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Les rayonnements ionisants

Les rayonnements ionisants

Définition des rayonnements ionisants

Un rayonnement est un transport d’énergie sous forme d’ondes ou de particules à partir d’une source. Nous sommes quotidiennement exposés à différents types de rayonnements  : ultra-violet, radio, téléphonie mobile, micro-ondes, imagerie médicale… Mais ces rayonnements ne sont pas tous ionisants.

Un rayonnement ionisant est un rayonnement ayant une énergie suffisante pour arracher un électron aux atomes du milieu traversé, et créer ainsi des ions positifs. Les rayonnements ionisants peuvent être des particules non-chargées tel que les neutrons, des particules chargées lourdes comme les particules α, des particules chargées légères comme les électrons β- des ondes électromagnétiques de longueur d’onde inférieure à 100 nm, tels que les rayonnements γ et X.

Le spectre électronique regroupe plusieurs types de rayonnements. Les ondes radio, les micro-ondes, les infrarouges, la lumière visible et une grande part des ultraviolets font parties des rayonnements dits non-ionisants. Les rayons X et les rayons gamma font parties des rayonnements ionisants.

Remarque : “non-ionisant” ne signifie pas inoffensif pour l’Homme. Par exemple, les rayonnements ultra-violet (UV) sont non-ionisants mais peuvent être responsables de brûlures dermiques voire même de cancers de la peau.

Les différents types de rayonnements ionisants

Voyons tout d’abord les types de rayonnements ionisants les plus courant et leur pouvoir de pénétration

Particules alpha

D’origine nucléaire, un rayonnement α est un faisceau de particules chargées positivement constituées de deux protons et deux neutrons.

Bien que les particules α aient une énergie très élevée (4 à 9 MeV), elles sont facilement arrêtées par la matière du fait de leur masse importante. Ainsi, la partie externe de la peau suffit à les stopper. Elles sont très dangereuses en cas d’inhalation ou d’ingestion car elles se trouvent alors en contact direct avec des tissus sensibles.

Particules bêta –

Un rayonnement β- est un faisceau d’électrons à haute énergie et à déplacement rapide. Les particules β- sont environ 8 000 fois plus petites que les particules α et sont capables de se déplacer beaucoup plus loin dans l’air, couvrant des distances allant jusqu’à 3 mètres.

Leur petite taille signifie qu’elles sont capables de traverser les vêtements ou la peau, ce qui peut entraîner des brûlures cutanées.

Rayonnements électromagnétiques X et gamma

Les rayonnements X sont d’origine électronique alors que les rayonnements γ sont d’origine nucléaire. Les rayonnements X et γ sont des ondes électromagnétiques capables de parcourir des grandes distances supérieures à 60 m.

Elles sont capables de traverser complètement le corps humain et ne peuvent être arrêtées que par des matériaux extrêmement denses tels que le plomb, le béton ou l’acier.

Les rayonnements alpha sont arrêtés par le papier. Les rayonnements beta traversent le papier et le corps humain mais sont arrêtés par du plexiglas ou de l’aluminium. Les rayonnements gamma traversent le papier, le corps humain, et le plexiglas/aluminium et sont stoppés par le plomb. Les neutrons traversent le papier, le corps humain, le plexiglas/aluminium, le plomb mais sont arrêtés par le béton.

Impact des effets ionisants sur l’Homme

Les effets néfastes des rayonnements ionisants sur le corps humain sont classés en deux grandes catégories :

  • effets déterministes : caractérisés par des morts cellulaires en masse  du fait d’expositions supérieures aux limites d’expositions professionnelles (VLEP). Ils sont en général précoces. Leur gravité augmente avec la dose reçue.
  • effets stochastiques : ce sont des mutations au niveau de l’ADN responsables de cancers ou d’effets héréditaires. On considère que ces mutations peuvent apparaître dès les faibles doses. La probabilité que l’effet se produise augmente avec la dose reçue. Contrairement aux effets déterministes, les effets stochastiques se manifestent à long terme.

Pour mettre en place une prévention adaptée (radioprotection), il est nécessaire de définir des unités de mesure.

Les différentes notions de dose

La dose absorbée

Symbolisée par D, la dose absorbée permet de quantifier l’énergie (E) reçue par la masse de matière (m). Elle est mesurée en Gray (Joules par kilogrammes). 

Par exemple, si la dose absorbée est de 2 grays, cela veut dire que la quantité d’énergie absorbée est de 2 joules par kilogramme de matière.

Débit de dose absorbée

Le débit de dose absorbée permet de relier la dose absorbée au temps. Il sert d’indicateur de l’importance de l’exposition aux rayonnements ionisants, c’est-à-dire que la connaissance du débit de dose absorbée dans une pièce, permettra d’estimer la dose absorbée reçue pendant une durée de travail donnée.

Elle se mesure le plus souvent en Gray par heure.

Dose équivalente

La dose équivalente, H, est une dose absorbée pondérée selon la nature du (des) rayonnement(s) ionisant(s). Elle s’exprime en sievert (Sv).

Dose efficace

La dose efficace, E, permet d’appréhender le risque d’effet stochastique au niveau du corps entier. On pondère la dose équivalente par rapport au(x) tissu(s) et organe(s) exposé(s). Elle s’exprime également en sievert (Sv).

Ces informations sont extraites des modules et parcours de formation proposés par Kaptitude.

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