anti-corrélation avec activité solaire ▶ une des principale source naturelle ◆ plus élevé en altitude ◆ ➔ Voyages http://www.sievert- system.org/http://www.sievert- system.org/ ▶ renouvellement d'isotopes naturels ➔ Carbone 14, Hélium 3, Béryllium 7

7 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR7/51 ß- β+/EC α Stable Proton Fission spontanée Le monde des isotopes Neutrons (A-Z) Protons (Z) Base de donnée en ligne http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ 3175 isotopes référencés: (mars 2011)

8 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR8/51 Le monde des isotopes Neutrons Protons Temps de ½ vie: N = N 0 / 2 t/T 1 s 1 a 1000 a

9 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR9/51 Quelques individus célèbres V Section du PDG « commonly used radioactive sources »

10 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR10/51 La radioactivité «fossile» Rayonnement d'origine de la terre (resp. chauffage interne) 238 U 4,5 milliards d’années 232 Th 14 milliards d’années 40 K 1,3 milliard d’années Activité moyenne de la croûte terrestre: 1800Bq/kg

11 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR11/51 Unités physiques Activité: ▶ 1 Bq (Becquerel) = 1 désint γ /s ◆ 1 Bq ≠ Nb de rayonnements Ex 60 Co → 60 Ni* + ß ; 60 Ni* → 60 Ni + 2 γ ▶ Ancienne Unité: Curie Dose absorbée = énergie déposée ▶ 1 Gy (Gray) = 1 J / kg Ancienne unité : 1 Ci (Curie): Radioactivité d'1g de Radium  37 Gbq Ancienne unité : 1 Ci (Curie): Radioactivité d'1g de Radium  37 Gbq

12 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR12/51 Tour d'horizon Eau de pluie 0,3 à 1 Bq/l Eau de rivière 0,07 Bq/l ( 226 Ra et descendants) 0,07 Bq/l ( 40 K) 11 Bq/l ( 3 H) Eau de mer14 Bq/l ( 40 K essentiellement) Eau minérale 1 à 2 Bq/l ( 226 Ra, 222 Rn) Sol sédimentaire 400 Bq/kg Sol granitique 8000 Bq/kg Briques600 à 1200 Bq/kg Poisson100 Bq/kg Pomme de terre 150 Bq/kg Huile de table180 Bq/kg Lait80 Bq/l dont 50 dus au 40 K

13 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR13/51 Le voyage intérieur Un homme d'environ 75 kg aura une activité moyenne de 12 000 Bq dont : ▶ 6 000 Bq de potassium 40 ( 40 K), ▶ 4 000 Bq de Plomb 210 ( 210 Pb), de Bismuth 210 ( 210 Bi) et de Polonium 210 ( 210 Po) ▶ 2 000 Bq de radioéléments divers : radium 226, uranium 238, thorium 230 et 232, rubidium 87, béryllium 7, carbone 14, …

14 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR14/51 Effets Biologiques Sensibilité des tissus: ▶ Réparations ◆ si pas trop abîmes ◆ si possible ▶ Mort de la cellule 5 µm γ n ionisation ↳ Radicaux libres ↳ Dégâts ➔ ADN Cellules en cours de division → Sanguines / intestin / estomac → Cancéreuses embryon / enfants Schématiquement

15 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR15/51 Quantités radiologiques Dose Équivalente ou Dose Efficace 1 Sv (Sievert) = 1 Gy × facteur physiologique Dose équivalente: H = D × W R ▶ ß, γ, μ : 1 ▶ protons: 5 ▶ neutrons:5–20 ▶ α, ions: 20 Ancienne unité : 1 rem: Röntgen equivalent man  10 mSv Ancienne unité : 1 rem: Röntgen equivalent man  10 mSv pondération radiologique ➔ type & énergie du rayt

16 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR16/51 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

17 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR17/51 Radio-activité naturelle Cosmique (externe) : 0,36 mSv/a Voyage avion: http://www.sievert-system.org/http://www.sievert-system.org/ Tellurique (externe) : 0,44 mSv/a ▶ 238 U, 40 K, 232 Th ▶ Région (Bretagne, Kerala,...) ▶ Maison: ◆ Rayt gamma ● < 0.062 µSv/h dans 50% des logements ● > 0.1 µSv/h dans 5% (Obs. de la Qualité de l'air intérieur http://www.air-interieur.fr) http://www.air-interieur.fr Interne : 1,6 mSv/a Valeur moyenne en France : 2,4 mSv/a (1 — 6 mSv/a) Dans le monde: 1 — 70 mSv/an

18 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR18/51 C'est arrivé près de chez vous... http://criter.irsn.fr/exercice/acteur/ http://sws.irsn.fr/sws/mesure/index ~70nSv/h aux Ulis http://www.mesure-radioactivite.fr/public/spip.php?page=carte

19 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR19/51 Tchernobyl Page de l'IRSN sur Tchernobyl ( ⊃ Video)

20 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR20/51 Dose artificielle Sources d'irradiation artificielle France Planète médicale 1 0,4 à 1 industrielle 0,05 0,012 centrales nucléaires 0,01 0,0002 retombées d'essais nucléaires 0,01 0,01 TOTAL 1,07 mSv/a 0,42 – 1 mSv/a Plus les irradiations « volontaires »: cigarette ⊃ 210 Po et 210 Pb: 10 pico-Bq/paquet (source) ~ 1μSv/cig → 80 mSv/an sur 250 cm³source montres au tritium... cures thermales...

21 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR21/51 Exposition médicale Moyenne sur l'ensemble de la population1 mSv/an ExamenDose / mSv RadiographieThoracique 0,7 Crâne 2 Abdomen 3 Scannerabdominal 5–6 Crâne 1.5 Corps entier ~10 Radio dentaire (20 clichés) 0,36 Scintigraphie (qq 100 Mbq de 99m Tc)thyroïdienne: 0,2 osseuse: 6 myocarde: 23 Traitements hyperthyroïdie1 Sv Traitements cancer10 à 100 Sv

22 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR22/51 Répartition des doses

23 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR23/51

24 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR24/51 Statistique ----- --x-- ----- --x-- ----- effets stochastiques somatiques --x-- ----- effets stochastiques héréditaires --x-- ----- effet nul sur l 'organisme Cellule réparée Cellule mutée effets déterministes Mort immédiate ou différée --x-- ----- --x-- ----- --x-- ----- --x-- ----- --x-- ----- --x-- ----- 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 ⇒ http://fr.wikipedia.org/wiki/Faibles_doses_d%27irradiation

25 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR25/51 NiveauDose en une exposition 1000 mSv Limite des effets déterministes : apparition de la fièvre des radiations.fièvre des radiations 100 mSvmSvLimite de l'effet statistiquement observable des excès de cancers sur les victimes de Hiroshima et Nagasaki.Hiroshima et Nagasaki Les systèmes de réparation de l’ADN des cellules sont activés à des doses comprises entre 10 et 100 mSv. 10 mSvmSvEn dessous du seuil de 2 cGy on ne détecte plus d'augmentation de la fréquence d’aberrations chromosomiques.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 µSvmSv 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 µSvµSvUne 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 µSvµSvUn voyage Paris-New York aller et retour : 0,06 mSv 1 µSvµSvUne cigarette ~7,3 µSv par cigarette (en + des goudrons cancérigènes). http://fr.wikipedia.org/wiki/Faibles_doses_d%27irradiation

26 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR26/51 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)Wikipedia: Syndrome d'irradiation aiguë

27 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR27/51 La radio-protection 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 » ALARA 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 CIPR CIPR Commission Internationale de Protection Radiologique Origine: Radiologistes 1990 1990 : publie rapport n°60  nouvelles recommandations  directive de l’Union Européenne  transposée dans les législations nationales

28 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR28/51 Limites de doses Travailleurs exposés 20 mSv/an (dose efficace) Peau500 mSv (dose équivalente) Cristallin150 mSv (dose équivalente) Femmes enceintes 1 mSv efficace sur l’enfant Public 1 mSv (~ 〈 dose méd. 〉 ) Peau50 mSv Cristallin15 mSv probabilité de décès de 5 pour 1 million

29 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR29/51 Profondeur de références Corps entierDose efficace10 mmTrès pénétrants Œil Dose équivalente au cristallin 3 mmPénétrants Peau et extrémités Dose équivalente à la peau 0,07 mmPeu pénétrants Contrôle radiologique Grandeur d’influence Profondeur de référence (d) Rayonnements

30 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR30/51 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 }

31 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR31/51 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

32 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR32/51 Zone « locales » Au labo

33 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR33/51 Les rayonnements dans la matière ➔ Blindage en alu/plexi pour les sources ß ➔ avec un support

34 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR34/51 Règles de sécurité Affichées dans les zones de travail 3 points: 1) ON NE MODIFIE PAS LES SOURCES 1) Emballage, labels,... 2) ON ÉVITER DE S'EXPOSER 1) Éloignement des zones actives (doigts!!!) 2) Port de protection (gants) 3) Pas de consommation (solide, liquide, gazeuse) ou maquillage 4) Pas de travail avec une plaie ouverte 3) EN CAS DE PROBLÈME (BRIS, CHUTE, PERTE) 1) Se protéger ➔ Isoler la source / sortir & condamner la salle 2) On prévient immédiatement ➔ PCR, ACMO, Pompier, Collègues SANS s'éloigner (dissémination)

35 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR35/51 Quelques sources scellées

36 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR36/51 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

37 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR37/51 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 + 0.6 mm Etain + 0,4 mm Plomb  1 mm Etain + 0,4 mm Plomb  Sans écran (face avant) Film photographique

38 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR38/51 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 (!)

39 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR39/51 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

40 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR40/51 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)

41 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR41/51 Au labo ▶ 4 sources ◆ 228 Th (α: 3.9 kBq), 90 Sr (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!

42 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR42/51 Retour... ▶ Informez vous! ◆ Base de donnée nucléïdes: Nudat2, ◆ Culture générale: ● http://www.laradioactivite.com/ http://www.laradioactivite.com/ ● Wikipedia: http://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit%C3%A9 ● Effets biologiques aigus: http://fr.wikipedia.org/wiki/Syndrome_d'irradiation_aigu%C3%AB http://fr.wikipedia.org/wiki/Syndrome_d'irradiation_aigu%C3%AB ◆ Calculs de doses: ● Annuelle aux États-Unis:http://www.ans.org/pi/resources/dosechart/http://www.ans.org/pi/resources/dosechart/ ● Doses cosmiques en avion: http://www.sievert-system.org/http://www.sievert-system.org/ ◆ Radio-protection: ● Site INRS: http://www.irsn.fr/http://www.irsn.fr/ ● Site de ANS (Autorité de Sureté Nucléaire): http://www.ans.frhttp://www.ans.fr ◆ mon bureau...

43 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR43/51 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

44 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR44/51 Matériel supplémentaire

45 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR45/51 Statistique mortalité par cancer CauseMondeen années perdues (*AF sub-Sah.) Franceen années perdues Tous cancer10%6% (2%*) 28% ➚➚ (1% <35ans) (H/F ~ 2.2/1) 1 19% Maladies infectieuses & parasitaires 35%45% (71%*) 7%10% Cardio-vasculaire24%33% Accidents 9% Grossesses 1% 1) Essentiellement à cause du tabac Âge<15 ans35-64 ans Cancer10%42% Cardio-vasculaire18% Accidents50%

46 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR46/51 Radiométrie 14 C calibration rapport moyen 14 C / 12 C de 1,2×10 -12 Variation anthropique énergie fossile

47 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR47/51 Paratonnerres radioactifs 226 Ra ou 241 Am ▶ type mCi = 37 MBq Perte de l'information Entreposage sauvage http://www.paratonnerres-radioactifs.fr/

48 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR48/51 Apport à l'environnement Étude de l'AIEA de 1980 (?) Lien Radioéléments naturels et artificiels dans l'atmosphère de la planète (pdf)Radioéléments naturels et artificiels dans l'atmosphère de la planète (pdf)

49 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR49/51 Autres Détecteurs de fumée (dit «ioniques») ▶ 241 Am (T ½ =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 2015 (décret 2007-1582 du 7 novembre 2007) Fontaines au Radium http://www.dissident-media.org/infonucleaire/radieux.html

50 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR50/51 facteur de dosoe de l'iode 131 http://www.laradioactivite.com/fr/site/pages/liode131.htm

51 Vincent.Boudry@in2p3.frRadio-protection au LLR51/51 Autres Détecteurs de fumée (dit «ioniques») ▶ 241 Am (T ½ =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 2015 (décret 2007-1582 du 7 novembre 2007) Fontaines au Radium http://www.dissident-media.org/infonucleaire/radieux.html


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