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1.2.2 - Différentes origines de l'irradiation
1.2.2.1- Le sol
Les roches constituant la croûte terrestre contiennent des éléments radioactifs de trois familles principales :
- l'uranium 238 et ses descendants dont deux particulièrement importants : le radium 226 et le radon 222 ;
- le thorium 232 ;
- l'uranium 235.
L'écorce terrestre contient aussi des nucléides
présents depuis l'origine du globe,
du fait de leur très longue période, comme le potassium 40 (période
T = 1,3 . 109 ans).
En France, on mesure 20 mrad/an au-dessus des sols
calcaires et
150 mrad/an au-dessus des sols granitiques.
En moyenne, on compte 40 mrad/an.
Il peut y avoir de très grandes variations, notamment à l'étranger, en Inde, à Kerala on peut relever des doses annuelles de 40 rad et au Brésil, dans la région du Minas Gerais plus de 20 rad.
1.2.2.2 - Les matériaux de construction
Cette radioactivité se retrouve dans les matériaux de construction. A titre indicatif, voici les doses auxquelles seraient soumises des personnes vivant en permanence dans des constructions :
- granit ........................................................ 240 à 400 mrem/an
- brique rouge............................................. 140 à 180 mrem/an Valeur moyenne
- béton.......................................................... 100 à 180 mrem/an 50 mrem/an
- bois, plâtre, calcaire................................ 30 à 40 mrem/an
Le sol et les matériaux de construction sont aussi responsables de l'émanation de deux isotopes gazeux : le radon 222 et le radon 220 qui provoquent une irradiation interne.
Leur concentration est d'autant plus importante que les pièces sont moins ventilées.
1.2.2.3- Les rayons cosmiques
Des éléments sont activés par l'action des rayons cosmiques sur les composants de l'atmosphère et de la surface terrestre.
La réaction la plus importante conduit à la formation de carbone 14 à partir de l'azote présent dans l'atmosphère.
Une autre réaction des neutrons dans la haute atmosphère conduit à la formation de tritium (31 H) présent surtout sous forme de vapeur d'eau tritiée et qui est entraînée vers le sol par les précipitations.
Ces rayons cosmiques sont responsables d'environ 30 mrad/an au niveau du sol. Cette dose augmente avec l'altitude 60 mrad/an à 200 mètres. On estime à 4 mrad la dose reçue par un passager d'un avion volant à 10 000 m d'altitude pour 500 km de trajet.
1.2.2.4- L'eau
La radioactivité naturelle des eaux marines est d'environ 365 picocuries par litre dont la majorité (95 %) provient du potassium 40.
Elle se décompose ainsi :
- K40 ....................................................... 350 pCi/l
- Ra 226..................................................... 0,3 pCi/l
- Th 232...................................................... 10-3 pCi/l
- U 238........................................................ 0,2 à 9 pCi/l
- H 3............................................................ 0,16 pCi/l
- C14........................................................... 0,16 pCi/l
La radioactivité des eaux douces varie beaucoup selon les régions. Elle est en moyenne, en rivière, de :
2 pCi/l de radium et descendants
2 pCi/l de K40
300 pCi/l de tritium (essentiellement du aux retombées nucléaires).
Dans les zones de roches magmatiques riches en uranium et en thorium, la radioactivité est plus élevée que dans les régions sédimentaires. Ainsi les eaux de source des régions granitiques présentent parfois une activité naturelle élevée due au Ra 226 et au Rn 222.
Les eaux de boisson sont (faiblement) radioactives et contiennent quelques picocuries par litre (surtout Ra 226).
Certaines stations thermales ont des eaux radioactives telles : La Lechères-les-Bains, Molitg-les-Bains.
1.2.2.5 - Les aliments
Les éléments radioactifs du sol et des eaux parviennent à l'homme par les chaînes alimentaires.
Les animaux, par absorption d'aliments végétaux et boisson, fixent notamment du Ra 226 que l'on retrouve surtout dans les oeufs et dans le lait. La teneur en radium de ces aliments est de l'ordre de quelques picocuries par kilogramme.
Le potassium 40 représente l'élément le plus important et le plus mobile dans la chaîne alimentaire. Les fruits et la pomme de terre en sont particulièrement riches.
Au total, les aliments introduisent dans l'organisme humain, quotidiennement, environ 5 pCi d'émetteurs a (principalement du Ra 226) et 2300 pCi de K40.
Le total (provisoire) de la dose annuelle moyenne due à la radioactivité naturelle s'établit ainsi :
- rayonnement terrestre et habitations................................................. 100 mrad/an
- rayonnement cosmique....................................................................... 30 mrad/an
- irradiation interne (inhalation ou ingestion aliments, eau)............... 20 mrad/an
Le total est estimé à.............................................................................. 150 mrad/an
1.2.2.6 - L'irradiation médicale
Les rayonnements sont utilisés à des fins de thérapie ou de diagnostic.
Dans ce dernier cas, les générateurs X provoquent une irradiation externe :
- une radioscopie (abandonnée aujourd'hui) délivrait de 3 à 13 rad par minutes;
- une radiographie du poumon délivre en moyenne 100 mrad ;
- une urographie, comprenant 8 clichés, peut délivrer jusqu'à 4,5 rad ;
- pour une radio dentaire, les doses peuvent être
de 5 rad à la peau et de
0,25 rad derrière la prémolaire.
Ces résultats sont variables en fonction du type d'appareil utilisé.
1.2.2.7 - Apports divers
Une dose, relativement faible, provient de l'utilisation de sources radioactives dans l'industrie, des centrales nucléaires, des retombées des expériences militaires, des appareils de gammagraphie, etc.
1.2.2.8 - Objets usuels
Il existe un grand nombre d'objets manufacturés, en vente libre, contenant des produits radioactifs (en faible quantité).
Montres et réveils (sels de radium 226) :
Certains réveils ou montres anciens occasionnent des doses annuelles pouvant aller jusqu'à 5 rad au poignet.
Dispositifs antistatiques :
Éliminateurs de poussières pour diapositives (Po 210 sous forme de billes)
Sources fixées à l'extrémité de paratonnerres (Ra 226 ou Am 241) :
La vente de ce type de paratonnerre est interdite aujourd'hui. Cependant, il en existe encore un grand nombre ; en cas de chutes, lors de tempêtes, il y a lieu de penser que des sources radioactives peuvent ainsi se retrouver au sol.
Produits contenant de l'uranium :
Carreaux en céramique (cuisines, tables de salon) de couleur jaune ou rouge (par expérience).
Fausses dents : un mélange de cérium et d'uranium est incorporé à la porcelaine pour lui donner un aspect brillant en simulant la fluorescence naturelle des dents.
La dose annuelle varie de 3 à 60 rad par an, suivant la concentration en uranium, à la surface de la muqueuse.
Bijoux émaillés.
Certains verres colorés.
Produits contenant du thorium :
Baguette de soudure à l'argon Th 232 (4.10-9 Ci).
Manchon de camping-gaz Th 238 (10-8 Ci).
Objets contenant du carbone 14 :
Encre qui sert à imprimer les chèques bancaires afin de repérer plus facilement les faux.
Certains jetons utilisés pour les distributeurs automatiques.
Télévision :
De 1 à 3 mrad par an sont dus à la télévision (surtout en couleur) suivant l'assiduité des téléspectateurs.
Détecteurs de fumées :
Les radioéléments utilisés étaient auparavant le Ra 226 ou le Kr 85 qui ont été remplacés aujourd'hui par l'américium 241.
Autres :
Certaines crèmes de beauté contenant du plancton thermal de Molitg-les-Bains.
Le tabac contient 0,3 pCi/g de Po 210
Les eaux minérales, le vin, le whisky, le lait, contiennent quelques dizaines de pCi/l.
Après ce recensement non exhaustif des diverses origines de la radioactivité, il convient de faire la synthèse:
Dose due à la radioactivité naturelle................................................... 150 mrad/an
Examen radiologique (en moyenne).................................................... 70 mrad/an
Toutes les autres causes diverses....................................................... 30 mrad/an
Total......................................................................................................... 250 mrad/an
Annuellement, la dose moyenne, pour chaque individu,
se situe à
250 millirad.
Conclusion
La liste des nombreuses sources de radioactivité n'a pas pour but d'effrayer le lecteur ; bien au contraire, il faut savoir que nous évoluons tous dans une ambiance "radioactive". Notre propre corps est lui-même radioactif.
Conscient de cet état de fait, conscient également de la faible importance de la dose annuelle, il devient plus facile d'aborder les chapitres suivants et, en particulier, le cas de fortes doses.
La dose moyenne annuelle restera pour nous, et jusqu'à
la fin de ce chapitre, un repère utilisé comme référence.
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