Irradiation

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L'irradiation désigne l'exposition, volontaire ou accidentelle, d'un organisme, d'une substance, d'un corps, à des rayonnements. Ce terme est en particulier utilisé lorsque l'on considère l'exposition à des rayonnements ionisants.

Unités d'irradiation et d'activité

Article détaillé : Rayonnement ionisant.
Mesure de la radioactivité ambiante dégagée par le générateur thermoélectrique à radioisotope de la sonde Cassini, qui fonctionne au plutonium 238.

L'irradiation et la radioactivité s'expriment dans des unités spécifiques ( sievert (symbole : Sv), becquerel (Bq), etc.) :

Gray

L' unité SI utilisée pour mesurer une irradiation physique est le gray (Gy). Le gray mesure une énergie fournie par unité de masse, indépendamment de ses effets biologiques.

La température augmente pour des puissances de l'ordre du kilogray [1], et le mégagray est l'ordre de grandeur de ce qu'il faut pour cuire un rôti dans un four à micro-ondes [2].

Les irradiations rencontrées en radiobiologie correspondent à des énergies par unité de masse beaucoup plus faibles, insuffisantes pour chauffer la matière exposée. On utilise généralement le gray pour exprimer des irradiations assez fortes (par exemple en radiothérapie) : pour des faibles doses, on utilise plus fréquemment le milligray, voire le microgray.

Rad

L'ancienne unité du rad, que l'on retrouve encore dans de nombreuses publications, correspond au centigray (ce qui explique que ce sous-multiple soit fréquemment utilisé). On a donc 1 cGy = 1 rd, ou 100 rd = 1 Gy.

En termes de radioprotection, le rad est une unité d'un bon ordre de grandeur :

  • en dessous du rad, les effets radio-biologiques sont trop faibles pour être statistiquement significatifs ;
  • un opérateur peut évoluer à titre exceptionnel dans des environnements de quelques rads par heure, mais sous surveillance et pas trop longtemps ;
  • des débits de quelques centaines ou milliers de rads par heure imposent en pratique de travailler par télé-opération.

Sievert

L'unité utilisée pour mesurer les effets stochastiques d'une irradiation sur un organisme est le sievert, qui inclut des termes correctifs permettant de prendre en compte la dangerosité relative des différents rayonnements et la sensibilité relative des différents tissus. Le risque de cancer à terme est beaucoup plus élevé pour un gray de neutrons reçu en tout point de l'organisme que pour un gray de rayons β limités à une petite surface de peau : la mesure en sieverts (la dose efficace) permet de prendre en compte ces différences de risques.

Les faibles doses sont typiquement exprimées en milli-, voire en microsieverts. Si l'on néglige ces termes correcteurs, les irradiations corps-entier exprimées en sievert ou en gray sont du même ordre de grandeur pour les rayonnements habituellement rencontrés en radio-protection.

Becquerel

L'unité utilisée pour mesurer l' activité d'une source radioactive est le becquerel, qui mesure le nombre de désintégrations radioactives par seconde. Il permet de représenter indirectement la quantité de matière radioactive présente, si l'on connait par ailleurs l' activité massique du radionucléide concerné.

Le becquerel est une unité très petite, parce que le moindre atome qui se désintègre est comptabilisé, et il y a beaucoup d'atomes dans une quantité pondérale de matière (voir nombre d'Avogadro). Un corps humain moyen a ainsi une activité naturelle de dix mille becquerels. La conversion entre l'activité (exprimée en becquerels) et l'effet biologique (exprimé en sieverts) dépend de la nature et de l'énergie des rayonnements impliqués, mais correspond toujours à un facteur extrêmement faible. Ainsi, l'auto-irradiation du fait de la radioactivité naturelle du corps humain (10 000 Bq) induit une exposition de 0,2 mSv/an, avec un facteur de conversion de vingt microsieverts par kilobecquerel (µSv/kBq) et par an.

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