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Radioprotection

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Radioprotection : encyclopédie mathématique

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BoĂ®te en bois et en plomb pour le transport d'Ă©chantillons de radon. DĂ©but du XXe siècle, MusĂ©e Curie.
BoĂ®te en bois et en plomb pour le transport d'Ă©chantillons de radon. DĂ©but du XXe siècle, MusĂ©e Curie.

La radioprotection est un ensemble de mesures destinées à assurer la protection de l'homme et de son environnement contre les effets néfastes des rayonnements ionisants tout en permettant de les utiliser.

Sommaire

[modifier] Principes

Les trois principes fondamentaux de la radioprotection, liés à la source et quelle que soit la situation, sont[1]:

Dans le cas des analyses médicales, c'est au médecin de faire la balance entre le bénéfice et le risque, le bénéfice que le patient retire de l'examen doit être supérieur au risque radiologique.

[modifier] Effets biologiques

Compte tenu de leur énergie, les rayonnements ionisants ont un effet néfaste sur les cellules vivantes et particulièrement sur l'ADN. Les rayonnements peuvent ainsi induire des modifications ou ruptures de la chaine d'ADN, réparables ou non.

Les effets ainsi produit peuvent ĂŞtre :

[modifier] Dose et expositions

IcĂ´ne de dĂ©tail Article dĂ©taillĂ© : Dose efficace.

Les sources d'expositions aux rayonnements ionisants peuvent ĂŞtre de deux natures :

Il y a des différences majeures entre ces deux types d'exposition:

La dose efficace est calculée en prenant en compte ces deux composantes de l'exposition.

Exposition de la population Française Dose efficace annuelle
Radon 1,2 Ă  1,8 mSv
Rayonnement cosmique 0,3 mSv
Rayonnement tellurique 0,5 mSv
Total Exposition naturelle[3] 2 Ă  2,5 mSv
Total Exposition médicale en 2002[4]. 0,66 à 0,83 mSv

Les doses mentionnées pour l'exposition des populations françaises sont moyennes. Concernant l'exposition d'origine naturelle, les variations selon les régions de France et selon les modes de vie sont importantes. De même, le nombre d'actes médicaux "dosant" effectué dans l'année peut largement varier d'un individu à un autre (de nombreuses personnes n'ont pas eu d'exposition médicale en 2002).

[modifier] Dose externe

La dose externe est engendrĂ©e par diffĂ©rents types d’exposition :

Dans le cas d’un accident, la dose peut être évaluée avec des codes de calcul qui prennent en compte l'activité de la source, la distance, les écrans et les réflecteurs. L’utilisation de la dosimétrie biologique est également efficace pour reconstituer la dose dans ce cas. Elle est effectuée par un prélèvement sanguin (lymphocyte) et le recensement d’anomalies chromosomiques.

Les travailleurs pouvant être soumis à des rayonnements ionisants lors de leur activité (industries nucléaires, médecins, radiologues…) portent un dosimètre (dosimètre électronique et/ou film dosimètrique, thermoluminescent ...) qui mesure la quantité de rayonnements auxquels ils ont été soumis. Ces dispositifs permettent de s’assurer que la personne n’a pas reçu une dose supérieure à la norme tolérée ou d’en mesurer l’importance.

[modifier] Dose interne

La dose interne est engendrée par l'incorporation de radionucléides dans l'organisme.

Comme la dose externe elle peut ĂŞtre la consĂ©quence de diffĂ©rentes exposition :


Si l'exposition n'est pas chronique, la concentration en radionuclĂ©ides prĂ©sents dans l'organisme va diminuer avec le temps. La dose n'est donc pas immĂ©diate mais rĂ©partie sur plusieurs mois ou annĂ©es. On parle alors de dose engagĂ©e : la dose intĂ©grĂ©e sur la vie de l'individu (soit sur 50 ans pour un adulte et sur 70 ans pour un anfant).

Les radionuclĂ©ides vont dĂ©croitrent selon deux phĂ©nomènes :

Pour prendre en compte la dĂ©croissance globale des radionuclĂ©ides dans l'organisme, on utilise la notion de pĂ©riode effective : \dfrac {1}{T_e} = \dfrac {1}{T_b} + \dfrac {1}{T_r}

L'élimination des radionucléides de l'organisme ne s'effectue pas de façon linéaire. Elle suit une fonction d'excrétion (ou de rétention si on considère l'évolution de l'activité encore présente dans l'organisme).

Ces fonctions mathématiques dépendent principalement des radionucléides, de leur formes physico chimique, du mode d'exposition (chronique ou aigu) et de la voie d'entrée.

[modifier] Règles de protection opérationnelle

Pour l'utilisateur, il existe quatre règles fondamentales de protection contre les sources de rayonnements externes : la Distance, l'ActivitĂ©, le Temps et les Ecrans (moyen mnĂ©motechnique: D.A.T.E.).

[modifier] Distance

S’éloigner de la source de rayonnements.

En effet, dans le cas de rayonnement qui s'attĂ©nuent peu dans l'air, la dose reçue par une source ponctuelle Ă  la distance d1 est plus faible que la dose recue Ă  la distance d0 et peut-ĂŞtre calculĂ©e en utilisant la relation suivante :

 D_d1 = \frac{D_d0}{(\tfrac{d1}{d0})^2}

[modifier] Activité

RĂ©duire l'activitĂ© de la source, comme par exemple :

[modifier] Temps

Réduire au minimum nécessaire la durée de l’exposition aux rayonnements.

[modifier] Écran

IcĂ´ne de dĂ©tail Article connexe : rayonnements ionisants.

Dans le cas d'une exposition externe, il est possible d'utiliser des Ă©crans de protection entre la source et les personnes (ce qui est de facto caduque en cas de contamination interne). Ces Ă©crans sont choisis en fonction des caractĂ©ristiques des rayonnements ionisants Ă©mis (par exemple : des murs de bĂ©ton, des parois en plomb et des verres spĂ©ciaux chargĂ©s en plomb pour les rayonnements Ă©lectromagnĂ©tiques : gamma et X) [5].

Graphique reprenant le nombre de couche de demi attĂ©nuation et de l'attĂ©nuation du faisceau incident. Il faut 7 CDA pour arriver Ă  une attĂ©nuation de plus de 99% du faisceau incident !
Graphique reprenant le nombre de couche de demi attĂ©nuation et de l'attĂ©nuation du faisceau incident. Il faut 7 CDA pour arriver Ă  une attĂ©nuation de plus de 99% du faisceau incident !

Le rayonnement alpha peut être arrêté par une simple feuille de papier.

Le rayonnement bêta doit être arrêté par des écrans dont les atomes qui le constituent ont un faible numéro atomique afin de ne pas favoriser l'émission de rayonnement de freinage. Quelques millimètres d'aluminium permettent d'arrêter ce rayonnement, le laiton et le plexiglas permettent également d'arrêter ce rayonnement, quelques mètres d'air permettent également de l'arrêter.

Pour le rayonnement Ă©lectromagnĂ©tique, on utilise les notions d'Ă©paisseur demi (ou couche de demi attĂ©nuation : CDA) et d'Ă©paisseur dixième. Elles correspondent aux Ă©paisseurs permettant de rĂ©duire la dose efficace, respectivement d'un facteur deux et d'un facteur dix. Ces valeurs sont Ă©troitement liĂ©es au coefficient d'attĂ©nuation linĂ©ique (ou coefficient massique d'attĂ©nuation), µ (en cm-1), lui mĂŞme dĂ©pendant du numĂ©ro atomique de l'Ă©lĂ©ment utilisĂ© comme Ă©cran.

On estime qu'à partir de 10 CDA (qui laissera donc passer un rayonnement sur 1024), si la source n'est pas trop forte, le nombre de rayonnement restant est négligeable. Il faut donc plusieurs CDA afin d'arrêter un maximum de rayons incidents.

Le tablier avec son cache-thyroĂŻde.
Le tablier avec son cache-thyroĂŻde.

Le tablier de plomb existe selon plusieurs épaisseurs de plomb.

En toute logique, un tablier de 0,5 mm de plomb arrêtera plus de rayons incidents qu'un tablier de 0,25 mm de plomb. Mais cela dépend évidemment de l'énergie des rayons incidents car un tablier de 0,25 mm de plomb suffira amplement à arrêter des rayons de basse énergie (tel que 40 keV) et cela est moins lourd sur les épaules.

Toutefois, le tablier devient inefficace aux hautes énergies (> 100 keV) car il ne permet plus d'arrêter les rayonnements de manière significative. Il ne convient pas non plus pour le rayonnement de particules chargées (béta ...) à cause du rayonnement de freinage qui peut être induit.

[modifier] Aspects règlementaires

La prise de conscience du danger potentiel d’une exposition excessive aux rayonnements ionisants a amené les autorités à fixer des normes réglementaires pour les limites de dose radiative. Ces limites correspondent à un risque supplémentaire minime par rapport au risque naturel, ce qui le rend donc acceptable.


[modifier] Organismes internationaux

[modifier] Au niveau européen

L’Union européenne, au travers Euratom reprend les avis de l'UNSCEAR et les recommandations de la CIPR dans ses propres normes ou directives.

Les limites lĂ©gales de radioprotection donnent[6] :

Travailleurs (Situation normale) Public
Dose efficace Dose équivalente Dose efficace Dose équivalente
100 mSv sur 5 ans Cristallin : 150 mSv/an
Peau (1cm²) : 500 mSv/an
ExtrĂ©mitĂ©s : 500 mSv/an
1mSv/ans Cristallin : 15 mSv/an
Peau (1cm²) : 50 mSv/an

Le législateur divise par 10 ou 20 les doses admissibles des travailleurs pour la population car il considère que celle-ci comporte des sujets de tous âges, de tous états de santé et qui ne sont pas si bien suivis médicalement…

Ces directives doivent être transcrites dans les législations de chacun des pays membres qui peuvent également fixer une limite annuelle pour les travailleurs.

[modifier] En France

En France, la radioprotection relève de l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) devenue depuis mai 2006 une autorité indépendante, avec l'appui technique de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN). Cette dernière entité est placée sous la tutelle conjointe de différents ministères.

Les établissements détenant une source de rayonnements ionisants sont astreints à l'application du code de la santé publique et du code du travail.

Les limites annuelles de dose efficace, en vigueur, fixĂ©es par le dĂ©cret du 31 mars 2003 sont :

[modifier] Code de la santé

Le code de la santé publique fixe entre autres les limites de doses admissibles pour le public. Il oblige à avoir une autorisation ou à déposer une déclaration pour toute activité exposant potentiellement des personnes aux rayonnements ionisants, sauf s'ils émanent d'une source entrant dans un des cas d'exemption. Ces cas concernent par exemple les sources radioactives d'activité inférieure aux seuils d'exemption internationaux, les générateurs de rayons X de faible tension, sources naturelles non utilisées en raison de leur radioactivité. L'existence d'exemptions paraît criticable à certains mais à défaut d'exemption, il faudrait autoriser les tubes cathodiques des vielles télés ou les fabricants de parpaings ou de céramiques.

L'autorisation existe depuis 1952 pour les sources composĂ©es de radionuclĂ©ides artificiels, c'est Ă  dire les sources radioactives dont la contenu n'est pas un produit prĂ©sent dans les minerais de thorium ou d'uranium. Ces radionuclĂ©ides dits naturels avaient probablement Ă©tĂ© exclus car leur reprĂ©sentant principal (le radium) Ă©tait utilisĂ© depuis plus de trente ans librement et son emploi Ă©tait dĂ©jĂ  sur le dĂ©clin : l'Ă©poque n'Ă©tait pas encore axĂ©e sur les problèmes de dĂ©chets ou la remise en Ă©tat des sites, la cessation d'utilisation semblant un peu assimilĂ©e Ă  la cessation de l'exposition. Les gĂ©nĂ©rateurs Ă©lectriques,notamment industriels, ont eu pendant longtemps un rĂ©gime uniquement dĂ©claratif.

Un nouveau décret vient d'être publié en novembre 2007 (décret 2007-1582 du 7 novembre 2007) Les retours d’expérience ont amené le législateur a prendre des décrets modificatifs. De même, la prise en compte de directives européennes non transposées est effective dans ces nouveaux textes.

De même que pour le code du travail, il fallait achever la transposition de la directive relative au contrôle des sources radioactives scellées de haute activité et des sources orphelines et prendre en compte les nouvelles prérogatives accordées à l’ASN.

Des mesures de simplification administrative ont été introduites dans le régime d’autorisation et de déclaration des sources de rayonnements ionisants et les contrôles réalisés par les organismes agréés par l’ASN ont été renforcés. On peut noter que les arrêtés d’application prévus par le nouveau chapitre III sont pris après avis de l’ASN (consultation obligatoire prévue par l’article 4 de la loi du 13 juin 2006) et que plusieurs arrêtés d’application sont transformés en décision technique de l’ASN. Il conviendra de suivre attentivement la sortie de ces textes, notamment sur le site Internet de l’autorité.

Le rĂ©gime gĂ©nĂ©ral des autorisations et dĂ©clarations est la partie du texte rĂ©glementaire qui change le plus. En effet cette section 3 est totalement rĂ©organisĂ©e et complĂ©tĂ©e afin de :

La nouvelle section 3 se veut plus simple d’accès. Dans la 1ère sous-section, le premier article définit le domaine d’application de cette section. Il exclut celles qui sont couvertes par des régimes d’autorisation spécifiques tels que celui applicables aux installations nucléaires de base ou aux installations classées pour la protection de l’environnement. Le second article précise les possibilités d’exemption au régime d’autorisation et de déclaration.

Il y a maintenant un nouveau régime d’autorisation et de déclaration applicable au transport des matières radioactives (art. R.1333-44). Ce nouvel article est intégré afin de prévoir les modalités d’autorisation ou de déclaration des transports de matières radioactives. Un examen approfondi de la directive 96/29 Euratom, montre en effet que le transport des sources radioactives relève du champ couvert par cette directive et, de ce fait, oblige à prévoir une procédure d’autorisation ou de déclaration. A noter que la directive 2003/122 Euratom indique que la détention des sources radioactives de haute activité justifie une autorisation.

L’ancienne section 6 devient la section 5. Cette section fait l’objet de quelques ajustements justifiés par l’expérience acquise pour son application. De plus, les arrêtés du ministre chargé de la santé sont remplacés par des décisions de l’ASN homologuées par le dit ministre, sauf celui concernant les missions de la personne spécialisée en radiophysique médicale (PSRPM). Les questions de responsabilité de ces spécialistes, traitées dans l’arrêté du 18 novembre 2004, justifient le maintien d’un arrêté. L’ancienne section 7 devient la section 6. L’ancienne section 7 avait été complétée par décret n° 2005-1179 du 13 septembre 2005 relatif aux situations d’urgence radiologique et portant modification du code de la santé publique afin d’achever la transposition de la directive 89/618 Euratom.

L’ancienne section 5 « contrĂ´le Â» devient la section 7. Elle contient des nouvelles dispositions sur le contrĂ´le technique des organismes agréés, sur l’inspection de l’ASN et sur la dĂ©claration des incidents en radioprotection.

[modifier] Code du travail

Le code du travail organise la radioprotection dans l'entreprise, par exemple, les limites de dose, le suivi dosimétrique des travailleurs exposés ou le balisage des zones d'expositions (notions de zones contrôlées, zones surveillées...). Les premiers textes applicables remontent à 1934, suite aux problèmes de santé qui se sont révélés dans les années 20 pour les médecins radiologues ou les ouvriers de certains secteurs comme l'horlogerie. Des révisions majeures ont été faites en 1967 et 1986 (création de la personne compétente en radioprotection avec formation "diplômante").

La refonte du 31 mars 2003[7] concerne :

Le dernier décret modifiant le code du travail et concernant la radioprotection des travailleurs date du 5 novembre 2007[10].

Les modifications introduites par le décret 2007-1570 du 5 novembre 2007 entrent en vigueur à compter du 7 novembre 2007, à l’exception des dispositions portant sur le certificat d’aptitude à la manipulation d’appareils de radiologie industrielles (CAMARI) pour lesquelles des mesures transitoires sont prévues. Toutefois bon nombre de mesures d’application sont conditionnées à la publication d’arrêtés ou de décision réglementaire à caractère technique de l’ASN.

Les principales modifications réglementaires

Elles concernent en premier lieu les mesures de transposition de la directive 2003/122 qui concernent en particulier les sources scellées de haute activité, en matière d’information et de formation à la santé et à la sécurité des travailleurs. La formation des opérateurs utilisant de telles sources va être renforcée.

Des dispositions particulières concernent les sources orphelines. Ces sources étant sans détenteur légal, puisqu’elles correspondent aux sources perdues ou volées étaient jusqu’à présent exclues de ce régime. En conséquence, une sous-section 8 spécifique, où est inséré l’article R. 231-116-2, a été créée.

Le code du travail détermine, conformément aux dispositions de l’article 4 de la loi TSN, les décisions réglementaires à caractère technique de l’ASN. Ces décisions doivent être homologuées par les ministres chargés du travail et de l’agriculture dans l’ensemble du champ réglementaire visé par l’article L. 231-7 du code du travail.

Les agréments des organismes assurant les mesures de l’exposition des travailleurs prévus à l’article R. 231-93 sont désormais confiés, selon le cas, à l’ASN ou au DSND pour les activités relevant de la défense nationale.

L’inspecteur de la radioprotection a désormais accès à l’ensemble des informations et documents nécessaires à l’exercice de ses missions au même titre que l’inspecteur du travail

De même, l’article R. 230-1 a été complété pour que l’inspecteur de la radioprotection ait accès aux résultats des évaluations relatives aux risques liés à l’exposition des travailleurs aux rayonnements ionisants.

Il faut adresser Ă  l’ASN un certain nombre d’informations en application des articles suivants :

R. 231-103, dĂ©cision de l’inspecteur du travail relative Ă  une autorisation spĂ©ciale en application du R.231-79 ;

L’article R. 231-105-1 instaure un principe de déclaration à l’ASN des événements significatifs en matière de radioprotection. Une décision de l’ASN fixera les critères définissant l’évènement significatif ainsi que les critères de déclaration et de gestion de ces évènements par le chef d’établissement, compte tenu de la nature et de l’importance du risque. A noter qu’il existe déjà des guides relatifs aux déclarations INB et hors INB.

Autres modifications réglementaires

Elles concernent :

Afin de renforcer les contrĂ´les de radioprotection des sources et des ambiances de travail, deux nouvelles dispositions (R. 231-86-1 et 86-3) sont introduites :

Les articles R. 231-84 et R. 231-85 (anciennement article 86) relatifs respectivement aux contrôles de sources et aux contrôles d’ambiance ont été réécrits pour distinguer clairement les contrôles réalisés par la personne ou les services compétents en radioprotection de ceux obligatoirement réalisés par un organisme agréé ou l’IRSN. Si le chef d’établissement décide de ne pas faire réaliser les contrôles de radioprotection incombant à la personne ou au service compétent en radioprotection par ces derniers, il devra recourir obligatoirement à l’IRSN ou à un organisme agréé distinct de l’organisme agréé ayant réalisant les contrôles obligatoires de radioprotection.

Les périodicités respectivement annuelle pour les contrôles de sources et a minima mensuelle pour les contrôles d’ambiance sont en attente d’être supprimées. Ces périodicités seront fixées par une décision réglementaire à caractère technique de l’ASN compte tenu de la nature de l’activité exercée et des caractéristiques des appareils et sources utilisés.

La formation requise pour l’obtention du certificat d’aptitude à la manipulation d’appareils de radiologie industrielle (CAMARI) est renforcée (R. 231-91). La liste des appareils nécessitant pour leur manipulation un CAMARI de la part de l’utilisateur est fixée par une décision de l’ASN supprimant ainsi les mesures dérogatoires existantes. Cette décision a été homologuée par un arrêté (21 décembre 2007)

L’arrêté du 21 décembre 2007 fixe les modalités de formation par des organismes des travailleurs concernés et de contrôle de connaissance des candidats. Le contrôle des connaissances est assuré par l’IRSN.

Des dispositions transitoires sont prévues pour la mise en place de ce nouveau dispositif, la validité des certificats et des dérogations qui ont été et seront délivrés avant l’entrée en vigueur de ce nouveau dispositif.

L’article R. 231-93 a été amendé pour tenir compte, notamment, du retour d’expérience et intégrer les particularités de la surveillance d’expositions professionnelles liées à la radioactivité naturelle. Sa nouvelle rédaction pose le principe d’un suivi dosimétrique adapté au mode d’exposition pour chaque travailleur appelé à intervenir en zone surveillée ou contrôlée ou dans certains lieux de travail des établissements où il existe des expositions professionnelles liées à la radioactivité naturelle.

L’article R. 231-106 qui concerne l’organisation de la radioprotection au sein des établissements est réorganisé, d’une part, pour prendre en compte les dispositions du décret n°2006-1454 du 24 novembre 2006 modifiant la nomenclature des installations classées et, d’autre part, pour encadrer les conditions dans lesquelles une personne compétente en radioprotection externe à l’établissement peut exercer ses missions. Ces conditions seront précisées par une décision de l’ASN.

Les personnes compĂ©tentes en radioprotection doivent ĂŞtre obligatoirement choisies parmi les salariĂ©s de l’établissement dans les cas suivants :

De plus, la modification de l’article R. 231-74 rend désormais obligatoire la désignation d’une personne compétente en radioprotection pour les entreprises extérieures qui font intervenir leur salariés en tant que travailleurs exposés à des rayonnements ionisants dans une entreprise utilisatrice.

Les dispositions applicables aux expositions professionnelles liées à la radioactivité naturelle en matière de radioprotection étaient jusqu’alors exclusivement définies dans la sous-section 7 (articles R. 231-114 à 116).

Désormais, l’article R. 231-73 du code du travail prévoit que lorsque les mesures de prévention prévues à cette sous-section ne permettent pas de réduire l’exposition des travailleurs en dessous des niveaux définis (par exemple exposition en dose efficace < 1 mSv) , l’activité professionnelle peut être maintenue sous réserve de la mise en œuvre par le chef d’établissement de l’ensemble des règles générales de protection applicables aux travailleurs exposés. Certains articles ont été modifiés pour tenir compte de cette nouvelle obligation.

[modifier] Références

  1. ↑ ICRP Publication 103: Recommendations of the ICRP, Annals of the ICRP Volume 37/2-3, 2007
  2. ↑ Voir cependant les travaux de la généticienne Rosa Goncharova dont un résumé en Français est disponible sur la Gazette Nucléaire
  3. ↑ "French population exposure to radon, terrestrial gamma and cosmics ray", Billon S. et Al, Radiation Protection Dosimetry, 2005, Vol 113 n°3.
  4. ↑ Rapport Exposition médicale de la population française aux rayonnements ionnisants, Scanff et Al, IRSN et INVS, 2006
  5. ↑ Fiche de radioprotection du CNRS
  6. ↑ Directive 96/29/Euratom du Conseil du 13 mai 1996
  7. ↑ Décret n° 2003-296 du 31 mars 2003
  8. ↑ Article R231-106 du Code du travail
  9. ↑ Article R231-81 du Code du travail
  10. ↑ Décret no 2007-1570 du 5 novembre 2007 relatif à la protection des travailleurs contre les dangers des rayonnements ionisants et modifiant le code du travail (dispositions réglementaires)

[modifier] Voir aussi

[modifier] Bibliographie

[modifier] Articles connexes

Physique
Effets biologiques 

[modifier] Liens externes

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