Dossier sur la Radioactivité


Radioactivité

La matière est formée d’atomes. Chaque atome comprend un noyau composé de protons et de neutrons. Le noyau est entouré d’électrons qui gravitent autour comme des satellites. Les matériaux radioactifs émettent spontanément des rayonnements Gamma ou X et/ou des particules Bêta ou parfois Alpha.

Les particules Bêta sont des électrons. Du fait de leur charge, ils réagissent fortement avec la matière. Elles parcourent de quelques centimètres à quelques mètres dans l’air. Une feuille d’aluminium les arrête.

Les particules Alpha sont des noyaux d’hélium (2 protons et 2 neutrons). Elles parcourent quelques centimètres dans l’air, une feuille de papier les arrête.

Les rayonnements Gamma sont des rayonnements électromagnétiques formés lors de phénomènes physiques se déroulant au niveau du noyau de l’atome. Les rayonnements Gamma sont capables de produire directement ou indirectement des ions (atomes ou molécules de charge électrique non nulle) lors de leur passage à travers la matière. Ils peuvent parcourir des dizaines de mètres d’ans l’air. Leur pénétration peut être très grande. Une forte épaisseur de plomb ou de béton les atténue efficacement.

Les rayonnements X sont analogues aux rayonnements Gamma, mais formés lors de phénomènes physiques se déroulant au niveau du cortège électronique de l’atome. Ils sont utilisés en médecine et rarement présents dans la nature.

Niveaux d’exposition


Il n’y a pas de seuil d’innocuité à la radioactivité. Toute dose même faible conduit à un risque pathologique. Plus la dose est importante, plus le risque de cancer et d’anomalie génétique est important. La relation entre risque et dose est considérée comme linéaire. Ainsi, la Commission Internationale de Protection Nucléaire (CIPR) a proposé en 1990 que l’équivalent de dose maximale soit, pour le public, de 1 millisievert par an, soit 11,4 µRem/h en moyenne. Cette norme concerne les doses reçues en plus de celles dues aux examens médicaux et à la radioactivité naturelle. L’ancienne norme parfois encore en usage était de 5 millisieverts par an, mais elle comprenait l’ensemble des radiations.

Le CIPR estime que pour chaque millisievert on comptabilise 60 cancers (dont 50 mortels) et 13 défauts génétiques de plus par million de personnes.

Calcul des doses moyennes


Vous devez mesurer les niveaux correspondant aux lieux que vous fréquentez habituellement et tenir compte du temps que vous y restez pour établir une moyenne.

Exemple :

Habitation 20 µRem/h, 12 heures par jour
Lieu de travail 30 µRem/h, 8 heures par jour,
Autre 10 µRem/h, 4 heures par jour.

Dose moyenne = (20 x 12) + (30 x 8) + (10 x 4) = 520 µRem pour 24h

soit

520 ÷ 24 = 21,6 µRem/h.

Effets de la Radioactivité


L’ionisation des atomes des molécules du corps humain peut créer des désordres capables de générer des tumeurs cancéreuses et des mutations génétiques susceptibles de créer des tares héréditaires.

Parties du corps les plus sensibles aux rayonnements (par ordre décroissant) :

  • Les glandes sexuelles des deux sexes (tares héréditaires)
  • Les seins (cancer)
  • La moelle osseuse rouge (leucémie)
  • Les poumons
  • La thyroïde
  • Les os
  • Les tissus
  • La peau

Irradiations naturelles


Source Niveaux
Sol sédimentaire 4 µRem/h en moyenne (selon département français)
Sol granitique 20 fois plus que le sol sédimentaire (radioactivité de 8000 Bq/Kg)
Le Radon Ce gaz est un descendant de l’uranium qui migre à travers le sol et stagne dans les habitations, il émet des particules alpha et quelques rayonnements Gamma.
Rayons cosmiques(*) 3,4 µRem/h au niveau de la mer (10,3 à 3000m)
Le corps humain 2,3 à 17,7 µRem/h (lié à l’ingestion et l’inhalation)
Eau et aliments 5,7 µRem/h (produits non contaminés)
(*) Les rayonnements cosmiques sont atténués par l’atmosphère, leurs effets augmentent donc avec l’altitude. Le niveau peut atteindre 300µRem/h en avion à 10 000 m d’altitude, notamment à proximité des pôles.

Irradiations artificielles


Source Niveaux
Médecine 11,4 µRem/h en moyenne sur une année (Radiodiagnostics, radiothérapie...)
Écran de T.V. 0,11 µRem/h
Essais nucléaires 51,3 µRem en 50 ans (Retombées atmosphériques moyennes et diluées)

Contamination et concentration






Le diagramme ci-contre expose de façon simplifiée comment les éléments radioactifs se propagent et peuvent se concentrer dans les aliments.

ATTENTION, des gibiers comme les oiseaux migrateurs (canards, bécasses..) peuvent être radioactifs, car la plupart viennent d’Europe de l’Est où les zones très contaminées sont nombreuses (voir notice du compteur Geiger Radex RD1503 pour leur détection).

Contamination et concentration de la radioactivité

Qui contacter ?


Elements radioactif courant


Les réveille-matin et montres

Il y a une vingtaine d’années les aiguilles des réveille-matin et des montres étaient luminescentes (voire même les chiffres). La matière utilisée était en général du Radium, ou bien d’autres matériaux radioactifs. Les niveaux mesurés peuvent avoisiner les 600 Rem/h face au cadran. Il convient, dans ce cas, d’éviter de porter ce genre de montre.

Les manchons de lampes à gaz

Si vous avez fait du camping, vous avez sans doute utilisé ces lampes à gaz! On adapte un manchon qui, lorsqu’il est chauffé par la combustion du gaz, a la propriété d’émettre de la lumière par son incandescence. Les niveaux mesurés varient entre 150 et 360 m Rem/h au contact. Au-delà de 50 cm, le rayonnement n’est plus perceptible. On peut se protéger des radiations en restant à plus de 50 cm des lampes. Il faut éviter de mettre des manchons dans une poche!

Les risques de contamination sont beaucoup plus importants que les risques d’irradiation. Il s’agit en effet de manchons qui comportent du Thorium 232. Outre les effets directs par rayonnement de ces manchons, ils présentent un autre danger : Le Thorium est en effet un élément très radiotoxique, il suffit d’en inhaler quelques becquerels pour atteindre la limite du risque tolérable; or la diffusion de microparticules radioactives lorsque le manchon est porté à incandescence n’est pas encore connue. Il y a aussi des risques lors de la manipulation de ces manchons arrivés en fin d’utilisation. Les fibres partent très facilement en poussière ce qui accroît le risque de respirer ou d’inhaler des particules radioactives. Pour manipuler les vieux manchons, il est recommandé d’utiliser des gants et si possible d’éviter de respirer.

Les paratonnerres

Cinquante ans après la découverte du paratonnerre par Benjamin Franklin en 1760, un scientifique hongrois a eu l’idée de placer une source radioactive à proximité de la pointe des paratonnerres. Il pensait que la radioactivité allait ioniser l’air, le rendre conducteur au voisinage de la pointe du paratonnerre et permettre ainsi que la foudre s’y dirige préférentiellement.

Ce procédé, bien que très controversé quant à son efficacité, a été breveté et commercialisé en 1932. On estime qu’en France environ 30 000 paratonnerres radioactifs trônent sur nos toits. En 1983, un arrêté interdit l’emploi de radioéléments dans la fabrication des paratonnerres, laissant 4 ans aux fabricants pour adapter leur procédé. En 1986 un nouvel arrêté complète le premier pour en interdire aussi la vente et l’importation.

Principaux isotopes radioactifs


Numéro Atomique Isotope (Radio nucléide) Energie Mev Emission principales Demie période
Alpha (α) Beta (β) Gamma (γ)
2 Tritium (He3) 0,019 β 12 ans
6 Carbone-14 0,155 β 6.000 ans
19 Potassium-40 1,46 β γ 1.300.000.000 ans
27 Cobalt-60 0,318 β γ 5 ans
37 Rubidium 87
38 Strontium-90 0,546 β 29 ans
43 Technetium-99 0,292   β γ 212.000 ans
53 Iode-123 0,16 γ 13,2 heures
53 Iode-125 0,03 γ 59,4 jours
53 Iode-129 0,194 β 15.700.000 ans
53 Iode-131 0,971 β γ 8,02 jours
55 Cesium-134 2,06 β 2,06 ans
55 Cesium-135 0,26 β 2.300.000 ans
55 Cesium-137 1.17 β 30,07 ans
57 Lanthane 138
62 Samarium 147
78 Platine 190
81 Thallium 204 0.764 β γ 3,78 ans
81 Thallium 206
81 Thallium 207
81 Thallium 208 β γ 3,1 min
81 Thallium 210
82 Plomb 202 2,598 α 52 500 ans
82 Plomb 204 2,186 α > 1,4×1017 ans
82 Plomb 205 0,051 γ 1,53×107 ans
82 Plomb 210 3,792 γ 22,3 ans
82 Plomb 212 γ 10,6 heures
82 Plomb 214 β 27 min
83 Bismuth 207 2,399 β γ 31,55 ans
83 Bismuth 208 2,88 γ 368.000 ans
83 Bismuth 209 ? α 1.9 x 1019 ans
83 Bismuth 210 α 5,01 jours
83 Bismuth 212 6,84 α β γ 61 min
83 Bismuth 214 β 20 min
84 Polonium-208 5.215 α β 2,898 ans
84 Polonium-209 4.979 α β 103 ans
84 Polonium-210 5.407 α 138 jours
84 Polonium-212 8.78 α 3 × 10-7 s
84 Polonium 214 7,7 α 1,6 × 10-4 s
84 Polonium 216 α 0,15 s
84 Polonium 218 α 3,1 min
85 Astate 210 5,631 α β 8,1 heures
85 Astate 215 α 7,21 heures
85 Astate 216 α 3 10- 4 s
85 Astate 217 α 32 ms
85 Astate 218 α
86 Radium 223 5.99 α 11,43 jours
86 Radium 224 5.789 α γ 3,6319 jours
86 Radium 226 4.78 α γ 1.600 ans
86 Radium 228 0.046 β 6,7 ans
87 Francium 221 6.457 α 4.8 min
87 Francium 222 2.033 β 14.2 min
87 Francium 223 5.430 α β 22 min
88 Radon 220 α 55,6 s
88 Radon 221 5,965 α 14,6 heures
88 Radon 222 5,49 α 3,8 jours
89 Actinium 224 1,403 α β γ 2,9 heures
89 Actinium 225 5,935 α 10 jours
89 Actinium 226 5,536 α β 29,4 heures
89 Actinium 227 5,536 α β 21,773 ans
89 Actinium 228 2,127 β γ 6,15 heures
90 Thorium 228 5,52 α γ 1,9 ans
90 Thorium 229 5,168 α 7.340 ans
90 Thorium-230 4,68 α 75.380 ans
90 Thorium 232 4,083 α 1,4 × 1010 ans
90 Thorium 233 1,24 α 22,3 min
90 Thorium 234 0,199 β 24,1 jours
91 Protactinium 229 5,58 α β 1,4 jour
91 Protactinium 230 0,563 β 17,4 jours
91 Protactinium 231 5,149 α 32.760 ans
91 Protactinium 232 0,31 β 1,31 jour
91 Protactinium 233 0,571 β 26,96 jours
91 Protactinium 234m 2,29 β 1,17 minute
91 Protactinium 232 0,23 β 6,75 heures
92 Uranium-232 5.4 α 68,9 ans
92 Uranium-233 4.9 α 159.200 ans
92 Uranium-234 4,85 α 244.500 ans
92 Uranium-235 4,39 α 704 millions années
92 Uranium-236 4,57 α 23,42 millions années
92 Uranium-238 4,27 α 4.468.800.000 ans
94 Plutonium-238 5,5 α 87,75 ans.
94 Plutonium-239 5,24 α 24.000 ans.
94 Plutonium-240 5,17 α 6.560 ans.
94 Plutonium-241 5,17 α β 14.4 ans
94 Plutonium-242 5,17 α 373.000 ans
94 Plutonium-244 5,17 α 80.800.000 ans
95 Americium-241 5,49 α γ 432 ans (détecteur de fumées)