Rayonnement ionisant

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Mise à jour – 5 août 2024

Les rayonnements ionisants sont imperceptibles pour l’homme ; ils sont inodores, insipides et invisibles. Il résulte de la désintégration des atomes de substances radioactives présentes partout dans la nature.

Unités

Cependant, cette désintégration atomique peut être mesurée. Antoine-Henri Becquerel reçu en 1903, avec Marie et Pierre Curie, le prix Nobel pour la découverte de la radioactivité. Après que le taux de désintégration, c'est-à-dire le nombre d'atomes désintégrés par seconde, ait été initialement exprimé en Curie (Ci), l'unité Bequerel (Bq) est utilisée depuis 1998.

D'après le médecin et physicien suédois Rolf Sievert, en 1979, 13 ans après sa mort, l'unité sievert (Sv) a été établie comme unité internationale de dose équivalente. Il décrit l'exposition (dose) à un organisme biologique en joules par kilogramme multipliée par celle Facteur de pondération du faisceau.

On distingue l'équivalence (H), l'effectif (D_eff) et la dose à l'organe (H_T).

La dose efficace prend en compte la sensibilité différente des organes. La valeur limite pour les personnes qui ne sont pas exposées professionnellement aux rayonnements⁽¹⁾ est de 1 mSv/a, pour les personnes professionnellement exposées aux rayonnements⁽²⁾ à 20 mSv/a.
La dose à l'organe décrit la dose absorbée par l'organe concerné, en Allemagne par exemple le cristallin de l'œil 15 mSv/a⁽¹⁾, ou 20 mSv/a⁽²⁾, extrémités 50 mSv/a⁽¹⁾, ou 500 mSv/a⁽²⁾ selon StrlSchV§71.

Types de rayonnement

Selon le type de rayonnement à mesurer, différentes méthodes et appareils de mesure sont disponibles.

Un compteur Geiger nommé d'après Johannes Wilhelm Geiger, ou tube compteur Geiger-Müller, complété par le nom de son doctorant Walther Müller, connu depuis 1929, est utilisé pour mesurer la désintégration radioactive des rayonnements alpha, bêta et gamma. L'ordonnance fournit également des informations sur la capacité de pénétration croissante du rayonnement.

Rayonnement alpha (α) se trouve dans les noyaux lourds comme l'uranium 238.

Rayonnement bêta (β) se forme lorsque le noyau d’un atome est converti en celui d’un autre élément. Une distinction est faite ici entre β⁺, l'élément avec la valeur la plus basse suivante et β^–, l'élément du numéro atomique immédiatement supérieur. Les deux sont des rayonnements ionisants.

Rayonnement gamma (γ) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde de seulement 0,005 nm (correspondant à 59 958 491,6 THz(!)) et est créé après la désintégration α ou β à partir de l'énergie libérée au cours du processus, également appelée transition γ. Il ne s’agit pas d’une désintégration car le nombre de neutrons et de protons contenus dans le noyau reste inchangé. Lorsqu’ils traversent un corps (humain, animal, fruit, etc.), les électrons libérés et les rayons X qui en résultent brisent les liaisons chimiques, provoquant entre autres des dommages aux cellules et à l’ADN.
Le Facteur de pondération du rayonnement vaut 1 et sert de référence pour d’autres types de rayonnements en termes de nocivité pour l’organisme.

radon (Rn) est un élément radioactif, un gaz rare présent naturellement partout dans le monde et qui constitue l'isotope le plus stable. ²²²Rn avec une demi-vie de 3,8 jours, produit par la désintégration de l'uranium et du radium. La raison de ce moment de stress pour la santé est principalement le polonium (Po), produit de désintégration émettant des particules α, avec une demi-vie de 138 jours, en particulier les isoptopes. ²¹⁰Pô ²¹²bout, ²¹⁴bout, ²¹⁶bout, ²¹⁸Po. La demi-vie biologique dans l'organisme est de 50 jours.
Les rayons α ne sont pratiquement pas nocifs à l'extérieur, car la profondeur de pénétration est déjà absorbée dans la couche supérieure de la peau. Le radon étant soluble dans l’eau potable, il s’agit d’une pollution interne qui a un effet direct sur les cellules et peut être stockée dans les organes.
Le facteur de pondération du rayonnement est de 20 et représente donc vingt fois plus de nocivité que l'exposition aux rayonnements γ sur la même unité de temps.

Appareils de mesure

Les compteurs Geiger-Müller mentionnés ci-dessus détectent généralement les rayonnements β et γ dans le segment de prix inférieur. Les appareils de mesure qui détectent le rayonnement α coûtent plus de 600 euros environ.

Les appareils de mesure du radon avec étalonnage peuvent être achetés pour environ moins de 200 euros.

Les appareils suffisants pour les utilisateurs domestiques sont, par exemple, le compteur β/γ GMC500+ de GQ, ainsi que le détecteur de radon RadonŒil avec connexion Bluetooth du fabricant sud-coréen FTLab, qui est également disponible dans une version - malheureusement deux fois plus chère - avec connexion WLAN.

Les deux appareils intègrent le stockage des données et la représentation numérique et graphique des séries de mesures.
La batterie Li-ion remplaçable du compteur Geiger mobile et stationnaire peut être chargée à l'aide d'un port USB. Le détecteur de radon nécessite 12 V CC, par exemple connecté à une batterie externe via un convertisseur StepUp DCDC ou via une alimentation enfichable, ou via une connexion 12 V de voiture.

Définition de la valeur limite, de la valeur indicative et de la valeur de référence

La signification de ces trois valeurs est souvent confondue, voici donc la bonne définition :

• Valeur limite – ne doit pas être dépassée
• Valeur indicative – doit être respectée afin de garantir que les valeurs limites ne soient pas dépassées
• Valeur de référence – est la concentration juste acceptée

Interprétation des valeurs mesurées

Le rayonnement radioactif naturel est compris entre 0,03 et 0,08 μSv/h. L'exposition aux rayonnements calculée sur une année est déterminée à partir de (0,03 x 24 x 365) / 100 = 0,2628 mS/a .. (0,08 x 24 x 365) / 100 = 0,7008 mS/a.

Les valeurs limites sont très sujettes à interprétation. Si l’on pense aux anciennes valeurs limites pour les rayons X, des valeurs beaucoup plus faibles s’appliquent aujourd’hui car nous pouvons désormais déterminer quels dommages sont causés par quelle dose.

Aujourd’hui, environ 100 mS/a est considéré comme dangereux pour la santé. Une dose unique de 1 S provoque le mal des rayons, ou 5 S dans les cas 50% entraîne la mort en un mois.

La pollution par le radon varie considérablement en fonction de la perméabilité du sol et de la présence d'uranium ou de radium, ce qui conduit à différentes concentrations de radon recommandées comme « valeurs limites ».
En moyenne on peut dire que 100 Bq/m³ comme limite de concentrations intérieures, mais aussi 200 Bq/m³ sont encore considérées comme acceptables dans certains pays.

Le radon est facilement soluble dans l'eau et peut donc également être absorbé par l'eau potable ou par l'inhalation de vapeurs d'eau lors de la cuisson ou de la douche. Les usines de distribution d'eau réduisent les concentrations de radon en mélangeant de l'eau avec une concentration plus faible provenant d'autres sources ou en l'aérant avec de l'oxygène, ce qui fait qu'une partie du radon s'échappe de l'eau.