Quelques notions couramment utilisées dans le domaine des rayonnements ionisants sont indispensables pour mieux comprendre les mesures de radioprotection à mettre en place.

Un peu de physique…

La radioactivité est un phénomène naturel lié à la structure de la matière. Tous les corps (gaz, liquides, solides) sont composés d’atomes. Certains d'entre eux sont instables et émettent des rayonnements. Il peut s’agir de :

• substances radioactives naturelles (uranium, radium, radon…) ;
• substances radioactives artificielles (californium, américium…).

Ces atomes instables (radionucléides) se transforment spontanément en perdant de l’énergie et reviennent ainsi progressivement à un état stable. Ils émettent alors des particules ou des photons, dont le flux constitue un rayonnement porteur d’énergie, spécifique du radionucléide qui l’émet. Ces rayonnements sont dits ionisants car ils peuvent ioniser la matière en interagissant avec elle, c’est-à-dire lui enlever un ou plusieurs électrons. Ces ionisations provoquent des modifications physico-chimiques dans la matière susceptibles d’entrainer des effets néfastes sur la santé. Le pouvoir d’ionisation d’un radionucléide dépend de la nature des rayonnements qu’il émet (alpha, bêta, gamma, X, neutronique) et de l’énergie de chacune des émissions. On peut observer une ionisation de la matière à partir d’un seuil d’énergie de l’ordre de 10 électronvolts.

Généralement, un radionucléide émet plusieurs types de rayonnements à la fois (alpha, bêta, gamma, X, neutronique).

^{* Ne sont indiquées ici que des notions générales. En pratique, ce pouvoir de pénétration dépend de l’énergie de chacun des rayonnements et de la matière sur laquelle ceux-ci agissent.}

Quelques définitions

• On parle de « rayonnement primaire » lorsqu’il s’agit d’un rayonnement émis directement par une source (radionucléide, générateur de rayons X…).
• L’expression « rayonnement secondaire » est utilisée lorsqu’il s’agit de rayonnements résultant des interactions de rayonnements primaires avec la matière. Par exemple :
  • rayonnement X diffusé par les obstacles (murs, sols ou plafonds) ;
  • interaction de neutrons avec la matière provoquant l’émission secondaire de rayonnements α, ß, γ, X ou de neutrons.

Rappelons que l’activité d’une substance radioactive (émission de rayonnements) diminue avec le temps. Ce phénomène est spécifique à chaque radionucléide. On appelle période radioactive le temps au bout duquel le nombre de noyaux instables dans un échantillon radioactif aura décru de moitié. Cette période est de l’ordre de 8 jours pour l’iode 131, de 30 ans pour le césium 137, de 5 737 ans pour le carbone 14 et de plus de 4 milliards d’années pour l’uranium 238.

Quelques grandeurs et unités

Ne sont présentées ici que les grandeurs et unités internationales en vigueur aujourd’hui : becquerel, gray et sievert (Bq, Gy, Sv).

Les anciennes grandeurs ou unités (curie, rad ou rem) ne sont pas utilisées dans ce dossier.

Modes d’exposition

L’exposition aux rayonnements ionisants peut se faire selon trois modes :

• externe sans contact cutané ;
• externe par contact cutané ;
• interne.

Pour une exposition externe sans contact cutané, la source est située à distance de l’organisme (exposition globale ou localisée). L’irradiation est dans ce cas en rapport avec le pouvoir de pénétration dans le corps des divers rayonnements émis par la source. De ce fait, sont surtout à prendre en compte les rayonnements gamma, X et neutroniques. Les rayonnements ß n’entraînent pas d’irradiation en profondeur du corps humain. Les rayonnements α ne peuvent en aucun cas entraîner d’exposition externe.

Pour une exposition externe par contact cutané, il y a irradiation par dépôt de corps radioactifs sur la peau. Par rapport au cas précédent, le contact cutané avec un radionucléide peut induire une exposition interne par pénétration du radioélément à travers la peau (altération cutanée, plaie, ou plus rarement à travers une peau saine).

Pour une exposition interne, les substances radioactives peuvent pénètrer dans l’organisme par inhalation (gaz, aérosols), par ingestion, par voie oculaire, par voie percutanée (altération cutanée, plaie, ou plus rarement à travers une peau saine). Après pénétration dans l’organisme, l’exposition interne se poursuivra tant que la substance radioactive continuera d’émettre des rayonnements ionisants et n'aura pas été éliminée par l'organisme.

Le mode d’exposition a énormément d’impact sur la nature et l’importance des effets recensés. Une exposition interne aux rayonnements ß sera ainsi plus nocive qu’une exposition externe à ces rayonnements.

Signalons que la majorité des expositions d’origine professionnelle sont des expositions externes. La dose reçue par l’organisme dépend alors de :

• la nature du rayonnement (type, activité, énergie) ;
• la distance à la source : plus l’organisme est éloigné de la source d’exposition, moins la dose absorbée sera forte (varie en fonction inverse du carré de la distance) ;
• la durée de l’exposition ;
• l’épaisseur et la composition des écrans éventuels (équipements de protection collective et individuelle).

Pour en savoir plus