Sources de rayonnement utilisées dans les Irradiateurs Industriels et de Recherche Aperçu et Accidents Jours 6 – Cours 1

Objectif Comprendre les différents cas d’utilisation des irradiateurs industriels et de recherche et les risques d'accidents suite à leur utilisation.

Contenu • Avantages relatifs à l’utilisation des irradiateurs Catégorisation des irradiateurs. • Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate • Conséquences d’accidents radiologiques.

Utilisation des irradiateurs Stérilisation de produits médicaux (ex. seringues d’insuline); Stérilisation de produits sanguins; Stérilisation de produits pharmaceutiques; Conservation de produits alimentaires (épices, fruits, etc.); Élimination d’insectes; Synthèse de polymères; Irradiation de cellules de culture en recherche. En 2003, il existait plus de 160 irradiateurs gamma et plus de 1300 d’irradiateurs à faisceaux d’électrons.

Types d’irradiateurs Irradiateurs gamma L’activité de la source contenue dans un irradiateur va de 1012 Bq à plus de 1017 Bq.

Types d’irradiateurs (suite) Catégorie I (gamma) Irradiateurs dont la source scellée est :- Contenue dans une enceinte protégée; Tout le temps protégée; Inaccessible (ainsi que le volume dans lequel a lieu l’irradiation). [IAEA Safety Series 107]

Types d’irradiateurs (suite)

Types d’irradiateurs (suite) Catégorie II (gamma) L’accès à l’irradiateur est contrôlé et la source : - Est contenue dans une enceinte protégée; N’est pas complètement protégée lorsqu’elle n’est pas utilisée; Est utilisée dans une enceinte d’irradiation dont l’accès est interdit pendant l’utilisation par un système de contrôle. [IAEA Safety Series 107]

Porte d’accès pour le personnel Types d’irradiateurs (suite) Porte d’accès pour le personnel Table tournante Porte-source Poste de commande

Piscine d’eau déminéralisée Câble tenant le produit à irradier Types d’irradiateurs (suite) Catégorie III (gamma) Irradiateurs dont la source scellée est : Piscine d’eau déminéralisée Contenue dans une piscine d’eau; Câble tenant le produit à irradier Container pour l’échantillon ou le produit Approx. 7 m Tout le temps protégée; Uniquement accessible par le personnel qualifié (ainsi que le volume dans lequel a lieu l’irradiation). [IAEA Safety Series 107] Source Support de source

Types d’irradiateurs (suite) Catégorie IV (gamma) L’accès à l’irradiateur est contrôlé et la source est :- Contenue dans une piscine remplie d’eau; Complètement protégée lorsqu’elle n’est pas utilisée; Inaccessible pendant son utilisation (ainsi que le volume dans lequel a lieu l’irradiation). [IAEA Safety Series 107]

Types d’irradiateurs (suite) Cylindre servant à la manipulation de la source Accès au container de transport de la source Enceinte de 2 m de béton Convoyeur pour les produits Câble de manipulation de la source Porte d’accès personnel Piscine de protection Poste de commande Câble de guidage Rangement des sources (position sûre) Container de transport de la source

Types d’irradiateurs (suite)

Irradiateurs à faisceaux d’électrons La norme IAEA Safety Series 107 distingue 2 catégories d’irradiateurs à faisceaux d’électrons : Catégorie I Unité entièrement protégée équipée d’un système de verrouillage. L’accès est physiquement impossible quand l’irradiateur est utilisé. Catégorie II Les unités sont situées dans des pièces protégées maintenues inaccessibles pendant l’utilisation des appareils.

Transformateur haute tension Source unique de production d’électrons Irradiateurs à faisceaux d’électrons Convoyeur Protection en plomb Transformateur haute tension Source unique de production d’électrons Poste de commande

Irradiateurs à faisceaux d’électrons Système Haute Tension Oscillateur Système de détection Protection en béton Accès avec chicane Convoyeur

Exposition de 1 à 4 minutes à une source de 60Co de 500 TBq Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate Morts dues à une surexposition générée par un irradiateur 5 accidents mortels ont été recensés par l’AIEA entre 1975 et 1994 Incident 1 Dose Causes Exposition de 1 à 4 minutes à une source de 60Co de 500 TBq 12 Gy à la moelle osseuse Des travailleurs inexpérimentés, non encadrés et non autorisés sont entrés dans une enceinte d’irradiation. La source avait été perdue. [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Morts dues à une surexposition générée par un irradiateur (suite) Incident 2 Dose Causes Exposition de “plusieurs minutes” à une source de 60Co de 2.43 PBq 22 Gy. La victime est décédée 13 j après Le système de contrôle de l’accès dans l’enceinte a été démonté, seulement un système de verrouillage de l’accès, non redondant, fonctionnait. Malgré cette intervention, l’utilisation de l’irradiateur a été maintenue par l’encadrement. L’opérateur ne portait pas de système de mesures. [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Morts dues à une surexposition générée par un irradiateur (suite) Incident 3 Dose Causes Exposition à une source de 23 TBq de 60Co 3 travailleurs exposés 8.3, 3.7 et 2.9 Gy. L’un d’eux est décédé 6,5 mois après Contrôle réglementaire inadapté; Pas de personne experte en sûreté et en radioprotection; Les travailleurs avaient reçu une formation incomplète. Certains éléments de l’installation étaient manquants ou défaillants. [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Morts dues à une surexposition générée par un irradiateur (suite) Incident 4 Dose Causes Exposition de 1 ½ à 2 min. à une source de 60Co de 12.6 PBq 10-15 Gy. Victime décédée 36 j. après Les signaux indiquaient « source en bas »; les systèmes de verrouillage étaient inopérants. L’encadrement n’avait pas modifié l’installation, sur recommandation du fabricant, pour éviter le blocage des produits; Les procédures d’utilisation étaient en langue étrangère. Les indications de l’appareil de mesures ont été ignorées (il était déjà tombé en panne); [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Irradiateurs à faisceaux d’électrons Incident 1 Conséquences Causes Dose de 420-2400 Gy à la main droite; Dose de 3-290 Gy au pied droit; Dose de 290 Gy en différents points de la jambe droite. Appareil de 10 MeV. Bras droit amputé 138 j. après; Jambe droite amputée au-dessus du genoux 6 mois après. Le travailleur, en connaissance de cause, est entré dans la pièce par la porte permettant le passage du convoyeur. [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Irradiateurs à faisceaux d’électrons (suite) Incident 2 Conséquences Causes Exposition pendant 1 à 3 min. pendant la maintenance de l’appareil. Dose de 0.4-13 Gy/s. Appareil de 3 MeV. 4 doigts ont été amputés 3 mois après; Perte des cheveux 2 semaines après, repousse 6 mois après. Les travailleurs connaissaient mal l’unité et n’étaient pas formés; Les travailleurs n’utilisaient pas d’appareils de mesures et ne portaient pas de dosimètres; [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Irradiateurs à faisceaux d’électrons (suite) Incident 3 Conséquences Causes Les mains de la personne étaient dans le faisceau d’électrons. Dose difficilement évaluable. Appareil de 15 MeV. La main droite et 2 doigts de la main gauche ont été amputés 8 et 15 mois après. L’unité n’était pas équipées de systèmes de verrouillage ou d’alarme. Un physicien (responsable de la protection radiologique) est entré dans la chambre d’irradiation pour ajuster l’échantillon; Le manipulateur a activé l’irradiateur sans vérifier. [Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. IAEA, 1996]

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Accidents Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (Suite) Hands – blistering of the right hand palmar surface of the 2ns, 3rd, 4th and 5th fingers (13 April 1999) Thigh – Extended superficial erosion surrounded by a large dusky inflammatory area in the rear surface of the right thigh (1 March 1999) Thigh – Hyperpigmented reaction of the lesion. The lesion edges are well defined, and the skin is peeling off in some areas surrounding the central lesion (15 March 1999)

Nécessité d'un programme de radioprotection adéquate (suite) Severely superinfected large ulceronecrotic lesions spreading to the whole perineum (14 December 1999)

Causes majeures d’accidents radiologiques Mauvaise conception. La mise en place de redondances et de systèmes de sûreté aurait limité les accidents. Les barrières physiques d’accès, reliées à un système de mesure des doses engagées, étaient défaillantes, déconnectées… En essayant de résoudre des problèmes, le personnel inhibe et/ou contourne les dispositions de sûreté et de protection (utilisation d’une échelle, intervention au niveau du poste de commande…).

Causes majeures d’accidents radiologiques Les personnes impliquées dans les accidents n’ont généralement pas suivi les procédures de gestion des situations anormales (La source n’est pas en position sûre, prévenir l’encadrement… ) Le personnel n’est pas équipé d’appareils de mesures lorsqu’il intervient. De plus, dans la plupart des cas, il ne porte pas non plus une dosimétrie individuelle.

Causes majeures d’accidents radiologiques Dans quelques cas, l’encadrement a autorisé l’utilisation de l’unité malgré la défaillance des systèmes de verrouillage. Dans un cas, I’encadrement a approuvé l’installation d’un système permettant le by-pass du verrouillage et le démontage du seul moyen de détection passive. Plusieurs accidents ont eu lieu malgré les recommandations du fabricant de mettre en place des dispositions de protection supplémentaires.

Causes majeures d’accidents radiologiques Plusieurs accidents ont montré que les personnes formées et compétentes étaient souvent seules et devaient cumuler plusieurs responsabilités en même temps. Les travailleurs et manipulateurs n’étaient pas suffisamment formés pour détecter des situations anormales et les qualifier. Parfois, les informations et instructions étaient également erronées.

Retour d’expérience tiré de ces accidents La présence de divers systèmes de sûreté aurait pu éviter les accidents. La sûreté est mise en jeu si l’unité n’est pas régulièrement contrôlée et équipée de systèmes de sûreté et de protection Mise en place de redondances, prise en compte du facteur humain… Lorsque ces considérations n'ont pas été suffisamment pris en compte, des conditions dangereuses abouti.

Retour d’expérience tiré de ces accidents (suite) La gestion de l'organisation d'exploitation peut rapidement perdre le contrôle du niveau des employés concernant la connaissance et la performance, sauf si des audits systématiques sont menées et une formation fréquente est fourni. Les pratiques de gestion ou des attitudes entraîné une dégradation des systèmes de sûreté et des procédures d'exploitation. Il semble que, parfois, les coûts des produits et de la production a pris le pas sur la sûreté. Cela était particulièrement évident lorsque la surveillance de l'organisme de réglementation était absente ou faible. MODIFIED 31

Retour d’expérience tiré de ces accidents Le personnel impliqué dans des accidents parfois manqué d’une bonne compréhension des principes fondamentaux des appareils avec lesquels ils travaillaient, par exemple le lien entre une forte odeur d'ozone et de l'interaction du rayonnement ionisant avec l'air.

Actions de prévention et modification des unités Les dispositions suivantes permettent : D’améliorer la sûreté des unités et la radioprotection; De réduire la fréquence des accidents et les risques de mitigation.

Actions de prévention et modification des unités (suite) Financement des organisations Des organisations financent l’installation d’irradiateurs dans des pays en voie de développement ne possédant pas de structure de contrôle des activités nucléaires ou qui possèdent trop peu d’expérience pour mettre en place des systèmes d’autorisation et d’inspection. Elles doivent reconnaître leurs responsabilités et s’impliquer dans le développement de programmes de protection et de sûreté pour les irradiateurs.

Actions de prévention et modification des unités (suite) Les titulaires des licences:- Sont responsables de l’utilisation des irradiateurs et de la sécurité des sources, conformément à la réglementation et aux prescriptions de l’Organisme de réglementation. Sont responsables de la sûreté et de la radioprotection; L’encadrement doit prendre en compte les risques potentiels induits par la pratique de telles activités et doit s’impliquer dans la promotion d’une culture de sûreté dans son organisation.

Actions de prévention et modification des unités (suite) Concepteurs, fabricants, fournisseurs et installateurs : Sont responsables des actions de recherche, de développement, des tests et des contrôles des appareils pour garantir leur sûreté. Doivent fournir les informations détaillées suffisantes pour permettre la rédaction de procédures locales d’utilisation, de maintenance et de gestion des situations d’urgence. Doivent fournir des informations dans la langue parlée par les utilisateurs.