cours radioactivite 2011-2012

PHY113 : Cours de Radioactivit 2011-2012

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CCoouurrss ddee RRaaddiiooaaccttiivviitt

Yannick ARNOUD

Mise jour en 2011 par Ingo Schienbein Le but de ce cours est de permettre aux tudiants qui seront amens utiliser des sources radioactives dacqurir les bases de la radioactivit. Aussi bien au niveau du vocabulaire que des mesures de radioprotection. En fin de formation, vous devrez tre capables :

de mettre en uvre de faon efficace une protection contre les rayonnements des sources radioactives (ex. 32P) que vous pourrez tre amens utiliser dans le cours de votre formation de biologiste,

dassocier types de radioactivit et impact en termes de dgts biologiques, de dchiffrer le contenu physique dun diagramme de dsintgration, de mettre en uvre le principe ALARA


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I - Introduction

a. La radioactivit dans la nature La radioactivit est dorigine naturelle. Lintgralit des lments prsents sur Terre, y compris les noyaux radioactifs, ont t forms :

dans la phase de nuclosynthse aux premiers instants de lunivers, pour les lments lgers (hydrogne et hlium),

dans les toiles, pour les lments jusquau fer, lors de lexplosion des toiles, marquant la fin de vie de celles-ci, pour les lments au-del du fer.

La radioactivit est lorigine de lapparition de la vie sur Terre. Cest la chaleur quelle gnre qui maintient le noyau terrestre sous forme liquide, et qui a permis lors des ruptions volcaniques la formation de latmosphre primitive (protection contre les mtorites, effet de serre pour diminuer les carts thermiques entre le jour et la nuit). Cest aussi la radioactivit qui entretient la combustion au sein du soleil, par le biais des raction thermonuclaires o lhydrogne est transform en hlium.

b. La radioactivit et lhomme Depuis plus dun sicle, lhomme a dcouvert lexistence de la radioactivit. Il a su exploiter lnergie fabuleuse cache au cur de la matire, avec plus ou moins de bonheur, et mme crer de nouveaux lments qui nexistent pas sur Terre ! Quelques applications :

nergtiques : centrales nuclaires fission, mdicales : utilisation de traceurs radioactifs pour les diagnostics, traitement des cancers, biologiques / gologie : tudes in vivo laide de marqueurs radioactifs, datation militaires : bombes nuclaires fusion ou fission

c. Ordres de grandeur On va comparer les grandeurs physiques du monde atomique avec celles du monde subatomique.

Echelles de distance (1 : 10-5) La taille des atomes est de lordre de 10-10 m ou 1 . La taille des noyaux est de lordre de 10-15 m ou 1 fermi (fm).

Echelle de masse volumique (1 : 1014) La quasi totalit de la masse dun atome est concentre dans le noyau. Pour rendre compte de la compacit du noyau, on peut comparer la masse dun volume dun centimtre cube (un d coudre) rempli datomes de fer, et de noyaux de fer :

masse dun cm3 datomes de fer : 7,874 g masse dun cm3 de noyaux de fer 2,125 x 1014 g soit plus de 200 millions de tonnes dans un d

coudre !!! On peut trouver dans lunivers des objets aussi denses, sous la forme dtoiles neutrons.

Echelle dnergie (1 : 106) Si compare les nergies en jeu au sein des atomes et des noyaux datomes, on observe que lnergie de liaison des lectrons au noyau est environ un million de fois plus petite que lnergie de liaison qui assure la cohsion des protons et des neutrons au sein du noyau.


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Cest cette diffrence entre nergies de liaison qui explique lcart entre les effets des ractions chimiques (ex. dynamite) et des ractions nuclaires (ex. bombe atomique).

II. Notations Un noyau comportant Z protons et N neutrons est not sous la forme : AZ NX . A est le nombre de nuclons, c'est--dire le nombre de protons et de neutrons : A=Z+N. Pour dfinir un noyau, on donne souvent le nom de llment chimique (qui fixe le nombre de protons) et le nombre de nuclons (qui fixe la somme du nombre de protons et de neutrons) :

carbone 12 : 126 6C (carbone = 6ime lment de la classification de Mendeleev. Il y a 6 lectrons dans cet atome donc le noyau considr contient 6 protons. Le nombre total de nuclons est 12, le noyau contient donc 12-6 = 6 neutrons). uranium 235 : 23592 143U (uranium = 92ime lment de la classification de Mendeleev. Il y a 92 lectrons dans cet atome donc le noyau contient 92 protons. Le nombre total de nuclons est 235, le noyau contient donc 235-92 = 143 neutrons).

a. Classification des noyaux Les noyaux ayant le mme nombre Z de protons sappellent des isotopes : 16 17 188 8 8 9 8 10O , O , O Les noyaux ayant le mme nombre N de neutrons sappellent des isotones : 15 167 8 8 8N , O Les noyaux ayant le mme nombre A de nuclons sappellent des isobares : 40 4018 22 20 20Ar , Ca On peut noter que plusieurs isotopes dun mme lment chimique sont naturellement prsents dans latmosphre. Ainsi, le carbone que lon trouve dans le CO2 par exemple, est rparti de la manire suivante :

98,89% de 126C (stable) 1,11 % de 136C (stable)

et une infime fraction de 146C (radioactif de priode 5730 ans) : le rapport 14

612

6

CC

vaut 121,3 10

Le carbone est fix par les tres vivants et on le retrouve par exemple dans la cellulose des arbres, cre lors de la photosynthse. Ainsi, le bois dun arbre est naturellement radioactif. Cest cette proprit des tissus vivants fixer le CO2 (donc le 146C ) qui est lorigine de la mthode de datation par le carbone 14. Plus surprenant, le corps humain est lui aussi naturellement radioactif ! La radioactivit du corps humain provient de la prsence en son sein de deux radiolments d'origine naturelle, le potassium-40 et le carbone-14, l'origine de 8000 dsintgrations par seconde.

b. Valle de stabilit La reprsentation des noyaux connus dans un graphe (N, Z) permet de mettre en vidence la ligne de stabilit, peuple par les noyaux stables (on devrait plutt parler de courbe de stabilit).


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Figure 1 : carte des noyaux connus. Les noyaux stables sont nots en noir.

Les noyaux instables vont, par une suite de dsintgrations radioactives, se transformer jusqu' devenir stables :

au dessous des noyaux stables, on trouve en bleu les noyaux trop riches en neutrons. Ces noyaux reviennent vers la ligne de stabilit par dsintgration -, qui transforme au sein du noyau un neutron en proton.

au dessus des noyaux stables, on trouve en rouge les noyaux trop riches en protons. Ces noyaux reviennent vers la ligne de stabilit par dsintgration + ou par capture lectronique, qui transforme au sein du noyau un proton en neutron.

les noyaux lourds riches en protons sont revenir vers la ligne de stabilit par dsintgration alpha Enfin, les noyaux trs lourds se fissionnent en donnant naissance des produits de dsintgration

lgers. Une reprsentation en 3D o le troisime axe reprsente la masse des noyaux permet dillustrer les transformations nuclaires jusqu' atteindre ltat de stabilit maximal, en fond de valle.


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III. Bilan dnergie de masse Do vient lnergie libre lors des transformations nuclaires ? Lors dune raction nuclaire spontane, la masse des particules dans ltat initial est suprieure la masse des produits de dsintgration. Exemples :

dsintgration alpha : Po84212 Pb82208 + avec mPo>mPb+m dsintgration - : Co2760 Ni2860 +e-+ avec mCo>mNi+me fission spontane : Cf98252 Ba56146 + Mo42106 avec mCf>mBa+mMo

On observe une diffrence de masse entre im (masse de la particule dans ltat initial) et fm (somme des masses des particules dans ltat final) : i fm=m -m . On appelle bilan dnergie de masse de la dsintgration la quantit Q dfinie par :

2 2i fQ=m (m -m )c c =

Cest cette transformation de lnergie de masse en nergie cintique et / ou dexcitation qui est communique aux produits de dsintgration.

IV. Dsintgrations radioactives Le retour la stabilit seffectue par des dsintgrations alpha, bta, capture lectronique, ou encore par mission gamma.

Figure 2 : Dplacements sur la carte des noyaux lors des dsintgrations radioactives (attentions les axes ont t intervertis avec la figure 1 prcdente)


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a. Dsintgration alpha Le noyau expulse une particule alpha. La transformation scrit : XNZA YN-2Z-2A-4 + 224

b. Dsintgration + et capture lectronique Le noyau expulse un positron (particule de charge +e et de mme masse que llectron). Un proton du noyau se transforme en neutron et lmission du positron saccompagne de lmission dun neutrino (particule de masse nulle). La transformation scrit : XNZA YN+1Z-1A +e++e

Le processus de dsintgration + apparat presque toujours en comptition avec le processus de capture lectronique dans lequel un e- du cortge lectronique entourant le noyau (en gnral, un e- proche du noyau). Cette capture, tout comme le processus de dsintgration +, conduit a la transformation dun proton du noyau en neutron. La capture scrit : XNZA +e- YN+1Z-1A +e

c. Dsintgration - Le noyau expulse un lectron, c'est--dire quun neutron se transforme en proton, et lmission de llectron saccompagne de lmission dun anti-neutrino (particule de masse nulle). La raction scrit : XNZA YN-1Z+1A +e-+

d. Dsintgration gamma Au mme titre que les atomes, les noyaux peuvent se trouver dans un tat excit. La dsexcitation dun noyau A *Z NX vers son tat fondamental

AZ NX se fait de deux manires :

par mission gamma (), o par transition directe si lnergie du photon mis est gale lnergie dexcitation du

noyau, o par cascade de rayonnements dont la somme des nergies est gale lnergie

dexcitation. XN*ZA XNZA + ou XN*ZA XNZA + 1+2++ n

par conversion interne, c'est--dire un transfert direct de lnergie dexcitation un lectron du

cortge lectronique.


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V. Units de mesure Les units de mesure usuelles ne sont pas adaptes au monde subatomique.

a. Lunit de masse atomique La masse du proton est 271,67252 10 kg. Cette valeur trs faible nous conduirait travailler avec des puissances de 10, aussi une nouvelle chelle de masse a-t-elle t dfinie : lunit de masse atomique ou u.m.a. Par dfinition,

1 u.m.a. 112 masse atome de C 12 =1,6605610-27kg

La dfinition du nombre dAvogadro AN est base sur la masse dune mole datomes de 12C , qui est

gale 12 g. En notant 12( C)M la masse dun atome de 12C ,

( C 12 ) 12 g

( C 12 ) = 12 g

1 u.m.a. = 112 ( C 12 )

1 u.m.a. = 1

g

Dans ce systme dunits, une bonne approximation de la masse dun atome comportant un noyau AZ NXest A u.m.a. (ex. ( 12 ) 12 u.m.a., ( 235 ) 235u.m.a, ).

b. Llectron-volt Llectron-volt est lnergie acquise par un lectron acclr par une diffrence de potentiel de 1 volt. La variation de lnergie cintique de llectron tant gale au produit de la charge de llectron par la diffrence de potentiel, on trouve que :

1 eV 191,6 10= Joule

On utilise souvent des multiples de llectron-volt : 1 keV = 310 eV 1 MeV= 610 eV 1 GeV = 910 eV

Lors du calcul du bilan dnergie de masse Q, les masses sont souvent exprimes en u.m.a. alors quon cherche exprimer Q en MeV. On peut montrer que :

1 u.m.a 2 931,5c = MeV


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VI. Diagrammes de dsintgration Le diagramme de la dsintgration - Cs8255137 Ba8156137 + e-+ est reprsent ci-dessous.

Le noyau de 13755 82Cs se dsintgre :

dans 94,6% des cas par mission - dans un tat excit du 13756 81Ba , dans 5,4% des cas par mission - dans ltat fondamental du 13756 81Ba .

Dans le premier cas, le bilan Q dnergie de masse est gal 514 keV, cette nergie tant partage sous forme dnergie cintique entre les trois produits de dsintgration : 137 *56 81Ba , e- et neutrino. Le noyau de 137 *

56 81Ba retourne son fondamental en mettant un photon de 662 keV. Dans le deuxime cas, le bilan Q dnergie de masse est gal 1175,63 keV, cette nergie tant partage sous forme dnergie cintique entre les trois produits de dsintgration : 13756 81Ba , e- et neutrino.

VII. Evolution temporelle dune population de noyaux La probabilit que prsente un noyau radioactif de se dsintgrer pendant lunit de temps sappelle la constante radioactive . Elle sexprime comme linverse dun temps, en s-1. Ce caractre probabiliste fait quun ne connat jamais le moment o un noyau donn va se dsintgrer. Par contre, on peut statistiquement prdire le comportement dun grand nombre de noyaux.


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a. Loi de dcroissance Dans un chantillon de matire radioactive constitu de noyaux radioactifs dune espce donne, le nombre de noyaux va dcrotre au cours du temps, et sera not ( )N t . Si on appelle 0N le nombre de noyaux initialement prsents, on a la relation :

0( )tN t N e =

Dmonstration : A priori, on ne sait rien de lvolution dun systme de noyaux radioactifs. On va dans un premier temps dcrire ce qui se passe sur un tout petit intervalle de temps dt, trs infrieur la seconde. Pendant ce tout petit intervalle, les choses varient tellement peu que le problme devient linaire. On dit quon a linaris le problme, cest une technique trs utilise en physique, parce quelle permet de dcrire trs simplement lvolution dun systme. Ensuite, partir de lvolution sur un tout petit intervalle de temps, on va en dduire ce qui se passe sur des chelles de temps trs grandes, grce au calcul diffrentiel (opration mathmatiques sur les drivs des fonctions). Cest Newton qui fut le prcurseur de cette approche

Figure 3 : Illustration de la variation du nombre de noyaux N(t) sur un tout petit intervalle de temps dt. A une variation du temps gale dt correspond une variation du nombre de noyaux dN(t). Ces deux quantits sont relies par la drive

de la fonction : N(t)=dN(t)/dt.

On considre linstant t un ensemble de noyaux radioactifs ( )N t . Par dfinition de la constante de dsintgration radioactive, chacun de ces noyaux a une probabilit de se dsintgrer par unit de temps.


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Pendant un temps dt trs petit, la probabilit quun noyau se dsintgre est donc gale dt . On vrifie que le produit dt na pas de dimension ( 1s s ), ce qui correspond bien une probabilit. Si on considre maintenant non plus un seul noyau, mais les ( )N t noyaux prsents, ( )N t dt noyaux vont se dsintgrer pendant le petit temps dt . On a donc ( ) ( ) ( )

prsents l'instant t encore prsents l'instant t+dt ceux qui se sont dsintgrs

N t N t dt N t dt= + +

.

Que lon peut rcrire sous la forme : ( ) ( ) ( )N t dt N t N t dt+ =

( ) ( )N t dt N t+ est la variation infinitsimale du nombre de noyaux pendant le temps dt . On la note aussi ( ) ( ) ( )dN t N t dt N t= +

( ) ( )( ) ( )( )( )

dN t N t dt

dN t dt N t

dN t dtN t

=

=

=

Cette dernire formule est de la forme uu

=

On sait que si deux fonctions sont gales (ici, ce sont des fonctions qui dpendent du temps), alors leurs primitives sont gales une constante prs :

( )( )

lnt C

C t

t

N t t C

N t e

e eK e

+

= +

=

=

=

A 0t = , on a ( ) 00N t N= = noyaux, donc 0K N=

Finalement, 0( )tN t N e =

b. Priode radioactive La priode T est le temps au bout duquel le nombre de noyaux initialement prsent a t divis par un facteur 2.

est dini par () 02

On a aussi ( ) ( )2

N tN t T+ = : aprs une priode, le nombre de noyaux radioactifs encore prsents a t

divis par deux.


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On peut dduire de cette dfinition une relation entre T et :

0T

0

0

T 00

T

T

( )

(T)

(T)2

2122

T ln 2

tN t N eN N e

NN

NN e

e

e

=

=

=

=

=

==

ln 2T

=

Exemples de priode :

14C : 5730 ans 18 Ne : 1672 ms 235 U : 703,8 millions dannes !

VIII. Activit dune source

a. Dfinition On appelle activit, note ( )a t , le nombre de dsintgrations par unit de temps. On calcule lactivit en multipliant la probabilit qua un noyau de se dsintgrer par unit de temps () par le nombre de noyaux :

0( ) ( )ta t N t a e = =

b. Units La activit sexprime en Becquerel (Bq), qui correspond une dsintgration par seconde. On trouve une autre unit historique, le Curie (Ci) qui correspond 103,7 10 Bq.


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IX. Interaction des particules avec la matire

On va sintresser linteraction des particules , et avec la matire, qui constitue un vaste sujet que nous ne ferons quaborder. Pour information, les applications de ces interactions sont lorigine :

des dtecteurs de particules (les particules ne sont dcelables que par leur interaction avec la matire)

des applications mdicales (radiothrapie par exemple) de llaboration de mesures de radioprotection du dgagement de chaleur dans les centrales nuclaires

a. Aspects qualitatifs Les interactions particulesmatire sont lies au transfert dnergie de la particule vers les atomes de la matire :

pour la particule mise lors dune dsintgration radioactive : ralentissement par perte dnergie et ventuellement diffusion (changement de direction). Certaines particules peuvent mme tre absorbes compltement

pour la matire, par labsorption dnergie qui conduit lexcitation ou lionisation des atomes.

On assiste ensuite au retour ltat fondamental par lmission de rayonnement X (rarrangement du cortge lectronique) qui peut conduire de la fluorescence (mission de lumire visible) ou encore a des lectrons Auger.

La perte dnergie locale dans la matire dpend de la nature de la particule. On dfini la densit linique dnergie (D.L.I.) comme le nombre dionisations produit par une particule par unit de longueur de matire traverse. On lexprime en gnral en nombre dionisations par m.

b. Interaction des particules alpha Perte dnergie essentiellement par interaction lectromagntique avec les lectrons atomiques. Importante cration de paires lectrons-ions : on dit que le rayonnement alpha est fortement ionisant. A cause de sa grande masse, la particule alpha est peu dvie. La trajectoire des alpha dans la matire est rectiligne. Particules alpha de 5,3 MeV mis par le polonium 210 :

parcours : ~ 4 cm dans lair, ~ 50 m dans les tissus humains (essentiellement H2O) DLI : ~ 5000 ionisations par m dans H2O


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c. Interaction des particules bta Perte dnergie des lectrons (et positrons) :

par interaction avec les lectrons atomiques provoquant lexcitation ou lionisation de la matire par interaction avec les noyaux des atomes du milieu, qui dvient la trajectoire des lectrons. Lors

du changement de trajectoire, un photon de Bremsstrahlung est mis (conservation de la quantit de mouvement).

Les particules bta sont plus de 8000 fois plus lgres que les particules alpha et elles sont facilement dvies par le champ lectromagntique des noyaux. Leur trajectoire est en forme de ligne brise. Les particules bta sont nettement moins ionisantes que les particules alpha. Particules bta de 2 MeV :

Parcours : ~ 6 mtres dans lair, ~ 1cm dans H2O et ~ 3mm dans laluminium DLI : ~ 10 ionisations par m dans H20

d. Interaction du rayonnement gamma Du point de vue microscopique, linteraction des photons de haute nergie est pour lessentiel une interaction avec les lectrons atomiques. En fonction de lnergie du photon, linteraction donnera lieu :

leffet photo lectrique

Cest un processus par lequel le photon incident, dnergie h , cde toute son nergie un lectron des couches profondes qui est alors ject de latome : il y a absorption totale du photon et ionisation de latome :

Lnergie de llectron est gale lnergie du photon incident moins lnergie de liaison de llectron qui t ject : e eE h W = . Latome rorganise ensuite son cortge lectronique provoquant lmission dun rayonnement X secondaire.

la diffusion Compton

Le photon incident cde une partie de son nergie un lectron des couches priphriques de latome, qui est ject. Il apparat un nouveau photon diffus, dnergie 'h < h . Il y a donc diffusion du photon incident et ionisation de latome.


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Lnergie du photon incident est rpartie sous la forme dnergie cintique apporte llectron et dnergie du photon diffus : 'eh E h = + (on nglige ici lnergie de liaison de llectron des couches priphriques).

la cration de paire e+e-

Cest un processus par lequel le photon incident disparat, son nergie se matrialisant pour donner naissance une paire e+e- :

Pour que ce processus ait lieu, le photon doit avoir une nergie suprieure au seuil de cration e+e-, i.e. 2 0,511 MeVh > .

e. Importance relative des trois processus En fonction de lnergie du photon incident, linteraction photon-matire se fera prfrentiellement par effet photolectrique, diffusion Compton ou encore par cration de paires. La figure ci-contre reprsente la probabilit dinteraction des photons dans le plomb, en fonction de leur nergie. Cette probabilit sappelle la section efficace et sera dfinie au paragraphe suivant.


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f. Attnuation dun faisceau de photons par la matire

Du point de vue macroscopique, un faisceau de photons va tre attnu lors de son passage dans la matire. Le nombre de photons nayant subit aucune interaction suit une loi de dcroissance exponentielle, similaire la loi de dcroissance des noyaux. En notant 0N le nombre de photons initial ( gauche) et ( )N x le nombre de photons nayant subit aucune interaction dans un matriau dpaisseur x ( droite) :

0( )xN x N e =

On peut noter que si un photon survit au passage dans la matire, il a une nergie gale son nergie initiale. Le coefficient sappelle le coefficient dattnuation linique. Il sexprime comme linverse dune longueur. Ce coefficient est le produit de deux termes : n = , o :

n est le nombre de noyaux par unit de volume dans la matire (cm-3) est la probabilit dinteraction des photons dans la matire. Elle a la dimension dune surface (cm2). La section efficace varie normment en fonction de lnergie des photons et de la nature du matriau.

De faon similaire la priode, on dfini lpaisseur de demi-attnuation 1 2x :

1/2 02

1 2x est reli par la relation :

1 2

1 2

1 2

1 2

0

1 2 0

01 2

00

1 2

( )

( )

( )2

2122ln 2

x

x

x

x

x

N x N e

N x N eNN x

NN e

e

ex

=

=

=

=

=

=

=

1 2ln 2x

=


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X. Radioprotection Comme nous lavons vu prcdemment, le rayonnement ionisant (particules , , , ) interagit avec la matire en lui cdant son nergie (excitation, ionisation). Mais quadvient-il lorsque des tissus humains sont irradis ?

a) Effets sur le vivant La cellule est dtruite si lirradiation est intense (ex : strilisation par irradiation aux neutrons). Si lirradiation est plus faible, on assiste la cration de radicaux libres (H2O2) au sein de la cellule, qui conduira une altration des bases. Si le patrimoine gntique de la cellule est modifi, celle-ci peut tre dtecte comme non-conforme et dtruite. Dans le cas o la cellule survit, elle sera amene tt ou tard se reproduire. L encore, deux cas de figures se prsentent :

le nouveau gne est rcessif et les nouveaux caractres ne seront pas transmis, le nouveau gne est dominant et les nouvelles cellules auront la fonctionnalit lie la mutation

gntique. Ce dernier cas conduit parfois lapparition de cancers.

b) Quantification de lirradiation, units

activit : nombre de dsintgrations par seconde, unit Becquerel, dose : nergie dpose en Joules par kg, unit Gray. Mais ces units rendent-elles bien compte des dgts sur le vivant ?

c) Importance de la nature des rayonnements en jeu, dose quivalente Les explosions nuclaires de Hiroshima (n) et Nagasaki () ont donn lieu des tudes de la mortalit engendre par lexposition des doses intenses.


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Il apparat nettement qu dose gale, les dgts sont considrablement plus importants dans le cas dune exposition aux neutrons. Il faut donc tenir compte de la nature des rayonnements dans lvaluation de limpact dune exposition la radioactivit. On introduit pour ce faire un facteur de pondration radiologique RW :

On dfini la dose quivalente qui tient compte de la nature du rayonnement par : RH W D= . Lunit de dose quivalente est le Sievert (Sv). Si on a plusieurs types de rayonnements, on prend en compte toutes les contributions : R R

RH W D= o

RD est la dose dpose par le rayonnement R.

d) Importance de la nature des tissus irradis Pour 100 cancers radio-induits dans une population humaine irradie de faon homogne par des photons gamma, on observera 12 cancers pulmonaires, 5 cancers du sein et un cancer de la peau. Ceci amne introduire un facteur de pondration tissulaire TW , permettant de rendre compte des effets diffrents selon la nature des tissus irradis :


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On rappelle que la dose quivalente pour un tissu T est T R RT

RH W D= o RTD est la dose dpose par

le rayonnement R dans le tissu T. Si on intgre sur le corps entier, on obtient la dose efficace T T

TE W H= . La dose efficace sexprime

aussi en Sievert.


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e) Effets de seuil Les effets des faibles doses sont mal connus, on peut seulement dfinir un caractre probabiliste de lapparition de cancers :


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f) Dbit de dose Enfin, une dose reue en peu de temps (dun bloc) est plus nocive que la mme dose tale sur une longue priode.

g) Ordre de grandeur des doses reues par le public La dose reue annuellement par le public est de 4 mSv, repartie 50% sous forme dirradiation naturelle et 50% sous forme dirradiation artificielle. Attention aux examens radiologiques, le personnel mdical est souvent peu form aux risques dirradiation.


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Les nouvelles normes en vigueur imposent que lexposition supplmentaire dautres sources de radioactivit (ex : TP de physique nuclaire) ne contribue pas plus de 25% de lirradiation annuelle dj acquise. On doit donc rester en de de 1mSv/an, pour un total annuel restant infrieur 5 mSv.

h) Quelques chiffres en radiodiagnostic : Type d'examen mSv Rachis dorsal 0,7 Rachis lombaire 1,3 Bassin, hanche 0,3 0,7 Abdomen, sans prparation 1 poumon, face 0,02 Urographie intraveineuse 2,5 Lavement baryt 7 Scanner tte 2,3 Scanner thoracique 8 Scanner abdominal ou pelvien 10 Scintigraphie cardiaque Tc 99m 6 Scintigraphie thyrodienne Tc 99m 1 Rfrences de sites Web :

CEA jeunes : ensemble de questions rponses sur la radioactivit : http://www.cea.fr/jeunes/themes

http://www.laradioactivite.com http://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit http://www.acro.eu.org/liens.html


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I - Introductiona. La radioactivit dans la natureb. La radioactivit et lhommec. Ordres de grandeurEchelles de distance (1 : 10-5)Echelle de masse volumique (1 : 1014)Echelle dnergie (1 : 106)

II. Notationsa. Classification des noyauxb. Valle de stabilit

III. Bilan dnergie de masseIV. Dsintgrations radioactivesa. Dsintgration alphab. Dsintgration + et capture lectroniquec. Dsintgration -d. Dsintgration gamma

V. Units de mesurea. Lunit de masse atomiqueb. Llectron-volt

VI. Diagrammes de dsintgrationVII. Evolution temporelle dune population de noyauxa. Loi de dcroissanceb. Priode radioactive

VIII. Activit dune sourcea. Dfinitionb. Units

IX. Interaction des particules avec la matirea. Aspects qualitatifsb. Interaction des particules alphac. Interaction des particules btad. Interaction du rayonnement gammae. Importance relative des trois processusf. Attnuation dun faisceau de photons par la matire

X. Radioprotectiona) Effets sur le vivantb) Quantification de lirradiation, unitsc) Importance de la nature des rayonnements en jeu, dose quivalented) Importance de la nature des tissus irradise) Effets de seuilf) Dbit de doseg) Ordre de grandeur des doses reues par le publich) Quelques chiffres en radiodiagnostic :

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