Fiche de révision : Radioprotection et risques radiologiques

📋 Plan du Cours

1. Risques et modes d’exposition
2. Radioactivité et rayonnements
3. Sources et effets des rayonnements
4. Grandeurs et doses d’exposition
5. Prévention de l’exposition radiologique
6. Réglementation et acteurs
7. Limites et catégories d’exposition
8. Zones et dosimétrie

📖 1. Risques et modes d’exposition

★ À maîtriser

📌 Une exposition importante aux rayonnements ionisants peut détruire des tissus par mort cellulaire, tandis qu'une exposition faible et prolongée augmente le risque de cancer.

📌 L'irradiation correspond à l'exposition à un rayonnement sans dépôt de matière radioactive, tandis que la contamination correspond au dépôt ou à la présence de matière radioactive sur ou dans l'organisme.

Compléments

• La contamination externe correspond au dépôt de matière radioactive sur la peau, tandis que la contamination interne peut résulter de l'inhalation, de l'ingestion ou d'une pénétration par voie oculaire ou transcutanée.

💡 Astuce mémo

Irradiation : la source reste dehors ; contamination : la matière radioactive entre ou se dépose.

📖 2. Radioactivité et rayonnements

🔑 Notions clés & Définitions

• Radioactivité : Instabilité d'un noyau atomique qui se désintègre en émettant un rayonnement.
• Isotopes : Atomes ayant le même nombre de protons et d'électrons, mais un nombre de neutrons différent ; ils ont les mêmes propriétés chimiques et des propriétés nucléaires différentes.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons : $A = Z + N$.

• Les matériaux de protection adaptés sont : une feuille d'aluminium ou de papier pour les particules alpha, quelques millimètres de verre ou de PVC pour les particules bêta, une forte épaisseur de béton, de plomb ou d'acier pour les rayons X ou gamma, de l'eau ou de la paraffine pour les neutrons

Compléments

• La stabilité nucléaire et le type de rayonnement dépendent du nombre de protons et de neutrons du noyau.

• La fission désintègre un noyau en deux noyaux plus légers et quelques neutrons.

• Une particule alpha est un noyau d'hélium composé de deux protons et de deux neutrons ; son parcours est de quelques centimètres dans l'air et inférieur à 0,1 mm dans un solide.

• Une particule bêta moins est un électron de grande énergie dont le parcours atteint une dizaine de mètres dans l'air et quelques millimètres dans un solide.

• Une particule bêta plus est l'antiparticule de l'électron, appelée positron ou positon, et son parcours est de quelques millimètres.

• Après une désintégration, un noyau résultant souvent excité rejoint un état stable en émettant un photon gamma, rayonnement électromagnétique de haute fréquence.

• Le rayonnement gamma possède un pouvoir de pénétration très élevé et peut parcourir plusieurs centaines de mètres dans l'air.

📖 3. Sources et effets des rayonnements

★ À maîtriser

• L'exposition moyenne de la population française aux rayonnements ionisants est d'environ 2,4 mSv par an, provenant de la radioactivité naturelle, des expositions médicales et des activités industrielles et nucléaires.

• En irradiation externe, les rayons X, gamma et les neutrons sont à prendre en compte en priorité, car ils sont plus difficiles à arrêter et peuvent atteindre les organes.

• En contamination interne, les particules alpha et bêta sont particulièrement problématiques en raison de leurs dépôts d'énergie importants et localisés.

Compléments

• Les sources de radioactivité naturelle sont :

  • le radon
  • le rayonnement terrestre
  • le rayonnement cosmique
  • les rayonnements liés à l'eau et aux aliments

• En irradiation externe, les particules alpha parcourent très peu l'air et sont au pire arrêtées par la peau, tandis que les particules bêta induisent surtout des ionisations dans le derme.

📖 4. Grandeurs et doses d’exposition

★ À maîtriser

• Les grandeurs de radioprotection présentées sont :

  • l'activité A
  • le flux I
  • le débit de fluence Φ
  • la dose D
  • la dose équivalente H
  • la dose efficace E

• Une dose de 2 Sv aux gonades constitue un seuil induisant une stérilité permanente.

Compléments

• Une radiographie du thorax correspond à une dose de 0,05 mSv.

• Un aller-retour Paris–New York en avion correspond à une dose de 0,08 mSv.

• Une radiographie de l'abdomen correspond à une dose de 1,2 mSv.

• Un scanner de l'abdomen correspond à une dose de 12 mSv.

📖 5. Prévention de l’exposition radiologique

★ À maîtriser

• Les principes de radioprotection sont énoncés par la Commission internationale de protection radiologique (CIPR), qui formule le principe ALARA, « As Low As Reasonably Achievable », en tenant compte des facteurs pratiques, économiques et sociaux.

• La protection collective contre l'irradiation consiste à :

  • réduire la durée d'exposition
  • augmenter la distance à la source
  • utiliser des écrans adaptés

• La prévention collective de la contamination comprend : le confinement de la matière radioactive, l'assainissement de l'atmosphère, la mise en dépression des locaux, la vérification de la contamination du personnel en sortie de zone, l'utilisation de surfaces lisses facilement décontaminables

Compléments

• Les moyens de protection individuelle contre l'irradiation comprennent :

  • un tablier de plomb
  • des lunettes
  • un cache-thyroïde
  • une canne ou une pince de manipulation

• La protection individuelle contre la contamination comprend : des gants, des surbottes, une blouse ou une combinaison, une charlotte, une combinaison ventilée en cas de risque de contamination interne, le respect des règles d'hygiène

• Les mesures organisationnelles comprennent : la signalisation des sources et des zones, les restrictions d'accès, les contrôles d'ambiance, des dispositifs de protection et des appareils de mesure, la maîtrise des rejets, la traçabilité des matières radioactives

💡 Astuce mémo

Réduire le temps, augmenter la distance, interposer un écran.

📖 6. Réglementation et acteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Conseiller en radioprotection : Le conseiller en radioprotection (CRP) est désigné par l'employeur et ses missions s'étendent à la protection de la population et de l'environnement.

★ À maîtriser

📌 La personne compétente en radioprotection (PCR) est une personne physique salariée, tandis que l'organisme compétent en radioprotection est une personne morale.

• La PCR conseille le chef d'établissement, évalue la nature et l'importance du risque, organise et veille au respect des mesures de radioprotection, classe le personnel avec la médecine du travail, délimite les zones et vérifie la conformité des locaux.

Compléments

• La hiérarchie réglementaire suit cet ordre :

  • recommandations de la CIPR
  • directives européennes EURATOM
  • codes du travail et de la santé publique

• La PCR bénéficie d'une formation agréée par l'IRSN.

📖 7. Limites et catégories d’exposition

★ À maîtriser

• Les travailleurs exposés relèvent de catégories réglementées, doivent être formés et bénéficient d'un suivi médical approfondi et d'un suivi dosimétrique.

• Les limites d'exposition réglementaires s'appliquent sur 12 mois consécutifs et n'incluent pas les expositions résultant d'examens médicaux.

• Pour les femmes enceintes, la dose équivalente au fœtus doit rester inférieure à 1 mSv et toute exposition à un risque de contamination est exclue.

• Sur 12 mois, les limites pour la catégorie A sont de moins de 20 mSv pour la dose efficace corps entier, moins de 500 mSv pour les doses équivalentes aux mains, avant-bras, pieds et chevilles, moins de 500 mSv pour tout cm² de peau et moins de 20 mSv au cristallin.

• Sur 12 mois, les limites pour le public et les travailleurs non exposés sont de moins de 1 mSv pour la dose efficace corps entier, moins de 50 mSv pour les mains, avant-bras, pieds et chevilles, et moins de 50 mSv pour tout cm² de peau.

Compléments

• Les limites réglementaires peuvent être étendues sur autorisation spéciale ou pour des opérations de secours.

📖 8. Zones et dosimétrie

★ À maîtriser

📌 Une zone surveillée correspond à une dose efficace supérieure à 1 mSv et inférieure à 6 mSv sur 12 mois.

📌 Une zone contrôlée correspond à une dose efficace supérieure à 6 mSv et inférieure à 20 mSv sur 12 mois, ou à la présence d'un risque de contamination.

• En zone surveillée, les opérateurs portent un dosimètre passif à la poitrine et éventuellement au poignet ; les dosimètres sont analysés et remplacés mensuellement, puis les résultats sont transmis à l'IRSN.

• En zone contrôlée, un dosimètre opérationnel à lecture directe, mais moins précis, s'ajoute au dosimètre passif.

Compléments

• Dans le nucléaire, les zones spécialement réglementées (ZSR) dépassent 20 mSv de dose efficace sur 12 mois et les zones contrôlées sont classées jaune, orange ou rouge selon le débit de dose.

• En cas de contamination interne, la surveillance peut inclure l'analyse de l'activité de l'urine et l'anthropogammamétrie.

📊 Tableaux de synthèse

Limites annuelles d’exposition