La radioactivité sous surveillance: Et autres notions en radioprotection 9782759809929

Citation preview

La radioactivité sous surveillance ET AUTRES NOTIONS EN RADIOPROTECTION

Marc Ammerich Illustrations de Thomas Haessig

17, avenue du Hoggar – P.A. de Courtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

Illustrations de couverture : Thomas Haessig Mise en pages : Patrick Leleux PAO Imprimé en France ISBN : 978-2-7598-0788-8

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les «-copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinés à une utilisation collective-», et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal. © EDP Sciences, 2013

SOMMAIRE

Préface par Hervé Bernard ........................................................... Avant-propos .............................................................................

4 6

1. La radioactivité : « une maladie des atomes » .......................

7

2. Les définitions, les grandeurs et les unités en radioprotection : « pourquoi autant de notions ? » .........................................

16

3. Les effets des rayonnements sur l’être humain : « est-ce que ça fait mal docteur ? » .....................................

28

4. La détection des rayonnements : « heureusement on peut facilement mesurer la radioactivité » ....................................

41

5. L’histoire de la radioprotection : « l’émergence d’une discipline scientifique » ........................

55

6. La radioprotection : « protéger les travailleurs, le public et l’environnement » ..............................................

65

7. Protection contre l’exposition externe : « la source de rayonnement est à l’extérieur des personnes » .

78

8. Protection contre la contamination : « la source de rayonnements est sur vous ou à l’intérieur » ...

87

9. Notions sur la réglementation : « on ne fait pas ce qu’on veut avec les produits radioactifs » ...

99

10. Les sources naturelles de rayonnements qui nous entourent : « ah ! c’est radioactif ? »...................................................

119

11. Les premières sources artificielles de rayonnements : les années folles du radium ................................................

129

12. Les sources artificielles d’origine médicale ..........................

139

13. Les sources radioactives industrielles ..................................

149

14. Les sources radioactives d’origine nucléaire .........................

162

15. Les déchets radioactifs : « que fait-on des objets radioactifs quand ça ne sert plus ? » ...................................................

168

D’autres sources d’informations .................................................... Crédits photos ...........................................................................

175 176

3

PRÉFACE

L

a radioactivité est partout. Elle est naturelle parfois artificielle. Elle existe depuis la nuit des temps et nous survivra à coup sûr ! Faut-il la craindre, s’en protéger, l’utiliser ? Marc Ammerich, l’auteur de ce livre, propose de la mettre sous surveillance et il a de très bons arguments. Autant de questions cependant pour lesquelles chacun d’entre nous a sa propre réponse, intuitive très souvent voire trop souvent. Mais comment se faire sa propre opinion ? Se baser sur les faits divers, les incidents, les accidents parfois dramatiques comme à Epinal ou Forbach en risquant d’oublier les traitements salvateurs, les guérisons réellement constatées. Comment alors peser sur la balance de la vie les avantages et les risques inhérents à l’exposition aux rayonnements ? Pour cela, il faut mieux connaître la chose et la radioactivité ne se laisse pas facilement approcher. Prenons l’exemple des unités. Dans tout domaine d’activité humaine, les unités permettent d’apprécier, certes la quantité mais aussi les avantages et les risques liés aux chiffres considérés. Ainsi, quand un chiffre est grand, prenons 10 000 par exemple, l’enjeu paraît instinctivement important. 10 000 mètres à parcourir pour un promeneur est conséquent, 10 000 Becquerel

4

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

PRÉFACE

(l’unité qui mesure l’activité radioactive) serait donc une valeur importante, voire à risque ? Point du tout, c’est l’activité naturelle d’un corps humain, qui plus est en très bonne santé ! Dans cet exemple, le Becquerel, s’apparente plus au centimètre vu du promeneur (10 000 cm ou 100 m à parcourir). À l’inverse, quand un chiffre est petit, prenons 1 dans cet autre exemple, l’enjeu paraît faible. 1 Sievert (l’unité qui mesure la dose radioactive que le corps a absorbé) est équivalent à demander à un vacancier assoiffé de boire 1 mètre cube d’eau soit 1000 litres, alors que le millième lui suffirait à coup sûr. Au travers de ces deux exemples simples, on voit naître une réelle difficulté de compréhension et de jugement. Le livre que vous avez entre les mains va vous éclairer de manière simple, ludique souvent, avec en bonus les anecdotes connues ou vécues par l’auteur. Le langage courant employé traduit la volonté d’expliquer simplement des éléments parfois compliqués même pour les professionnels. Je suis sûr que vous prendrez plaisir à lire ce livre, à le feuilleter, lire les encadrés comme j’ai pu moi-même le faire. Hervé BERNARD Président de la Société française de radioprotection

5

AVANT-PROPOS

L

a radioactivité nous entoure en permanence. Vous allez voir qu’il existe des méthodes et des moyens pour se protéger dans rayonnements en dehors de ce qui est naturel et auquel nous ne pouvons rien. La radioprotection est aujourd’hui un métier à part entière qui ne connaît pas la crise. Elle s’est développée dans le domaine nucléaire mais également médical et industriel. Dans le futur, le démantèlement des installations nucléaires va garantir aux professionnels du domaine de longues années de travail. Dans cet ouvrage, j’ai tenté de mettre le moins de formules mathématiques possible en essayant quand même de rester au plus proche de la réalité. Beaucoup dans notre métier sont intimement persuadés que ce que nous faisons est très technique et que, de ce fait, nous devons le présenter de la manière la plus précise possible, quitte à laisser en route la majorité des gens auxquels nous nous adressons. Technique ne veut pas dire obligatoirement rébarbatif, voire sinistre. C’est souvent l’impression que j’en retire quand j’entends des professionnels parler de leur domaine. Et je reprendrai ce que disait récemment le mathématicien Cédric Villani lors d’un colloque qui avait pour titre « des clowns et des sciences » : « Si vous voulez faire passer votre message scientifique, parlez au cœur plutôt qu’à la tête ». J’espère y réussir...

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

Certains atomes sont atteints d’une maladie qui affecte leur partie centrale appelée le noyau et constituée de neutrons et de protons. Ce phénomène est appelé « la radioactivité » par les physiciens.

L’uranium est présent dans la nature (ainsi que neuf autres éléments chimiques). On peut donc dire : la radioactivité c’est naturel ! 7

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

LA DÉCOUVERTE DE LA RADIOACTIVITÉ Henri Becquerel (cf. figure 1) a été le premier à découvrir la radioactivité en 1896 en analysant l’élément chimique uranium. Pierre et Marie Curie (cf. figure 2) l’ont ensuite baptisée en 1898. Il faut noter que la fin du XIX e et le début du XX e siècle ont marqué une période riche en découvertes dans le domaine de la radioactivité.

Figure 1 | Pierre (1859-1906) et Marie (1867-1934) Curie. Figure 2 | Henri Becquerel (1852-1908).

LA DÉSINTÉGRATION Dans le cas général de la maladie « radioactivité », on constate que les atomes sont en fait en déséquilibre. Ils ont trop de protons ou trop de neutrons, ou trop des deux. Cette maladie oblige les atomes à se transformer. On observe même un changement d’élément chimique. Au Moyen Âge, on cherchait à transformer le plomb en or (on a réussi mais à des coûts exorbitants, plus cher que le métal lui-même) ; et bien, la nature sait faire ces changements ! C’est ce que l’on désigne sous le terme : « désintégration ».

8

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

LES RAYONNEMENTS Cette maladie fait que nos atomes toussent. « Mais ils toussent quoi alors ? » allez-vous demander. Prenons le cas de l’uranium. Dans la majorité des cas, il possède 92 protons et 146 neutrons autant dire tout de suite qu’il est en surpoids ! Pour être tout à fait complet, cet atome possède aussi 92 électrons, désignés comme le cortège électronique, tournant autour du noyau (cf. figure 3).

Figure 3 | Représentation fausse de la position des électrons autour du noyau dans un atome.

La réalité est bien plus complexe et la physique quantique a été nécessaire pour expliquer une partie de cette réalité. À titre de comparaison, l’électron est 2000 fois plus petit que le neutron ou le proton. Si on arrivait à grossir le noyau jusqu’à la taille d’un ballon de football posé au milieu du terrain, le premier électron serait une petit bille posée dans les gradins. La nature est pleine de vide ! Mais les forces de cohésion de la matière sont tellement fortes, qu’il nous est impossible de jouer au passe muraille. Si l’on compare ces « particules » d’un point de vue électrique, le proton possède une charge positive, l’électron une charge négative (les pôles + et – d’une pile), le neutron étant neutre comme son nom l’indique.

9

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

Revenons à l’observation de la maladie. Cela débute par une brusque convulsion interne suivie par une toux de divers produits issus du noyau. Dans ces produits, qui sont les constituants de la radioactivité, on peut trouver : • les particules « alpha » [α], constituées chacune de deux protons et de deux neutrons ; • les particules « bêta » [β], qui sont des électrons (formés dans le noyau par la transformation d’un neutron en proton) ; • les rayons « gamma »[γ], qui sont l’équivalent des rayons X mais généralement plus puissants en énergie.

Figure 4 | Wilhelm Rontgen (1845-1923).

Les rayons X (découverts par Wilhelm Röntgen (cf. figure 4) en 1895) et gamma appartiennent à la grande famille des rayonnements électromagnétiques (comme les ultraviolets, la lumière visible, les infrarouges, les micro-ondes, …). L’expulsion d’une particule α (deux protons et deux neutrons) fait perdre quatre unités de poids à l’atome malade et le fait rétrograder de deux numéros atomiques dans le tableau de classement des atomes. Ce tableau est issu du tableau périodique des éléments de Mendeleïev. 10

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

Ce tableau de classement compte aujourd’hui presque 3 000 cases.

LE TABLEAU PÉRIODIQUE Le russe Dimitri Mendeleïev a été le premier à proposer en 1869 le modèle de tableau que nous utilisons aujourd’hui. Il avait remarqué qu’en disposant (à quelques interversions près) les atomes par poids croissant, on voyait apparaître une périodicité rigoureuse dans l’ordre de placement.

La perte d’une particule β (un électron produit par la transformation d’un neutron en un proton) ne cause aucune diminution sensible de poids mais un des neutrons se transforme en un proton. L’atome malade se transforme et progresse d’une place dans le tableau de classement des atomes. Cette perte de particules α et β s’accompagne d’une forte fièvre qui provoque le dégagement de chaleur, de rayons X et aussi de rayons gamma plus énergétiques. Dans le cas de l’uranium, il faudra 14 transformations avant qu’il n’atteigne un état de stabilité et ne soit plus malade. La phase finale aboutit à un atome de la famille Plomb qui possède 82 protons et 124 neutrons et qu’on appelle le plomb-206 (82 + 124). Cet atome est immunisé contre la maladie : il est stable et n’évoluera plus au cours du temps. En résumé : la maladie provoque pour l’uranium-238, la perte successive de huit particules α et six particules β avec des périodes intermédiaires, pendant lesquelles il emprunte provisoirement l’identité d’autres éléments, avant d’aboutir à un état stable de plomb-206. Cette maladie touche de nombreux atomes : près de 2500 atomes, dont la plupart ont été fabriqués par l’homme, sont radioactifs. Il est également important de noter que tous les rayonnements sont énergétiques. 11

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

Prenons d’autres exemples : Le césium-137 (bien connu maintenant du grand public après Tchernobyl et Fukushima puisque c’est ce que l’on appelle un produit de fission) possède 55 protons et 82 neutrons. Il a un excès de neutrons. Pour revenir à un état stable, il va émettre un électron (particule β). La transformation aboutit à un atome de baryum-137 qui est stable. Le fluor-18 utilisé dans le domaine médical, possède neuf protons et neuf neutrons. Pour revenir à un état stable, il va émettre un électron un peu particulier qu’on nomme positon, un électron chargé positivement (c’est en fait de l’antimatière). La transformation aboutit à un atome d’oxygène-18 qui est stable. « Mais dans quel but a-t-on fabriqué ces atomes radioactifs ? » pourriez-vous me dire. Nous allons essayer d’en voir quelques illustrations au travers de ce livre.

HISTOIRE Le polonium, premier élément découvert par Pierre et Marie Curie en 1898, est un élément hautement radioactif et toxique. Même pour de faibles quantités (quelques microgrammes), la manipulation du polonium-210 est très dangereuse et nécessite un équipement spécial et des procédures strictes. Absorbé par les tissus, il provoque des dommages directs par émission de particules alpha. L’absorption de 1 à 10 microgrammes est suffisante pour provoquer la mort. Certains services secrets l’ont utilisé pour se « débarrasser » de personnes. C’est le cas d’Alexandre Litvinenko et, peut-être, de Yasser Arafat.

L’ACTIVITÉ Le nombre de transformations par seconde caractérise la grandeur que l’on appelle activité (que l’on note A). À cette 12

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

grandeur est attachée une unité comme le mètre à la longueur ou le volt à la tension électrique. L’unité choisie est le becquerel (en hommage à Henri Becquerel). On l’écrit sous forme symbolique Bq. Un becquerel est égal à une désintégration par seconde. Autant dire que c’est une unité toute petite. On est obligé d’utiliser les multiples, comme le kilo (mille fois plus), le méga (un million de fois plus) et le giga (un milliard de fois plus) pour rendre compte de la radioactivité.

LA DÉCROISSANCE RADIOACTIVE La radioactivité évolue dans le temps. Il n’est pas possible de prévoir cette évolution pour un atome isolé. En revanche, on peut suivre le comportement de plusieurs atomes radioactifs en faisant des comptages. Nous verrons cela dans le chapitre concernant la mesure. C’est ce que l’on nomme la décroissance radioactive et elle se produit d’une manière aléatoire au sein de cette communauté. C’est comme au loto ! Il y a des atomes qui gagnent (ils se transforment) et d’autres non et on ne sait pas lequel dans une population « gagnera ».

LA PÉRIODE On appelle période (que l’on note T) le temps nécessaire à la disparition de la moitié des individus d’une communauté donnée (les professeurs au lycée parlent parfois de demi-vie). À titre d’exemple et pour une quantité donnée : • la moitié des atomes d’uranium-238 disparait au bout de 4,5 milliards d’années ; • la moitié des atomes d’uranium-235 disparait au bout de 710 millions d’années ; • la moitié des atomes de césium-137 disparait au bout de 30 ans ; 13

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

• la moitié des atomes de fluor-18 disparait au bout de 110 minutes. À chaque produit radioactif sa période ! Si aujourd’hui, il n’y a que 0,7 % d’uranium-235 dans l’uranium naturel, cette proportion était de 14 % lors de la formation du système solaire, il y a 4,6 milliards d’années ! On a vainement essayé d’enrayer le processus de décroissance radioactive (cf. figure 5) mais toutes les études qui ont été faites, arrivent à la conclusion qu’il n’est possible ni de ralentir, ni d’accélérer cette évolution.

Figure 5 | Courbe de décroissance radioactive de l’activité en fonction du temps.

LA RELATION ACTIVITÉ-PÉRIODE-MASSE Il existe bien entendu une relation entre l’activité et la période, et également une relation entre l’activité, la période et la masse d’un produit radioactif. Toujours à titre d’exemple, le tableau 1 donne le radioélément et la masse m qu’il faudra pour avoir une même activité par exemple, de 37 milliards de becquerels (37 gigabecquerels que l’on note 37 GBq). 14

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

1. LA RADIOACTIVITÉ : « UNE MALADIE DES ATOMES »

Tableau 1. Radioélément et masse associée pour avoir une activité de 37 GBq.

Radioélément

Période T

masse m

Sodium-24

15 heures

0,11 µg

Iode-131

8 jours

8 mg

Cobalt-60

5,3 ans

0,9 mg

Uranium-238

4,5 milliards d’années

3 tonnes

(µg = microgramme le millionième du gramme)

Le fait qu’une quantité radioactive soit dangereuse, dépend de la nature des particules que l’atome émet et de sa période. Attention ! Ce n’est pas parce qu’un atome radioactif a une période courte qu’il n’est pas dangereux. Dans ce cas, une quantité très faible en masse suffit pour générer une forte activité. De même, ce n’est pas parce que vous aurez attendu un grand nombre de périodes (on entend souvent le nombre de dix périodes) que le produit sera inoffensif. Cela dépend de l’activité de départ.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • L’instabilité de certains atomes, du fait d’un trop grand nombre de protons ou de neutrons, les oblige à se transformer. Ce phénomène a été baptisé par Pierre et Marie Curie : la radioactivité. • Leur transformation (désintégration) s’accompagne de l’émission de différents rayonnements : alpha, bêta, gamma. • L’activité est la grandeur qui traduit ces transformations. Son unité est le becquerel (Bq). 1 Bq = 1 désintégration par seconde. • La période est le temps nécessaire pour que l’activité d’un produit radioactif soit divisée par deux. Chaque élément radioactif possède sa propre période. Au bout de dix périodes, il reste le millième de l’activité de départ. • L’activité, la période et la masse sont liées.

15

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION : « POURQUOI AUTANT DE NOTIONS ? »

La radioprotection désigne l’ensemble des mesures prises pour assurer la protection de l’homme et de son environnement contre les effets néfastes des rayonnements ionisants (alpha, bêta, gamma et X).

L’EXPOSITION Comme son nom l’indique, un rayonnement ionisant produit des ionisations dans la matière qu’il traverse : un ion est un atome qui perd ou gagne un électron dans son cortège électronique. Tout individu soumis à l’action des rayonnements ionisants est dit exposé. Ce que l’on définit comme l’exposition.

L’IRRADIATION Si les sources d’émission des rayonnements sont situées à l’extérieur de l’organisme, l’exposition est externe. On définit aussi cette exposition sous le vocable « irradiation ». Si la source d’émission des rayonnements est située à l’intérieur de l’organisme, on parle alors d’exposition interne. 16

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

L’exposition du corps entier (considérée comme homogène) est ce que l’on appelle une exposition globale par opposition à l’exposition partielle, relative à une partie du corps (exemple une radiographie du poignet quand vous avez une fracture), ou à un ou plusieurs organes ou tissus. La somme des expositions interne et externe constitue l’exposition totale. Globale et totale déjà une différence !

ANECDOTE Étant en poste à l’ASN, je reçois un appel téléphonique d’une personne qui rachetait le cabinet d’un dentiste pour en faire sa résidence principale. Au détour de la conversation cette personne me demande : « Combien y a-t-il de rayons X encore dans les murs ? » Si vous avez bien lu, vous pouvez répondre : aucun ! Il s’agit d’une source de rayonnements externe qui cesse dès l’arrêt de l’appareil. Les rayons dissipent alors leur énergie dans les murs en disparaissant par des effets bien connus (effet photoélectrique et effet Compton) sans les rendre radioactifs pour autant.

17

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

L’irradiation (ou exposition externe) à distance n’existe que pendant le temps où vous êtes en présence d’une source de rayonnements qui se trouve à l’extérieur du corps. Elle peut se maîtriser. Nous verrons également l’influence du temps, de la distance et des écrans sur l’irradiation. Une personne exposée à une source externe de rayonnements (comme une radiographie) ne sera jamais porteuse de la moindre trace de radioactivité.

LA CONTAMINATION La contamination radioactive est souvent définie comme étant « la présence indésirable de substances radioactives à la surface ou à l’intérieur d’un milieu quelconque, y compris le corps humain ». Une contamination est nécessairement le résultat de la dispersion d’une substance radioactive, suite à la manipulation de produits facilement dispersables ou d’une manipulation sans précaution, de sources sous forme liquide ou gazeuse par exemple, ou suite à la destruction accidentelle de l’enveloppe de confinement d’une source scellée (enveloppe en principe étanche). La dissémination d’une partie de la source peut créer une contamination de l’environnement dite surfacique et/ou atmosphérique selon la nature et la forme physicochimique de la substance radioactive. La contamination des individus ou contamination corporelle peut être externe ou interne (cf. figure 1), selon que la substance radioactive disséminée est déposée sur la peau ou s’est introduite à l’intérieur de l’organisme par inhalation, ingestion ou migration à travers la peau (lésée ou non) (cf. figure 2). Une contamination externe engendre une exposition externe, une contamination interne, une exposition interne. La contamination corporelle externe provoque presque toujours une exposition intense de la peau et des tissus sousjacents, permanente (24 heures sur 24) jusqu’à ce qu’elle soit découverte et éliminée. 18

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

Contamination externe

Contamination interne

Figure 1 | Les différentes contaminations corporelles.

Figure 2 | Voies de pénétration de la contamination.

La contamination interne déclenche une exposition permanente des tissus et organes et sa diminution progressive grâce à la fois à la décroissance radioactive et à l’élimination biologique (période effective), peut dans certains cas être négligeable à l’échelle de temps d’une vie humaine. Les contaminations surfaciques ou corporelles peu fixées sur des supports, sont aisément décontaminables mais se propagent facilement ; en revanche, les contaminations fixées sont peu transférables mais beaucoup plus difficiles à éliminer. 19

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

GRANDEUR ET UNITÉ UTILISÉE EN RADIOPROTECTION Tous les rayonnements émis par les atomes radioactifs sont énergétiques. On pourrait utiliser l’unité d’énergie en vigueur dans le système des poids et mesures à savoir le joule, mais celle-ci est disproportionnée pour un rayonnement. Il en est de même pour le kilowatt heure, unité d’énergie consommée que vous payez à votre fournisseur d’électricité. Vous n’avez pas oublié l’activité grandeur qui définit le nombre de désintégrations des atomes radioactifs par seconde ? L’unité qui est rattachée à l’activité est le becquerel.

LES RAYONNEMENTS ET LA MATIÈRE Quand nos rayonnements vont rencontrer un obstacle (que ce soit un mur en béton, un individu ou simplement de l’air), ils vont céder leur énergie en passant au travers de cet écran. Il est même possible qu’ils n’en sortent pas. À titre d’illustration, tous nos rayonnements n’ont pas le même parcours ou la même portée. Dans l’air, par exemple : • les particules alpha ont une portée de cinq centimètres ; • les particules bêtas peuvent aller jusqu’à dix mètres ; • les rayonnements gamma peuvent aller à plus d’une centaine de mètres. Dans l’eau, les parcours sont encore plus petits : • alpha : 0,07 mm (c’est l’épaisseur des cellules mortes de notre peau) ; • bêta : 1 cm ; • gamma : 10 mètres. « Pourquoi choisir l’eau ? ». La raison en est simple : le corps humain est constitué d’environ 70 % d’eau ! 20

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

LA DOSE ABSORBÉE Nous allons définir une nouvelle grandeur qui est la dose absorbée (que l’on note D). Elle correspond à l’énergie des rayonnements cédée à la matière, comme la chaleur du feu sur une grillade. D’après cette relation, dans le système des poids et mesures dont nous parlions juste avant (que l’on désigne sous le terme de système international – S.I. – de mesures), une dose absorbée se mesure en joule par kilogramme. L’unité qui lui est rattachée est le gray (en hommage au physicien anglais Harold Gray, cf. figure 3).

Figure 3 | Harold Gray (1894-1968).

On l’écrit sous forme symbolique Gy. Un gray est égal à un joule par kilogramme. À l’inverse du becquerel, c’est une unité qui est élevée et on utilise souvent les sous-multiples comme le milli (mille fois moins), le micro (un million de fois moins) pour rendre compte de la dose absorbée. Nous avons dit à la fin du premier paragraphe que la nocivité d’un produit radioactif dépendait de la nature des rayonnements qu’il émettait et de sa période. Nous allons également pouvoir le dire d’une autre manière. Tous les becquerels n’ont pas le même poids. 21

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

LA DOSE ÉQUIVALENTE La radioprotection s’intéresse en premier lieu à l’exposition du corps humain. Rolf Sievert (cf. figure 4), radiobiologiste suédois, a eu l’idée d’exposer en laboratoire, des cellules à une dose absorbée similaire (plutôt une faible dose) mais avec des rayonnements de nature différente.

Figure 4 | Rolf Sievert (1896-1966).

Il a constaté que pour les particules alpha, il y avait 20 fois plus de décès cellulaires que pour les rayonnements bêta ou gamma. Il a donc émis l’hypothèse que la nuisance biologique des rayonnements n’était pas la même, au moins à faible dose. Et c’est ainsi que le concept de dose équivalente est apparu. Il a été introduit pour les besoins de la radioprotection afin d’estimer les effets biologiques des rayonnements dans le domaine des faibles doses. La dose équivalente (que l’on note H) correspond à la dose absorbée multipliée par un facteur de pondération (WR) lié à la nature des rayonnements, en relation avec leurs nuisances biologiques. Cette grandeur ne se mesure pas ! Elle s’estime. Nous verrons comment, dans le chapitre consacré à la mesure. 22

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

Elle est liée à un organe donné. H = D × WR L’unité qui lui est rattachée est le sievert (en hommage à Rolf Sievert). On l’écrit sous forme symbolique Sv. Le tableau 1 indique les valeurs relatives aux autres rayonnements. Tableau 1. Facteurs de pondération en fonction du rayonnement.

Nature du rayonnement

Facteur de pondération wR

β, électrons, γ, X

1

neutrons

de 5 à 20

α

20

La « nuisance » biologique est donc vingt fois plus grande, à dose absorbée égale, pour un rayonnement α que pour un rayonnement γ.

LA DOSE EFFICACE Si la dose équivalente concerne un organe, on peut prendre tous les organes du corps ayant une sensibilité particulière aux rayonnements et faire la somme de toutes les doses équivalentes dans le cas d’une exposition globale (vous vous souvenez ? voir page 17 pour ceux qui ont oublié). Nous devons alors définir une nouvelle grandeur. « Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? » allez-vous dire ! Je ne peux pas vous donner entièrement tort. Cette grandeur est la dose efficace que l’on note E. C’est la somme des doses équivalentes mais, là encore, tous les organes ne sont pas sensibles de la même façon aux rayonnements. On prend en compte cette particularité au travers d’un facteur de pondération (WT) lié aux tissus exposés. Ces valeurs de pondération sont établies selon des jugements d’experts et sont des arrondis. 23

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

C’est la Commission internationale de protection radiologique (CIPR) (voir chapitre 5) qui propose ces valeurs. À noter qu’en fonction de l’évolution des connaissances scientifiques, ces coefficients peuvent changer. E = Somme (H × WT) Et donc d’après la relation page précédente, E = Somme (D × WR × WT) Quelques valeurs de WT revues récemment sont rapportées dans le tableau 2. Tableau 2. Facteur de pondération en fonction de l’organe.

Organes ou tissus

Facteur de pondération WT

Gonades

0,08

Moelle osseuse

0,12

Sein

0,12

Colon

0,12

Foie

0,04

Poumon

0,12

Peau

0,01

Estomac

0,12

Thyroïde

0,04

Autres organes

0,23

La somme totale faisant

1,00

L’unité de dose efficace est aussi le sievert (Sv). Entre l’exposition d’un organe et l’exposition du corps entier, on utilise la même unité. Vous vous doutez bien qu’à valeur égale, les conséquences peuvent être différentes selon que l’exposition est limitée aux poumons ou à tout le corps !

24

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

Cette grandeur ne se mesure pas non plus ! Même si c’est une notion que l’on retrouve dans la réglementation française, on n’en fera qu’une estimation. Pour vous donner une image de « tous les becquerels n’ont pas le même poids », illustrons la de la façon suivante : • Je prends un oreiller en plumes de un kilogramme et une bille de plomb également de un kilogramme. • Je vous envoie l’oreiller et la bille ! Ça c’est l’émission des rayonnements venant de l’activité donc des becquerels. • La première fois sur le pied ! Pour l’oreiller vous ne sentirez pas grand-chose ; pour la bille ce sera une sensation plus perceptible. • La deuxième fois dans l’œil ! Pour l’oreiller, vous sentirez un peu plus que sur le pied mais cela vous fera rire (si vous avez de l’humour) ; en revanche pour la bille, vous risquez d’avoir mal et de ne pas être content du tout. Un kilogramme reste un kilogramme. Vous allez sentir un poids sur votre corps : c’est la dose absorbée. Maintenant, la sensation que vous allez ressentir, s’apparente à la dose équivalente. Elle dépend de la nature du rayonnement et de l’endroit où va se produire l’impact.

LES DÉBITS DE DOSES Enfin, on peut appliquer à toutes les grandeurs que nous venons de définir, la notion de débit, c’est-à-dire la vitesse à laquelle on reçoit des rayonnements. 25

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

Pour faire une analogie, prenons le cas d’un trajet en voiture. La distance que vous parcourez correspond à la vitesse à laquelle vous roulez pendant votre temps de trajet. Vitesse 130 km/h – durée du trajet : deux heures et donc distance parcourue : 260 km. En matière de rayonnements, la dose absorbée correspond au débit de dose pendant le temps d’exposition. Pour des raisons de compréhension et éviter les confusions avec la grandeur D (dose absorbée), il est d’usage de noter le débit de dose absorbée de la manière suivante : (D avec un petit rond au-dessus). Si le débit de dose absorbée est constant dans l’intervalle de temps t, on peut écrire la relation : D= ×t À titre d’exemple : Si le débit de dose absorbée à un endroit est de 0,3 microgray par heure et qu’une personne y séjourne pendant deux heures, la dose absorbée par l’ensemble de son organisme est : D = 0,3 × 2 = 0,6  Gy En ce qui concerne les unités, on utilisera le plus souvent le milligray par heure ou le microgray par heure pour le débit de dose absorbée et le millisievert par heure ou le microsievert par heure pour les estimations de débit de dose équivalente et efficace. Pour conclure et répondre à la question « pourquoi autant de notions ? » vous venez de voir que les mots ont leur importance. Le mot « dose » employé sans autre précision est très approximatif. Il ne recouvre pas les mêmes types d’exposition. Les professionnels n’utilisent pas non plus les mêmes unités. La radioprotection, discipline scientifique, a aussi besoin de rigueur dans le choix des mots. Or, ceux-ci étant du langage courant, les personnes du public, peu familiarisées avec ces subtilités, les confondent souvent. 26

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

2. LES DÉFINITIONS, LES GRANDEURS ET LES UNITÉS EN RADIOPROTECTION

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Tout individu soumis à l’action des rayonnements ionisants est dit exposé. Ce que l’on définit comme l’exposition : − si la source d’émission des rayonnements est située à l’extérieur de l’organisme, l’exposition est externe (irradiation) ; − si la source d’émission des rayonnements est située à l’intérieur de l’organisme, on parle alors d’exposition interne. • Une personne exposée à une source externe de rayonnements (comme une radiographie) ne sera jamais porteuse de la moindre trace de radioactivité. • La contamination radioactive est souvent définie comme étant « la présence indésirable de substances radioactives à la surface ou à l’intérieur d’un milieu quelconque, y compris le corps humain ». C’est le résultat de la dispersion d’une substance radioactive. • La contamination corporelle peut être externe ou interne selon que la substance radioactive dispersée est déposée sur la peau ou s’est introduite à l’intérieur de l’organisme par inhalation, ingestion ou migration à travers la peau (lésée ou non). • La contamination corporelle provoque généralement une exposition des tissus jusqu’à ce qu’elle soit découverte et éliminée. • La dose absorbée (D) correspond à l’énergie des rayonnements cédée à la matière. Son unité est le gray (Gy). 1 Gy = 1 joule par kilogramme. • La dose équivalente (H) correspond à la dose absorbée multipliée par un facteur de pondération (WR) lié à la nature des rayonnements, en relation avec leurs nuisances biologiques, dans le domaine des faibles doses. Cette grandeur ne se mesure pas, elle s’estime. Son unité est le sievert (Sv). • La dose efficace (E) correspond à la somme des doses équivalentes. Tous les organes ne sont pas sensibles de la même façon aux rayonnements. L’unité de dose efficace est le sievert (Sv). Cette grandeur ne se mesure pas non plus ! • Enfin, on peut appliquer à toutes les grandeurs que nous venons de définir, la notion de débit, c’est-à-dire la vitesse à laquelle on reçoit des rayonnements.

27

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN : « EST-CE QUE ÇA FAIT MAL DOCTEUR ? »

LES EFFETS CELLULAIRES Les premières cibles des rayonnements ionisants sont nos cellules vivantes. Dans notre cellule et dans son noyau se trouve la molécule d’acide désoxyribonucléique (ADN) contenant tout notre code génétique. Les molécules d’ADN sont constituées de l’enchaînement de millions d’exemplaires de signes élémentaires (qu’on appelle les bases et qui sont désignées par des lettres A, C, G, T) tel un collier dont chaque perle est d’une couleur parmi quatre possibles. C’est l’ordre des bases dans chaque enchaînement qui constitue la forme de stockage de l’information biologique. L’énergie déposée par les rayonnements ionisants peut altérer les structures de la cellule et de l’ADN notamment, soit directement soit indirectement du fait des radicaux libres (molécules porteuses d’un électron célibataire, donc chimiquement très réactives) créés par la radiolyse de l’eau, principal constituant de la matière vivante. Il n’y a d’ailleurs 28

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

pas que les rayonnements ionisants susceptibles de créer des radicaux libres. Certains produits chimiques ont cette capacité. On distingue alors trois possibilités après altération de la cellule : • elle est parfaitement réparée ; • elle meurt ; • elle se répare mais de façon imparfaite.

En fonction de la gravité, on distingue des lésions mortelles ou des lésions qui entraînent des mutations. Dans certains cas particuliers, des lésions de l’ADN non réparées, conduisent à des modifications dans le « programme » gérant le fonctionnement de la cellule. Selon qu’elles portent sur les cellules sexuelles ou toutes les autres, les conséquences sont différentes. 29

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

Les effets qui peuvent résulter de l’exposition de l’être humain aux radiations ionisantes peuvent alors être classés en deux catégories : • les effets déterministes ; • les effets aléatoires (ou stochastiques). Voulant faire de multiples analogies dans ce livre, je vais être amené à dépraver le lecteur. Que les plus jeunes ne suivent pas ces exemples ! Ces correspondances ont été utilisées par un de mes amis, le docteur Jean-Baptiste Fleutot, qui était médecin au service de radioprotection des armées (SPRA).

LES EFFETS DÉTERMINISTES C’est l’alcool ! (Vive l’eau ferrugineuse…). Un verre ça va ! Trois verres, ne plus conduire ! Dix verres, ouh là ça tourne ! Vingt verres, beuhhh je suis très malade ! Cinquante verres, électrocardiogramme plat ! Pour des doses absorbées élevées (supérieures à plusieurs grays), ces effets sont observés chez tous les sujets exposés. Ce sont des effets à seuil (x verres). Ils se déclarent en général de manière précoce, les temps de latence étant compris entre quelques jours et quelques mois (x verres dans une soirée). Enfin leur gravité augmente avec la dose absorbée (jusqu’à une issue fatale). On commence à observer certains effets déterministes aux alentours de 0,1 à 0,2 Gy pour des expositions partielles. En revanche, pour des doses faibles, inférieures à une valeur seuil dépendant essentiellement du type d’effet biologique, aucun effet n’est décelable. Pour une exposition globale (ou de l’organisme dans son entier voir chapitre 2), on prend la valeur de référence de 0,5 Gy 30

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

comme valeur entre les faibles doses et les fortes doses. Ce que l’on peut noter aussi, c’est que chacun a une sensibilité qui lui est propre. On dit aussi que tout le monde n’a pas la même radiosensibilité. À partir d’une certaine dose absorbée, pour une exposition globale, il y a un risque de décès. On appelle la dose létale 50 % (DL50), la dose absorbée pour l’organisme entier (donc une exposition globale), pour laquelle vous avez 50 % de chance de décéder soixante jours après l’exposition sans traitement médical. Cette valeur est de : DL50 = 4,5 Gy Vous noterez qu’on s’exprime en gray pour les effets déterministes. Généralement, les effets déterministes se produisent dans le cas d’une exposition unique à fort débit de dose. Ce sont donc des situations d’incident ou d’accident qui conduisent à ces effets.

LES EFFETS ALÉATOIRES C’est le loto ! Vous achetez une grille de loto. Vous avez une chance de gagner. Mais rien ne dit que ce sera le cas. Vous achetez 100 grilles de loto, vous augmentez la probabilité de gagner mais là encore, rien de sûr. Vous pouvez acheter pendant 30 ans 100 grilles de loto et ne jamais gagner le gros lot. Alors que votre voisin achète une grille en 30 ans et c’est lui qui a les 6 bons numéros ! On considère que la moindre dose de rayonnement est susceptible de provoquer ce type d’effets, ce qui fait dire que ce sont des effets sans seuil. Les effets aléatoires pouvant se produire sont les cancers chez les personnes exposées et des mutations génétiques pouvant toucher leurs descendants. Dans ce cas, la gravité de l’effet demeure identique quelle que soit la dose, seule la probabilité 31

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

d’apparition de l’effet est fonction de la dose absorbée. En d’autres termes, le pourcentage de sujets exposés chez qui on observe ce type d’effet, augmente avec la dose. Le temps de latence (temps séparant l’exposition de l’apparition de l’effet) est en moyenne beaucoup plus long que pour les effets déterministes (plusieurs dizaines d’années). Ces effets ne sont pas spécifiques à l’action des rayonnements ionisants, rien ne permet de distinguer un cancer ou une mutation dus aux rayonnements ionisants. Aujourd’hui, la seule façon de mettre en évidence ces phénomènes est de montrer que dans un groupe d’individus exposés, la fréquence d’apparition des cancers ou des mutations génétiques est plus élevée que dans un groupe témoin composé de sujets ayant les mêmes caractéristiques (âge, sexe, …), les mêmes habitudes de vie mais non exposés. Vous entendrez les mots « enquête épidémiologique ». Et c’est là où le débat et les discussions prennent une importance particulière : quels sont les effets des faibles doses de rayonnements sur la santé des individus ?

QUESTION Est-ce que recevoir un gray en une minute, en une heure, en un an ou en cinquante ans provoque les mêmes effets ? Vous avez vu que les effets déterministes se produisent plutôt à fort débit de dose. Pour la minute, l’heure ou l’année, on se trouve en présence de ce type d’effets. Sur cinquante ans c,e sont plutôt les effets aléatoires qui risquent de survenir.

Les deux graphiques ci-dessous traduisent en valeurs chiffrées les deux notions définies (cf. figure 1) :

32

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

Effets déterministes

Effets aléatoires

Figure 1 | Valeurs chiffrées des effets déterministes et effets aléatoires.

33

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

À l’heure actuelle et en l’état des connaissances scientifiques, on peut dire, sans trop d’erreur, que pour une dose efficace inférieure à 100 mSv, il sera difficile de mettre en évidence un effet aléatoire. Cela reste dans le domaine du possible puisque la radiosensibilité de chacun d’entre nous est différente. Mais en terme de probabilité, cela reste très faible. Vous noterez qu’on s’exprime en sievert pour les effets aléatoires.

ESTIMATION DES EFFETS DUS AUX FAIBLES DOSES En dehors de l’expérimentation sur des animaux dont les résultats sont quantitativement difficiles à extrapoler à l’homme, les sources principales d’information ont été : • les survivants des bombardements de Hiroshima et Nagasaki par des bombes atomiques (exposition globale) ; • les sujets ayant subi un traitement de radiothérapie (exposition partielle) ; • les travailleurs exposés du fait de leur activité professionnelle (radiologues, mineurs, travailleurs du nucléaire...). 34

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

C’est la Commission internationale de protection radiologique (CIPR) qui a évalué à partir des données d’Hiroshima et Nagasaki, des indices de risques. Nous verrons dans le chapitre concernant l’histoire de la radioprotection, comment s’est créée cette commission. C’est elle qui a proposé un concept de « détriment » à la suite de l’apparition de nouvelles pathologies entre 1977 et 2007 chez les survivants japonais exposés aux bombes atomiques et de nouvelles études liées à la mesure des doses de rayonnements. En effet, des personnes sont encore médicalement suivies. Qu’est-ce que le « détriment » : on pourrait dire le désavantage, le préjudice, le dommage, l’inconvénient, résultant de l’exposition aux rayonnements ionisants pour de faibles doses ? Quatre composantes principales ont été retenues pour définir le détriment : • le risque de cancer mortel dans tous les organes concernés ; • une prise en compte des différences dans les périodes de latence conduisant à des valeurs différentes pour les prévisions de perte de vie dans le cas des cancers mortels relatifs aux différents organes (un cancer thyroïdien se déclare plus précocement qu’un cancer osseux par exemple) ; • une prise en compte d’une invalidité due à l’induction de cancers que l’on soigne (cancers non mortels). Un cancer thyroïdien se soigne mieux qu’un cancer osseux ; • une prise en compte du risque de maladie héréditaire grave dans toutes les générations futures qui descendront de l’individu exposé. La CIPR a donc édité des recommandations allant dans un sens de précaution supplémentaire par rapport à ce qui existait, en différenciant notamment la population des travailleurs. À faible dose, les fluctuations statistiques de la fréquence « naturelle » (qui pourrait être un autre sujet de discussion à elle toute seule) d’apparition d’un effet, empêchent toute conclusion formelle. Il a donc été nécessaire de faire une 35

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

hypothèse concernant la loi d’évolution dans ce domaine. Parmi les hypothèses raisonnables, la CIPR a choisi celle qui maximise le risque, par précaution.

LA RELATION LINÉAIRE SANS SEUIL Dans cette logique de précaution, la CIPR a choisi de définir une relation de proportionnalité linéaire, sans seuil, entre l’accroissement de l’indice de risque choisi et la dose équivalente ou la dose efficace reçues. On la nomme la relation linéaire sans seuil (cf. figure 2). Risque de cancer en excédant

Courbe établie d’après les observations aux doses élevées

Zone d’extrapolation

Dose 1 Gy

Effet

0

Relation linéaire sans seuil

Relation linéaire quadratique Relation quadratique

Fréquence spontanée

Figure 2 | Évolution du risque de cancer dû aux rayonnements ionisants en fonction de la dose absorbée reçue.

C’est actuellement le moins mauvais système pour gérer les effets des rayonnements sur des individus régulièrement exposés. Mais on peut remarquer qu’entre une exposition instantanée comme une bombe atomique et une exposition fractionnée sur une vie de travail, les effets risquent de ne pas être les mêmes. La CIPR a pris le parti de rester sur des effets analogues dans une application du principe de précaution. 36

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

C’est d’ailleurs dans notre domaine qu’est apparu ce fameux concept décliné maintenant « à toutes les sauces » si vous me permettez l’expression !

QUESTION Qu’en est-il de l’augmentation des cancers suite à des examens médicaux radiologiques ? C’est un débat important aujourd’hui puisque de nombreux articles mentionnent qu’un quart des examens radiologiques ne sont pas justifiés. Dans le même temps, l’Autorité de sûreté nucléaire (voir le chapitre sur la réglementation) met en garde les praticiens. On peut lire dans leur dernier rapport annuel : « Une attention particulière doit être exercée pour contrôler et réduire les doses liées à l’imagerie médicale car la multiplication des examens les plus irradiants, pour une même personne, pourrait conduire à atteindre la valeur de dose efficace de 100 mSv, audessus de laquelle les études épidémiologiques ont montré que la probabilité de développer un cancer radioinduit devient significative ». Vous avez compris à la lecture du chapitre sur les effets biologiques qu’il s’agit de probabilités.

FIXER DES LIMITES À L’EXPOSITION Un des objectifs principaux de la radioprotection a été de fixer des limites à l’exposition que peut subir chaque personne et notamment les travailleurs. Les valeurs de ces limites ont été établies dans le double but : • D’empêcher l’apparition de tout effet déterministe en maintenant la dose équivalente reçue pendant toute la vie professionnelle au-dessous du plus faible seuil. À titre d’exemple, il est recommandé de ne pas dépasser pour les travailleurs, les 500 mSv sur 12 mois au niveau de la peau. 37

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

Autre exemple, pour bien montrer que les valeurs limites peuvent évoluer en fonction des connaissances scientifiques : il va être prochainement recommandé de ne pas dépasser pour les travailleurs, les 20 mSv sur 12 mois au niveau de l’œil (le cristallin). La limite actuelle est de 150 mSv pour un temps identique. De récentes études ont montré l’apparition de cataractes dans un cadre d’activité professionnelle, alors que la limite d’exposition était jusqu’à aujourd’hui plus élevée, • de limiter l’apparition des effets aléatoires à un niveau « socialement acceptable », juste compromis entre le bénéfice que tire la société de l’utilisation de la radioactivité et des rayonnements ionisants (médecine, surveillance, etc.) et les nuisances qui en découlent, dans un cadre habituel. Ainsi il est recommandé de ne pas dépasser pour les travailleurs, les 20 mSv sur 12 mois au niveau de l’organisme entier (exposition globale voir chapitre 2).

ESTIMER LE RISQUE ALÉATOIRE Néanmoins, en ayant pris toutes les précautions nécessaires, a-t-on la possibilité de connaître le nombre de personnes qui vont voir apparaître une pathologie suite à une exposition aux rayonnements ionisants ? C’est ce que font les personnes qui travaillent dans le domaine de l’épidémiologie. Et vous allez voir que rien n’est simple ! En partant d’une dose efficace, il est possible de calculer une probabilité de cancer en utilisant le coefficient de probabilité que l’on peut définir comme le « facteur de risque ». Le « facteur de risque » correspond à la pente de la droite de la relation linéaire sans seuil. Attention, il ne s’agit que de calculs probabilistes et en aucun cas de certitude puisque chaque personne a une sensibilité différente aux rayonnements ionisants.

38

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

Si les 300 000 travailleurs exposés au niveau français étaient exposés au niveau de l’organisme entier à 20 mSv (supposition totalement irréaliste), le résultat du calcul théorique serait que 360 personnes auraient une affection provoquée par cette exposition. Ceci est à comparer avec le taux de fréquence « naturel » d’apparition des cancers en France qui est de 29 % (soit 87 000 travailleurs qui vont déclarer cette pathologie). La question se pose donc dans ces termes : comment identifier les 360 cancers dus à l’exposition aux rayonnements ionisants, des 87 000 autres cancers ? Actuellement, il n’y a pas de possibilité d’identifier l’origine d’un cancer. Il n’y a pas de cancer à point rouge pour les produits chimiques et à point bleu pour les rayonnements ionisants ! Une équipe de recherche du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) a mis en évidence à la fin de l’année 2011, un effet sur la thyroïde dans des conditions particulières d’exposition aux rayonnements ionisants. On pourrait dire que c’est le début de la pelote et qu’il va falloir aller plus loin. C’est bien entendu un des axes de recherche privilégié actuellement dans le monde et, en France dans les équipes du CEA, du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) et de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM).

DÉSACCORD AVEC LA RELATION LINÉAIRE SANS SEUIL Il est également juste de dire que tout le monde n’est pas d’accord avec cette relation linéaire pour les faibles doses et que les académies françaises (Académies de médecine et des sciences), par exemple, jugent que le risque aux faibles doses est surestimé.

39

3. LES EFFETS DES RAYONNEMENTS SUR L’ÊTRE HUMAIN

Plusieurs publications ont également montré des phénomènes de réparation de l’ADN après que des personnes aient reçu de faibles doses de rayonnements. C’est un effet qu’on nomme l’hormésis. Ce phénomène pourrait être comparé à la vaccination.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Pour une exposition globale, on prend la valeur repère de 0,5 Gy comme valeur entre faible dose et forte dose. • Les effets déterministes apparaissent dans les cas de fortes doses. Ce sont des effets à seuil. Ils se déclarent de manière précoce. Leur gravité est fonction de la dose absorbée mesurée en gray. • A contrario, les effets aléatoires surviennent dans les cas des faibles doses. Ce sont des effets sans seuil. Ils se déclarent de manière tardive. La probabilité d’apparition de l’effet augmente selon la dose efficace estimée en sievert. • Un des objectifs principaux de la radioprotection a été de fixer des limites à l’exposition que peuvent subir les personnes et notamment les travailleurs. Ces valeurs ont été établies pour prévenir l’apparition de tout effet déterministe en maintenant la dose équivalente reçue pendant toute la vie professionnelle au-dessous du plus faible seuil, et limiter l’apparition des effets aléatoires à un niveau « socialement acceptable ». • En partant d’une dose efficace, il est possible de calculer une probabilité de cancer en utilisant un coefficient nommé « facteur de risque ». • Attention, il ne s’agit que de calculs probabilistes et en aucun cas de certitudes puisque chaque personne a une sensibilité différente aux rayonnements ionisants.

40

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS : « HEUREUSEMENT ON PEUT FACILEMENT MESURER LA RADIOACTIVITÉ »

Quand un rayonnement ionisant rencontre un obstacle, il y a une interaction entre le rayonnement et le milieu. En revanche, aucun de nos cinq sens n’est capable de mettre en évidence les rayonnements. Dans le cas des très fortes doses, la personne exposée peut en ressentir les effets assez vite car l’apparition est précoce. Mais c’est généralement trop tard et l’issue peut se révéler fatale. Pour détecter les rayonnements émis par une substance radioactive ou un générateur de rayonnements, il faut un milieu détecteur approprié permettant de mettre en évidence la présence de la radioactivité. Détecter des rayonnements signifie tout d’abord, être informé de la présence de rayonnements mais, la détection ça peut être aussi : • identifier la nature de ces rayonnements ; • les dénombrer ; • mesurer leur énergie. 41

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Un système de détection est donc constitué d’un milieu détecteur, dans lequel l’interaction du rayonnement avec la matière donne lieu à l’apparition d’un phénomène électrique ou lumineux, et d’un ensemble électronique qui traite le signal envoyé par le détecteur. Les différents types de détecteurs peuvent être caractérisés par la nature de l’interaction du rayonnement avec le détecteur.

LES INTERACTIONS DES RAYONNEMENTS En ce qui concerne les particules chargées électriquement comme l’électron ou le proton, c’est leur déplacement qui va indiquer qu’il y a eu interaction. À titre d’exemple, la production de lumière est le phénomène que l’on utilise dans les détecteurs à scintillation. Les compteurs à gaz détectent la création d’ions dans la matière (le gaz) du fait du rayonnement que l’on veut mesurer. Nous connaissons tous de nom, le compteur Geiger-Müller. Il existe ainsi différents modèles conçus pour différentes mesures. On utilise même des puces en silicium (un peu comme celle des téléphones ou des cartes de crédit).

LE MODE DE FONCTIONNEMENT DES DÉTECTEURS Les détecteurs se classent selon leur mode de fonctionnement ; ils peuvent fournir une réponse en impulsions ou en continu : • Un compteur à impulsions fournit une série de signaux correspondant chacun, à la mesure d’un rayonnement par le détecteur ; les impulsions sont séparées les unes des autres dans le temps. Il permet d’évaluer la contamination ou de mesurer des becquerels et donc, de définir une activité. Ces détecteurs fonctionnent sur le mode « dénombrement ».

42

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

• Un autre mode de fonctionnement conduit à mesurer directement la moyenne de nombreuses impulsions de rayonnements avec le détecteur, sans qu’il soit possible de distinguer les événements individuels. On mesure alors un courant électrique et pas des impulsions séparées. Ces détecteurs permettent de faire une mesure du débit de dose absorbée et donc de la dose absorbée (de mesurer des grays) et par conséquent une estimation de la dose efficace (en sieverts).

Il n’existe pas de compteur « à tout faire » capable de mesurer tous les types de rayonnements et de faire des mesures de la contamination et du débit de dose absorbée. Ainsi, les catalogues des constructeurs de matériels de radioprotection sont particulièrement étoffés. Nous ne pouvons pas montrer l’ensemble de la production et nous ne donnerons dans cet ouvrage que quelques exemples. Nous aborderons bien sûr, des éléments concernant les appareils utilisés dans le monde professionnel de la radioprotection mais je vous donnerai aussi, un avis sur les appareils qui ont vu leurs ventes monter en flèche après l’accident nucléaire de Fukushima.

MESURER LA CONTAMINATION SURFACIQUE On désigne souvent ces ensembles de mesures comme des radiamètres. Nous n’allons pas expliquer en détail toutes les caractéristiques de fonctionnement de ces appareils. Sachez que, ceux qui vous sont présentés (cf. figures 1 à 4) sont utilisés dans le domaine professionnel et ont des performances précises. Ils doivent être régulièrement vérifiés et contrôlés.

43

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

L’électronique

(a) Détecteur à scintillation

(b) Compteur Geiger-Müller

Figure 1 | Exemples de radiamètres.

Figure 2 | Détecteurs à scintillations très sensibles (utilisés en milieu professionnel et associatif…) et possédant une alarme sonore.

Figure 3 | Autres types de compteurs mesurant la contamination.

44

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Figure 4 | Compteur à scintillation liquide.

Pour mettre en évidence des rayonnements bêta de faible énergie, comme ceux du tritium, il faut un matériel plus sophistiqué. Vous pouvez constater qu’il existe de nombreux modèles aussi bien pour mesurer les contaminations surfaciques dans les locaux, que corporelles sur les personnes. Pour être sûr qu’un travailleur ne sort pas avec de la contamination, certaines entreprises ont mis en place plusieurs niveaux de contrôles. Certains sont au niveau des postes de travail avec les appareils présentées sur les figures 5. Ensuite, et en fonction des locaux, plusieurs autres contrôles peuvent être nécessaires, à la sortie d’un laboratoire par exemple.

Figure 5 | Contrôleurs de contamination corporelle.

45

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Dans les centrales nucléaires, les contrôles sont poussés jusqu’à trois niveaux différents après la sortie du bâtiment réacteur. Les personnes accèdent dans ce bâtiment uniquement pendant les opérations de maintenance. À la sortie, ils passent obligatoirement par ces appareils. Les photos de la figure 6 donnent une petite indication des modèles installés.

Portique C1 (1er niveau). Les personnes sont habillées.

Portique C2 (2e niveau). Contrôle en sous vêtements.

Sortie de site C3 (3e niveau) avec les effets personnels. Figure 6 | Contrôleurs de contamination corporelle selon le niveau.

On peut également vérifier que les personnes n’ont pas respiré de produits radioactifs. On réalise alors, un contrôle de la 46

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

contamination interne (à condition que les produits radioactifs émettent des rayonnements gamma, les seuls à pouvoir sortir du corps) (cf. figure 7).

Figure 7 | Appareil pour contrôler la contamination interne.

MESURER LA CONTAMINATION ATMOSPHÉRIQUE Ce sont des appareils encore un peu plus sophistiqués que les précédents. Ils sont utilisés dans les grosses installations pour voir si l’air contient des particules radioactives en suspension dans l’air. Ils coutent très chers et sont réservés à des usages professionnels. Quelques modèles sont présentés figures 8 et 9.

Figure 8 | Appareils mesurant la contamination atmosphérique.

47

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Des appareils identiques peuvent mesurer une contamination dans l’environnement.

Figure 9 | Appareils mesurant une contamination dans l’environnement.

Après l’accident de Fukushima, les appareils sur la figure 9 ont été capables de prélever les particules radioactives. Il a fallu une analyse longue en laboratoire pour mesurer un milli becquerel par mètre cube d’air. Aujourd’hui, certains appareils professionnels (pas tous évidemment) qui mesurent la radioactivité, autrement dit la contamination, sont capables de faire des mesures inférieures au becquerel.

Les appareils suivants sont eux, beaucoup moins sensibles (disons pour donner un ordre de grandeur, 1000 fois moins sensibles).

MESURER LE DÉBIT DE DOSE ABSORBÉE Ces ensembles de mesures sont désignés comme des débitmètres. Ils mesurent la vitesse à laquelle on reçoit les rayonnements. Comme précédemment pour les appareils mesurant la contamination, ceux qui sont présentés (cf. figure 10) ici, sont utilisés dans le domaine professionnel et ont des performances précises. Ils doivent être régulièrement vérifiés et contrôlés.

48

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Chambre d’ionisation

Geiger-Müller

Compteur proportionnel

Figure 10 | Appareils mesurant le débit de dose.

La compensation électronique du compteur Geiger permet aujourd’hui de faire des mesures en courant alors qu’il avait été conçu pour faire des mesures rayonnement par rayonnement. Tous ces appareils mesurent des micrograys par heure et certains appareils font une traduction pour donner une valeur en micro sievert par heure, permettant d’estimer la dose équivalente ou la dose efficace.

MESURER LA DOSE ABSORBÉE En ce qui concerne la mesure de la dose absorbée, il existe aussi des appareils plus adaptés à la mesure des rayonnements reçus par les personnes. C’est grâce à ces appareils que l’on peut estimer la dose équivalente à la peau, au niveau des mains et la dose efficace au niveau de l’organisme entier. C’est ceux que lon désigne sous le terme de dosimètres. Il en existe deux catégories : les dosimètres passifs et les dosimètres actifs.

49

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Les dosimètres passifs Ce sont des détecteurs qui ne donnent la valeur de la dose qu’après une lecture en laboratoire. La réglementation impose de les porter dans certaines zones. Aujourd’hui, deux technologies similaires existent. Le détecteur restitue l’information après avoir été chauffé ou éclairé selon le matériau utilisé. Voici ceux qui sont le plus diffusés en France. Ils contiennent des détecteurs de petits volumes, sous emballage étanche. En plaçant des dosimètres dans une bague, on peut faire des mesures au niveau des mains (cf. figure 11).

(a)

(b)

(c)

Figure 11 | Les différents types de dosimètres : dosimètres pour le corps entier (a) (b), dosimètre pour les mains (c).

Les dosimètres actifs ou opérationnels Il existe maintenant des dosimètres qui donnent en temps réel, la valeur de la dose cumulée et aussi du débit de dose équivalente (après utilisation du facteur de pondération). Ces appareils que l’on désigne sous le terme de «dosimètres opérationnels» ont permis un net progrès sur le plan de la réduction des doses. 50

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Nous verrons dans le prochain chapitre, l’application d’un des trois grands principes de la radioprotection : l’optimisation. Leur port est obligatoire dans les zones dites contrôlées (nous verrons de quoi il s’agit dans le chapitre sur les notions de réglementation). Lorsque l’exposition est importante et peut varier de façon appréciable géographiquement ou temporellement, on a intérêt à porter un dosimètre à lecture directe muni d’une alarme réglable. Ces appareils sont en général constitués d’un détecteur solide (une puce silicium, un semi conducteur) qui mesure un débit de dose et d’un système électronique qui permet de l’intégrer dans le temps. À tout instant, on peut lire le débit de dose absorbée en instantané et la dose absorbée reçue depuis la mise en fonctionnement. Des alarmes peuvent être déclenchées lorsque la dose ou le débit de dose atteint certaines valeurs seuils. Ces dosimètres sont utilisés pour estimer la dose efficace (cf. figure 12).

Figure 12 | Quelques détecteurs vendus sur le marché français.

51

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

HISTOIRE Le compteur Geiger-Müller Cet instrument de mesure, dont le principe fut imaginé vers 1913 par Hans Geiger, fut mis au point avec Walther Müller en 1928. Il n’a d’ailleurs pas beaucoup changé depuis. Pour faire simple, c’est « une boîte de conserve avec un fil dedans ». Plus sérieusement, c’est une enveloppe métallique cylindrique dans l’axe de laquelle est tendu un mince fil, métallique lui aussi. Cette « chambre » est remplie d’un gaz (air et vapeurs organiques) sous faible pression. Une tension est établie entre l’enveloppe qui va jouer le rôle de pôle négatif et le fil qui va jouer le rôle de pôle positif. Quand un rayonnement ionisant pénètre à l’intérieur du tube Geiger-Müller, il ionise le gaz, c’est-à-dire qu’il arrache des électrons. Les électrons étant chargés négativement, ils vont se précipiter sur le fil chargé positivement. On peut alors compter le nombre d’électrons, et donc l’activité correspondante.

QUE DIRE DES APPAREILS NON PROFESSIONNELS ? Après Fukushima, nous avons assisté à une recrudescence d’achats d’appareils (ce que nous avons appelés les radiamètres et les dosimètres) à l’intention des particuliers qui voulaient faire des mesures. Beaucoup de compteurs Geiger-Müller ont été proposés sur le marché « pour faire des mesures de radioactivité ». Un point est à signaler, c’est que TOUS les appareils que vous venez de voir (en dehors des dosimètres) sont chers, voire très chers. Le premier prix se situe aux alentours de 1 000 euros. Et comme il n’y a pas d’appareils permettant de faire toutes les mesures, la question nous a souvent été posée : « que choisir ? » 52

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

Les prix des autres appareils se situent à partir de 300 euros. Voila ce que vous trouvez sur une des annonces internet, reprise telle quelle : « Compteur Geiger Radex RD 1503 Rayons X, béta et gamma Il détecte la radioactivité et divers rayonnements. Ainsi les particules béta, les rayonnements X et gamma sont perçus avec une très grande sensibilité... Seuils d’alarme à 0,3, 0,6 et 1,2 µSv/h » Il s’agit d’un appareil qui fait une mesure de débit de dose MAIS il ne peut pas mesurer une contamination. (Revoir « Le mode de fonctionnement des détecteurs ».) Et pourtant l’annonce dit « il détecte la radioactivité » ! Autre remarque (nous avons expérimenté ledit appareil) : la fiabilité est aussi fonction du prix. Vous pouvez donc faire des mesures avec ces appareils vendus à meilleur marché. Tout dépend de ce que vous voulez mesurer. Mais ne vous attendez pas à devenir un radioprotectionniste professionnel avec ce genre d’appareil.

Nous avons dit qu’il n’était pas possible de présenter tous les appareils existants. Ceux-ci vous donnent quand même une idée des possibilités qui sont à notre disposition si l’on veut faire une mesure dans le domaine de la radioactivité : mesure d’activité ou mesure de dose.

53

4. LA DÉTECTION DES RAYONNEMENTS

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Détecter des rayonnements signifie tout d’abord être informé de la présence de rayonnements. • C’est ensuite, identifier la nature de ces rayonnements, les dénombrer, mesurer leur énergie. • Les détecteurs se classent selon leur mode de fonctionnement ; ils peuvent fournir une réponse en impulsions ou en continu. − Dans le premier cas, on dénombre les rayonnements un à un (mode dénombrement). Ces détecteurs permettent d’évaluer une contamination par comptage (de becquerels) et donc de définir une activité. − Dans le second cas, on mesure un courant électrique (on fait une moyenne de tous les rayonnements comptés). Ces détecteurs permettent de faire une mesure du débit de dose absorbée et donc, de la dose absorbée (en grays) et par conséquent, une estimation de la dose efficace (en sieverts). Ces appareils sont moins sensibles que les précédents (mille fois moins si on veut donner un ordre de grandeur). • Il n’existe pas de compteur « à tout faire » capable de mesurer tous les types de rayonnements et de faire des mesures de la contamination et du débit de dose absorbée. • De nombreux modèles d’appareils existent au niveau professionnel. Leurs niveaux de performances permettent de mesurer une activité ou une contamination au niveau du becquerel et mesurer un débit de dose au niveau du centième du micro gray par heure (que l’on traduit ensuite en centième de micro sievert). C’est rarement le cas pour des appareils vendus à plus faible prix. • Les doses reçues par les personnes exposées aux rayonnements ionisants, sont mesurées au moyen de dosimètres. Il en existe deux types : passifs (résultat a posteriori) ou actifs (résultats instantanés).

54

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION : « L’ÉMERGENCE D’UNE DISCIPLINE SCIENTIFIQUE »

LES DÉBUTS Le premier cliché réalisé avec des rayons X fut la main de madame Röntgen (cf. chapitre 1). Il est resté célèbre (cf. figure 1).

Figure 1 | Mise en évidence des rayons X en 1895.

Dès l’utilisation des premiers tubes à rayons X, les radiologues commencent à constater des effets (déterministes ceux-là) sur eux-mêmes. À la fin de 1896, il est observé 23 cas de blessures graves, la plupart du temps des radiologistes ou des fabricants de tubes à rayons X. 55

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

Un article repris par wikipédia nous donne une illustration de ces blessures : En novembre 1896, un premier article écrit par un démonstrateur en rayons X pendant l’été à Londres, décrit les symptômes : « Dans les deux ou trois premières semaines je n’en ressentis aucun inconvénient mais au bout de quelque temps apparurent sur les doigts de ma main droite de nombreuses tâches foncées qui perçaient sous la peau. Peu à peu elles devinrent très douloureuses ; le reste de la peau était rouge et fortement enflammé. Ma main me faisait si mal que j’étais constamment obligé de la baigner dans de l’eau très froide. Une pommade calme momentanément la douleur mais l’épiderme s’était desséché, il était devenu dur et jaune comme du parchemin et complètement insensible ; je ne fus donc pas surpris lorsque ma main se mit à peler ».

Cliché datant de la fin du XIXe siècle d’une main exposée.

Bientôt la peau puis les ongles tombent, les doigts enflent, les douleurs sont incessantes, « j’ai perdu trois épidermes de la main droite et un de la main gauche, quatre de mes ongles ont disparu de la main droite et deux de la gauche et trois autres sont prêts à tomber. Pendant plus de six semaines j’ai été incapable de faire quoi que ce soit de ma main droite et je ne puis tenir une plume que depuis la perte de mes ongles... ».

En 1901, Henri Becquerel décrivit la première brûlure par irradiation aiguë localisée après avoir placé dans sa poche une source radioactive. 56

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

Dès le début, il y a eu de nombreuses observations d’effets déterministes. Au cours des années qui ont suivi (à partir de 1904), de nombreuses publications font référence aux maladies induites par les rayonnements chez les radiologues. C’est en 1911 que, pour la première fois, la littérature scientifique mentionne une relation possible entre les rayonnements et la leucémie. En 1927, Müller (le collègue de Geiger !) suggère la possibilité d’effets génétiques des rayonnements chez l’homme. C’est un des premiers éléments qui incite les chercheurs à orienter leurs travaux sur les effets aléatoires.

La création d’une Commission Les scientifiques de l’époque pensent alors à constituer une commission de protection s’occupant des rayons X et du radium, la IXCRP. Les premières recommandations de la IXCRP datent de 1928. Elles limitaient l’exposition à environ 1 Sv. L’objectif de l’époque était d’éviter les effets déterministes. Cette commission deviendra ensuite la CIPR. Très à la mode pendant les années d’entre deux guerres, le radium va donner lieu aux utilisations les plus fantaisistes (l’expression « années folles » est tout à fait appropriée). Nous donnerons quelques illustrations dans le chapitre concernant les sources de rayonnements naturelles (cf. chapitre 10). En 1954, les premiers résultats des études épidémiologiques montrent l’apparition d’un excès de leucémies parmi les survivants des bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki. La CIPR introduit donc en 1958, de nouvelles limites fixées à 50 mSv pour les travailleurs et 5 mSv pour le public par an, dans le but de limiter le nombre d’effets aléatoires, c’est-à-dire les cancers et les effets héréditaires. À l’époque les unités étaient le rad, le rem et le röntgen. On ne les utilise plus aujourd’hui en France, mais encore aux États-Unis. 57

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

Avec ces nouvelles limites, l’apparition d’effets à seuil fut grandement diminuée. Dans le même document, la CIPR, prenant en compte les incertitudes autour des études épidémiologiques (revoir le chapitre 3), introduit une notion de précaution en basant son attitude de protection sur une relation linéaire sans seuil : quelle que soit la dose, un effet peut être observé, sa probabilité d’apparition augmentant avec la dose. Ainsi apparu ce que nous appellerons plus tard le principe de précaution. Notons également que même sans information, la CIPR s’est, dès les années 1950, préoccupée des générations à venir en affectant un coefficient de risque important pour les effets héréditaires. Dans sa publication de 1977, la CIPR précisait le système de protection – encore en partie appliqué de nos jours – et édictait les trois grands principes que nous allons décrire ci-après : la justification, l’optimisation et la limitation. Ils servent toujours aujourd’hui de base aux législations européenne et mondiale. Enfin dans sa publication de 1990, la CIPR a tenu compte d’une réestimation des doses reçues par les survivants des bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki et diminué les limites de doses à 20 mSv/an pour les travailleurs et 1 mSv pour le public. La CIPR, dans la droite ligne de sa démarche historique, a fait paraître en 2007 de nouvelles recommandations : c’est la publication 103. Une des évolutions majeures est une diminution notable du risque génétique (diminution d’un facteur 2,5). Vous pouvez la trouver en français, en accès libre sur le site Internet de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN).

58

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

QUESTION Comment décline-t-on les trois principes de radioprotection ? Ces trois principes ont été intégrés dans la réglementation et en l’occurrence dans le Code de la Santé Publique. C’est l’article L1333-1 qui le précise : « Les activités comportant un risque d’exposition des personnes aux rayonnements ionisants et ci-après dénommées activités nucléaires, émanant soit d’une source artificielle, qu’il s’agisse de substances ou de dispositifs, soit d’une source naturelle lorsque les radionucléides naturels sont traités ou l’ont été en raison de leurs propriétés radioactives, fissiles ou fertiles, ainsi que les interventions destinées à prévenir ou réduire un risque radiologique consécutif à un accident ou à une contamination de l’environnement, doivent satisfaire aux principes suivants : 1°Une activité nucléaire ou une intervention ne peut être entreprise ou exercée que si elle est justifiée par les avantages qu’elle procure, notamment en matière sanitaire, sociale, économique ou scientifique, rapportés aux risques inhérents à l’exposition aux rayonnements ionisants auxquels elle est susceptible de soumettre les personnes ; 2°L’exposition des personnes aux rayonnements ionisants résultant d’une de ces activités ou interventions doit être maintenue au niveau le plus faible qu’il est raisonnablement possible d’atteindre, compte tenu et sociaux et, le cas échéant, de l’objectif médical recherché ; 3°L’exposition d’une personne aux rayonnements ionisants résultant d’une de ces activités ne peut porter la somme des doses reçues au-delà des limites fixées par voie réglementaire, sauf lorsque cette personne est l’objet d’une exposition à des fins médicales ou de recherche biomédicale. » Il convient donc de respecter réglementairement ces principes.

59

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

LA RADIOPROTECTION : DES PRINCIPES L’action des personnes travaillant dans le domaine de la radioprotection s’articule autour de trois grands principes édictés par la CIPR qui sont repris dans le monde entier et bien entendu dans la réglementation française : La justification, l’optimisation et la limitation.

Aucun des trois principes n’est prépondérant par rapport à un autre. On les énonce ainsi car c’est dans cet ordre que l’on analyse généralement les situations d’exposition.

Le principe de justification Aucune pratique ne peut être adoptée si elle n’apporte pas un avantage suffisant aux individus exposés ou à la société. La CIPR confie ce rôle d’approbation aux autorités nationales. Ainsi on pourra observer de par le monde, que certains États trouvent justifié le recours à l’énergie nucléaire, d’autres non. Selon ce principe, certaines utilisations sont aujourd’hui interdites comme l’ajout de radioactivité de manière intentionnelle dans les jouets, les paratonnerres, l’alimentation, les produits à usage domestiques, les bijoux. D’autres font l’objet de restrictions conduisant à l’abandon de certaines utilisations compte tenu des progrès techniques. C’est le cas pour les détecteurs d’incendie qui contenaient jusqu’à aujourd’hui, des sources radioactives et qui sont progressivement remplacés. Ceci conduit à des régimes de déclaration et d’autorisation d’utilisation des sources qui figurent dans les directives européennes et sont reprises dans la réglementation française. 60

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

Ces régimes sont destinés à contrôler leur justification, leur suivi et leurs conditions de mise en œuvre. Le texte réglementaire français est explicite: « Une activité nucléaire ou une intervention ne peut être entreprise ou exercée que si elle est justifiée par les avantages qu’elle procure, notamment en matière sanitaire, sociale, économique ou scientifique, rapportés aux risques inhérents à l’exposition aux rayonnements ionisants auxquels elle est susceptible de soumettre les personnes. ». Il faut entendre dans la réglementation française les mots « activité nucléaire » comme le mot « pratique » au sens européen. Il s’agit simplement de l’utilisation de sources radioactives ou de générateurs de rayonnements. Une fois la justification acquise, la CIPR demande que soient appliqués les deux autres principes, l’optimisation et la limitation.

Le principe d’optimisation Si l’on considère que les effets aléatoires n’ont pas de seuil, toute utilisation de la radioactivité, même justifiée, produira des effets puisque l’exposition nulle n’existe pas. La CIPR demande alors de réduire autant que faire se peut, compte tenu de facteurs économiques et sociaux, l’exposition aux rayonnements ionisants. Ce second principe d’optimisation est plus souvent connu dans le monde professionnel sous l’acronyme anglo-saxon ALARA, « As Low As Reasonably Achievable ». Ceci conduit à accepter un risque « limité » en utilisant des moyens permettant de le réduire ; l’application du principe ALARA se faisant toutefois dans une échelle d’exposition que l’on a jugée par ailleurs acceptable ou tolérable. Ce principe ALARA tient compte à la fois du principe de précaution et du principe d’équité (réduire les doses au niveau le plus bas raisonnablement possible, en commençant par les doses les plus élevées). 61

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

À titre d’exemple, le principe d’équité veut qu’entre deux travailleurs chargés d’une même opération mais affectés dans deux sociétés différentes, la dose reçue (efficace ou équivalente) soit la même.

Le texte réglementaire français stipule : « L’exposition des personnes aux rayonnements ionisants résultant d’une de ces activités ou interventions doit être maintenue au niveau le plus faible qu’il est raisonnablement possible d’atteindre, compte tenu de l’état des techniques, des facteurs économiques et sociaux et, le cas échéant, de l’objectif médical recherché. » Le mot raisonnablement est peut-être le plus important de ce paragraphe. Un examen historique des doses reçues par les travailleurs, montre que l’application du principe ALARA a conduit à une baisse significative et régulière de ces doses.

62

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

Le principe de limitation La justification est une affaire collective, l’optimisation garantit que les expositions soient les plus basses possible, sans qu’une valeur plafond ne soit formellement fixée. C’est pourquoi, la CIPR, voulant une protection individuelle, énonce un troisième principe dit de limitation : «Toute exposition aux rayonnements ionisants sera maintenue à titre individuel, strictement inférieure aux limites fixées par la réglementation. » Les limites, rappelons-le, sont fixées de manière à interdire l’apparition de tout effet déterministe et à maintenir la fréquence d’apparition des effets aléatoires à un niveau jugé acceptable. Le texte français dit : « L’exposition d’une personne aux rayonnements ionisants résultant d’une de ces activités ne peut porter la somme des doses reçues au-delà des limites fixées par voie réglementaire, sauf lorsque cette personne est l’objet d’une exposition à des fins médicales ou de recherche biomédicale ». Nous aborderons ce point dans le chapitre sur les notions réglementaires (chapitre 9).

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Premiers à utiliser les rayons X, les radiologues ont rapidement constaté des effets nuisibles sur l’organisme. • En 1928, une commission de protection, la IXCPR, est constituée afin d’éviter les effets déterministes dus aux rayons X et au radium. • Les résultats des études épidémiologiques menées sur les survivants des bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki ont conduit la CIPR à introduire en 1958, des limites annuelles d’exposition pour les travailleurs et pour le public. • En 1977, la CIPR édictait les trois grands principes de la radioprotection : la justification, l’optimisation et la limitation, toujours appliqués aujourd’hui.

63

5. L’HISTOIRE DE LA RADIOPROTECTION

• En 1990, après réestimation des doses reçues par les survivants des bombardements atomiques, la CIPR a abaissé les limites de doses à 20 mSv/an pour les travailleurs et 1 mSv pour le public. • Le principe de justification : une activité nucléaire (au sens, utilisation de sources de rayonnements) ou une intervention ne peut être entreprise ou exercée que si elle est justifiée par les avantages qu’elle procure, rapportés aux risques inhérents à l’exposition aux rayonnements ionisants. • Le principe d’optimisation (connu aussi sous le nom d’ALARA) : l’exposition des personnes aux rayonnements ionisants résultant d’une de ces activités ou interventions doit être maintenue au niveau le plus faible qu’il est raisonnablement possible d’atteindre. • Le principe de limitation : l’exposition d’une personne aux rayonnements ionisants ne peut excéder les limites fixées par voie réglementaire, sauf dans le cas de l’exposition médicale.

64

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION : « PROTÉGER LES TRAVAILLEURS, LE PUBLIC ET L’ENVIRONNEMENT »

LA RADIOPROTECTION : UN MÉTIER Aujourd’hui, la radioprotection est devenue un métier. Les personnes affectées dans des services de protection contre les rayonnements sont les garants de la protection des travailleurs, du public et de l’environnement. Cela concerne le domaine nucléaire mais aussi médical ou industriel. Il existe des formations initiales qui débutent au niveau CAP/BEP. Il y a ensuite des formations au niveau baccalauréat, la formation de technicien en radioprotection et d’autres à des niveaux supérieurs. C’est le cas du brevet de technicien supérieur en radioprotection (niveau bac + 2), puis des licences professionnelles au niveau bac + 3. Celles-ci sont reconnues par l’éducation nationale. La première formation initiale en radioprotection a vu le jour en 1960 et était dispensée par l’Institut national des sciences et techniques nucléaires (INSTN) du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA).

65

6. LA RADIOPROTECTION

En ce qui concerne les formations d’ingénieur, il existe plusieurs Masters traitant de radioprotection, dont celui spécifique, dispensé par l’université Joseph Fourier de Grenoble et l’INSTN. Le Master radioprotection forme les futurs cadres dans ce domaine. Les professionnels formés peuvent ensuite exercer leur métier chez les grands exploitants nucléaires ou dans des sociétés soustraitantes. La commission Enseignement de la Société française de radioprotection (SFRP) a recensé la liste des formations initiales et vous pouvez la retrouver sur son site Internet ou celui de RP Cirkus. En terme d’emploi, la radioprotection est un domaine où il y a plus d’offres que de demandes. Tous les élèves ayant suivi une formation initiale trouvent du travail, parfois même avant la sortie de leur école.

Un élève ou un étudiant attiré par la physique et les mathématiques, trouvera un intérêt direct à ces formations : il sera amené à étudier la radioactivité, les interactions des rayonnements avec la matière, les éléments nécessaires à la protection des personnes et des biens, les effets biologiques des rayonnements, la mesure et les aspects réglementaires qui régissent l’utilisation de la radioactivité. Ces thèmes sont déclinés pour toutes les formations en fonction des niveaux. À partir du niveau bac + 2 et plus, l’aspect rédactionnel et l’esprit de synthèse sont également à développer.

LE RADIOPROTECTIONNISTE : UN PRÉVENTEUR Le radioprotectionniste applique et fait appliquer les principes de radioprotection dont nous venons de parler. 66

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

C’est donc un emploi lié au domaine de la sécurité. Radiologique en premier lieu, mais d’autres aspects de la sécurité doivent absolument être pris en compte. La réglementation est très explicite : « L’employeur définit les mesures de protection collective adaptées à la nature de l’exposition susceptible d’être subie par les travailleurs exposés. La définition de ces mesures prend en compte les autres facteurs de risques professionnels susceptibles d’apparaître sur le lieu de travail, notamment lorsque leurs effets conjugués sont de nature à aggraver les effets de l’exposition aux rayonnements ionisants. »

(a)

(b) Figure 1 | Contrôles sur site : (a) mesure de débit de dose ; (b) mesure de la contamination surfacique.

67

6. LA RADIOPROTECTION

Les radioprotectionnistes, dans le cas des installations nucléaires, sont généralement regroupés au sein d’un service. Selon l’importance des installations et des risques engendrés, le nombre de personnes peut dépasser la centaine. C’est le cas chez les exploitants nucléaires comme AREVA, le CEA ou EDF. Dans le cas où le risque radioactif est moins important, le législateur français a créé en 1967, la fonction de « personne compétente en radioprotection ». Les personnes chargées de cette fonction doivent suivre une formation de dix jours au maximum. Un projet d’arrêté prévoit de porter cette durée à 90 heures en fonction des options. Cependant, ces personnes ne peuvent évidemment pas prétendre détenir la même compétence que celles qui ont suivi une formation initiale. Ces formations sont adaptées en fonction du secteur d’activité.

ÉVITER LES INCIDENTS ET LES ACCIDENTS Même si le risque zéro n’existe pas, c’est le rôle du préventeur qu’est le radioprotectionniste, d’éviter les incidents et les accidents dus aux rayonnements ionisants. Nous présentons dans ce chapitre quelques événements marquants dans le domaine de la radioprotection et des aspects radiologiques. Vous verrez ensuite dans le chapitre 10 et suivants, des photos et images de ce que peut être une source radioactive ou une source de rayonnements. Nous n’entrerons pas dans le domaine des accidents nucléaires comme Windscale, Three Mile Island, Tchernobyl, Tokai Mura ou Fukushima.

NUCLÉAIRE ET RADIOLOGIQUE Les mots « nucléaire » et « radiologique » sont fréquemment utilisés l’un pour l’autre comme s’ils avaient la même 68

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

signification. Cela n’est pas toujours le cas, et leur utilisation indifférenciée conduit à des imprécisions voire à des erreurs fâcheuses. Extrait d’une brochure ASN rédigée par le Pr M. Bourguignon : un petit point sur ces deux notions pour préciser leurs différences par des exemples.

Nucléaire La racine latine du mot nucléaire est « nucleus », le noyau. Il est fait référence au noyau d’un atome, et est « nucléaire » tout ce qui implique un noyau d’atome et sa transformation dans une réaction nucléaire en un autre noyau. Une bombe atomique est en fait une bombe nucléaire mettant en jeu une réaction nucléaire en chaîne de fission de noyaux d’uranium ou de plutonium, ou bien une réaction de fusion de noyaux légers (hydrogène, tritium). Une centrale nucléaire productrice d’électricité est bien nucléaire car elle utilise une réaction nucléaire en chaîne contrôlée pour que la fission des noyaux d’atomes produise de la chaleur sans qu’il y ait le phénomène explosif de la bombe. La médecine nucléaire fait référence à une spécialité d’imagerie médicale diagnostique utilisant des molécules marquées par un élément à noyau radioactif. Ces molécules, ou radiopharmaceutiques, administrées à un patient, vont se fixer de façon spécifique sur une cible biologique. Leur distribution est repérée par le rayonnement γ pénétrant émis par le noyau radioactif. La médecine nucléaire est aussi une spécialité de radiothérapie interne. Pourquoi l’adjectif nucléaire est-il attaché à cette spécialité médicale depuis son origine ? Les produits radioactifs utilisés sont d’origine artificielle. Ils ont été et sont encore produits, pour la majorité d’entre eux, dans des réacteurs nucléaires. De plus, lors de l’émission 69

6. LA RADIOPROTECTION

du rayonnement, le noyau radioactif est transformé en un autre noyau souvent non radioactif. ZOÉ la première pile atomique française a fabriqué des produits radioactifs à usage médical. L’imagerie par résonance magnétique est en fait une imagerie par résonance magnétique nucléaire. Les radiologues se sont débarrassé d’emblée du mot nucléaire pour ne pas subir tout le contexte psycho-sociologique. Bien que cette technique n’utilise pas de noyaux radioactifs, il s’agit bien d’une technique « nucléaire » dès lors qu’elle utilise la propriété intrinsèque des particules constituant le noyau (protons et neutrons) d’avoir une aimantation microscopique, que l’on nomme le spin. Ce spin peut être orienté par un champ magnétique externe, ce qui permet de communiquer de l’énergie au proton et de recevoir un signal en retour, signal très riche en information.

Radiologique La racine latine du mot radiologique est « radius », rayon. Le terme « radiologique » englobe donc tous les rayonnements, quelle que soit leur origine. Ces rayonnements ont 3 origines possibles : • Le rayonnement est émis par un noyau lors d’une réaction nucléaire (fusion, fission, collision) ou d’une désintégration lorsqu’un noyau instable retourne vers un état de stabilité. Les rayonnements émis par les radionucléides sont alors les rayonnements que nous avons vus dans le premier paragraphe (alpha, bêta et gamma) ; des neutrons et protons sont aussi émis lors des réactions nucléaires. • Le rayonnement est émis lors du mouvement des électrons qui entourent un noyau d’atome suite à la disparition de l’un d’eux. Ce rayonnement est appelé rayon X.

70

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

• Le rayonnement est émis lorsque la trajectoire des électrons notamment, est déviée et freinée au voisinage d’un noyau d’atome. Ce rayonnement est également un rayon X. S’il n’y a pas de différence de nature entre le rayonnement X et le rayonnement gamma, les deux étant des rayonnements électromagnétiques, leur origine est fondamentalement différente : le rayon X provient du cortège électronique ou lors du freinage d’un électron dans la matière, alors que le rayon gamma provient du noyau instable d’un atome radioactif.

Discussion La radiologie médicale, au sens du langage courant, utilise les rayons X pour faire des images des organes. La source de rayons X, appelée tube à rayons X, est extérieure au patient. Il n’y a pas de produits radioactifs. Après arrêt de l’alimentation électrique du tube à rayons X, il n’y a plus d’émission de rayonnements. De plus, le patient n’est jamais rendu radioactif ; il n’émet pas de rayonnements secondaires.

71

6. LA RADIOPROTECTION

La radiologie industrielle est équivalente dans son principe à la radiologie médicale. Une source intense de rayonnement est utilisée pour réaliser des radiographies, par essence non destructives d’objets industriels (des piles de pont en béton de forte épaisseur par exemple). Les sources devant être beaucoup plus intenses que les sources médicales et déplacées auprès des objets à examiner, ce sont d’intenses sources radioactives émettrices de rayons gamma qui sont utilisées. A contrario, un patient qui a bénéficié d’un examen de médecine nucléaire, émet un rayonnement car il est devenu provisoirement radioactif et le reste, tant que le radionucléide qui lui a été injecté n’a pas disparu du fait de sa propre décroissance radioactive et du fait de son élimination par l’organisme.

72

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

Lors d’un accident nucléaire, il y a émission de rayonnements de toutes sortes par les radionucléides présents, y compris des rayons X créés par des particules freinées lors de leur déplacement dans la matière. Un accident nucléaire est aussi un accident radiologique si des personnes sont exposées à des rayonnements. Une « bombe sale » (qui ne serait pas une bombe atomique) utilisée dans un attentat, serait en fait une bombe ordinaire qui disperserait de la matière radioactive ou des déchets radioactifs. II n’y aurait pas de réaction nucléaire en chaîne. Ce serait un événement à caractère radiologique du fait de l’exposition aux rayonnements ionisants émis par ces sources radioactives dispersées. Un accident radiologique peut exister sans qu’il s’agisse d’un accident nucléaire, par exemple, une personne exposée au faisceau de rayonnement d’un accélérateur de particules (accident de Forbach en 1991, accidents de radiothérapie externe). Un accident avec une source radioactive comme le césium-137 (comme à Goiânia au Brésil en 1987), sera un accident radiologique, car c’est le rayonnement émis qui est responsable de l’exposition de personnes ; il n’y a pas de réaction nucléaire. Dans le langage médical, le mot « radiologique » englobe toute l’imagerie médicale : la radiologie avec les rayons X et la médecine nucléaire (au grand dam des médecins nucléaires). Pour les scientifiques, le mot « radiologique » qui englobe tout ce qui concerne les rayonnements a donc un sens un peu plus général que le mot « nucléaire ». Mais, c’est le vocable « activités nucléaires » qui a été retenu par le Conseil d’État dans le code de la santé publique : « Les activités comportant un risque d’exposition des personnes aux rayonnements ionisants et ci-après dénommées « activités nucléaires », émanant soit d’une source artificielle, qu’il s’agisse de substances ou de dispositifs, soit d’une source naturelle lorsque les 73

6. LA RADIOPROTECTION

radionucléides naturels sont traités ou l’ont été en raison de leurs propriétés radioactives, fissiles ou fertiles, ainsi que les interventions destinées à prévenir ou réduire un risque radiologique consécutif à un accident ou à une contamination de l’environnement, doivent satisfaire aux principes suivants : » . Ce choix a sûrement permis de simplifier l’écriture du texte en rassemblant toutes les activités sous un seul vocable mais n’a pas simplifié la compréhension des différences entre « radiologique » et « nucléaire ».

QUESTION Est-ce que les métiers de la radioprotection peuvent amener à d’autres activités ? Chez les grands exploitants nucléaires, le nombre de personnes employées permet assez facilement aux salariés travaillant dans les services de radioprotection d’accéder à d’autres fonctions. Les domaines de la sécurité classique et de la sûreté nucléaire sont aussi des voies envisageables. Pour les autres domaines, la fonction de « personne compétente » est généralement exercée « en plus » d’un autre métier, ce qui ne facilite pas toujours l’exécution de toutes les tâches règlementaires.

RADIOÉLÉMENT ET RADIONUCLÉIDE Ces deux mots se ressemblent étrangement. Ils sont souvent utilisés l’un pour l’autre, même par les professionnels. Mais ils ne veulent pas dire la même chose. Henri Métivier, éditeur en chef de la revue « Radioprotection », en avait donné une définition précise. • L’uranium est un élément chimique, une famille composée de différents atomes qui sont tous radioactifs : ils comportent trop de protons et de neutrons. 74

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

En voici quelques représentants naturels (jaune) et artificiels (bleu) : U 233

U 234

U 235

U 236

U 237

U 238

U 239

L’uranium est un radioélément (élément chimique totalement radioactif) au même titre que le radium ou le plutonium. • Les différents atomes d’uranium (235, 238, …) sont des radionucléides (atomes radioactifs), au même titre que le cobalt-60, l’iode-131, ou le césium-137. Nucléide vient de nucléus, noyau en latin.

INCIDENTS ET ACCIDENTS Il y a eu dans le monde depuis 1945, environ 400 accidents qui ont entraîné la mort d’environ une centaine de personnes, en dehors des catastrophes nucléaires telles que Tchernobyl. Voici 5 exemples : • Goiânia (Brésil 1987) : Une source radioactive de césium-137 a été oubliée dans un hôpital abandonné. Cette source radioactive qui servait à faire de la radiothérapie a été « récupérée » par des personnes venant « s’approvisionner » en ferrailles dans l’établissement. Après avoir découpé l’irradiateur, ils ont mis à nu la source radioactive. Bilan : 249 personnes contaminées ; plus de 10 000 personnes suivies médicalement, plus de 100 000 anthropogammamétries (voir chapitre 4) et quatre décès précoces. • Forbach (1991) : Un accélérateur industriel pulvérisait des plaques de téflon sous un faisceau extrêmement intense d’électrons. En dépit des consignes de sécurité, on a envoyé trois personnes d’une société intérimaire à l’intérieur de l’irradiateur (par la sortie des colis 75

6. LA RADIOPROTECTION

irradiés). Ces personnes sans aucune formation, ont travaillé à l’intérieur en présence d’un débit de dose encore très élevé (0,1 gray par seconde dans l’axe du faisceau). Elles ont toutes été irradiées et en particulier l’une d’entre elles qui a reçu une exposition globale d’environ 1 gray. Cette personne est décédée 16 ans après son irradiation, en mars 2007. • Yanango (Pérou 1999) : La perte d’une source de gammagraphie servant à faire du contrôle de soudures dans une usine hydroélectrique entraîne l’irradiation de deux personnes. Le soudeur qui ne connaissait rien à la radioactivité, a eu le malheur de ramasser la source et la porter pendant six heures dans la poche arrière de son pantalon. Cela a causé son décès plus de deux ans après. • Panama (2001) : Un appareil mal réglé dans un service de radiothérapie a entraîné une surexposition de 28 personnes. Cet accident a causé la mort de huit patients. Il a nécessité une prise en charge thérapeutique lourde. L’analyse a montré une mauvaise connaissance du risque et de la radioprotection au sein de l’établissement. • Fleurus (Belgique 2006) : Un incident dans un irradiateur a entraîné l’irradiation d’une personne. Elle a reçu quatre grays en 20 secondes. Heureusement, le médecin du travail a soupçonné très rapidement un syndrome d’irradiation aigüe et a envoyé la personne en traitement à l’hôpital Percy de Clamart dans les Hauts-de-Seine. Cet établissement est l’un des meilleurs au monde concernant le traitement des personnes sévèrement exposées. • Épinal (2005-2007) : Cet accident de radiothérapie a entraîné une surexposition de 24 patients et le décès de quatre personnes. Il y en a sept aujourd’hui.

76

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

6. LA RADIOPROTECTION

Il a des suites car après de nombreuses inspections notamment celles de l’Autorité de sûreté nucléaire, il a été constaté que ce sont plusieurs séries de patients (cinq) qui ont subi des surexpositions.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Il existe des formations initiales à partir du niveau CAP/BEP, puis des formations au niveau bac + 2, bac + 3 et enfin bac + 5. • En terme d’emploi, la radioprotection est aujourd’hui un domaine où il y a plus d’offres que de demandes. • Le radioprotectionniste applique et fait appliquer les principes de radioprotection. • Dans les installations nucléaires, les radioprotectionnistes sont généralement regroupés au sein d’un service. Pour le cas où le risque radioactif est moins important, le législateur français a créé en 1967, la fonction de « personne compétente en radioprotection ».

77

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE : « LA SOURCE DE RAYONNEMENT EST À L’EXTÉRIEUR DES PERSONNES »

Nous verrons dans les chapitres suivants, quelques éléments simples concernant les moyens et méthodes utilisés pour se protéger de l’exposition aux rayonnements ionisants. Nous essayerons d’utiliser le minimum de formules mathématiques. Pour ceux qui seraient intéressés par les équations, ils pourront se reporter au petit encart « pour en savoir plus ». Les moyens de protection doivent permettre de réduire les expositions subies par les personnes et l’environnement au niveau le plus faible que l’on puisse raisonnablement atteindre. Si plusieurs pratiques sont en compétition, une analyse détaillée doit être effectuée comprenant la somme de tous les aspects négatifs (atteintes à la santé ou à l’environnement, mais aussi charges financières), comme la somme de tous les aspects positifs. 78

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

En pratique, s’il est généralement impossible de réduire au niveau zéro, l’exposition externe dès l’instant où l’on travaille sur des substances radioactives, il est également admis que, sauf exception notoire, l’exposition interne ne peut résulter que d’une situation incidentelle ou accidentelle. La dose absorbée par un individu étant le produit du débit de dose absorbée par le temps de présence (voir paragraphe 2), la protection contre l’exposition externe est en général une combinaison de trois paramètres : éloignement des sources, écrans interposées (paramètres agissant sur le débit de dose), et temps d’exposition.

La protection est réalisée, en particulier, par : • le blindage des sources ; • la disposition d’obstacles physiques empêchant une approche excessive des sources ; • l’utilisation d’écrans mobiles adaptés à la nature des rayonnements. Il suffit donc de s’éloigner, de mettre un écran entre soi et la source de rayonnements et de rester le moins longtemps possible à côté pour que la dose absorbée soit la plus faible possible. Dans tous les domaines, y compris médical, les opérateurs doivent utiliser ou s’approcher des sources le moins longtemps possible. C’est le meilleur moyen de réduire les doses des travailleurs, des patients, voire du public. 79

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

LE TEMPS Dans un cadre professionnel, pour réduire le temps d’exposition, ce sont souvent des mesures de bon sens à mettre en œuvre. On peut les résumer comme suit : a) Préparer soigneusement le travail que l’on doit effectuer : • réunir tout le matériel dont on aura besoin (avoir une liste exhaustive) ; • utiliser des matériels adaptés et performants ; • effectuer une répétition en simulation (en absence de toute radioactivité) pour vérifier toute la manipulation. b) Prendre en compte les expériences acquises dans les manipulations antérieures. c) Si nécessaire, partager le temps d’intervention entre plusieurs personnes.

LA DISTANCE Toujours dans un cadre professionnel, on peut estimer les doses absorbées en fonction de l’activité du produit radioactif et de la distance à laquelle on se trouve. Le débit de dose absorbée en un point est proportionnel à l’inverse du carré de la distance séparant ce point, de celui où se trouve la source radioactive (pour les sources qui émettent des rayonnements gamma) (cf. les portées des rayonnements dans le chapitre 2).

Figure 1 | Débit de dose en fonction de la distance.

80

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

Calculons le débit de dose à une distance précise (cf. figure 1) : le débit de dose mesuré à un mètre d’une source radioactive émettant un rayonnement gamma a pour valeur 10 µGy/h. Quelle est la valeur à deux mètres et à 50 centimètres ? À deux mètres :

d2 d1

Débit de dose à

2m =

2

=

2 1

2

= 22 = 4

10 = 2,5 µGy / h 4

À 50 centimètres, soit 0,5 mètre : 10 = 40 µGy / h Débit de dose à 50 cm = 0,25 Remarque : cela montre que l’éloignement est un moyen efficace de protection mais, elle indique également que le débit de dose absorbée croît rapidement lorsqu’on se rapproche des sources. Il ne faut donc jamais saisir une source radioactive avec les doigts.

LES ÉCRANS En fonction du rayonnement, on utilise un écran adapté. En ce qui concerne les rayonnements alpha et bêta, si on place un écran d’une épaisseur suffisante, l’arrêt total des rayonnements est garanti. Par exemple, la couche de peau morte que nous avons en permanence (0,07 mm) suffit à arrêter les rayonnements alpha. À l’inverse pour les rayonnements X et gamma, même en plaçant un écran de forte épaisseur, il y a toujours la probabilité qu’un rayonnement traverse l’écran. Évidemment plus l’écran est épais plus la probabilité diminue.

81

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

On peut donc dire que dans le premier cas on arrête les rayonnements. Dans le second on les atténue (cf. figure 2).

Figure 2 | Importance de la nature des écrans.

• Une feuille de papier arrête le rayonnement alpha (revoir le chapitre 2). Ce qui fait qu’il n’y a aucune exposition externe avec les alpha. • Une feuille d’aluminium ou un centimètre d’eau ou de plexiglas arrêtent les rayonnements bêta. Ce qui fait que le rayonnement bêta expose nos cellules (et notamment celles de la peau). • Une feuille de plomb atténue les rayonnements X et gamma. En général, pour les rayonnements bêta, on utilise des écrans en matériaux légers comme l’aluminium ou le plexiglas. 82

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

Il faut éviter d’utiliser des matériaux denses comme le plomb car il y a création d’un rayonnement X secondaire indésirable qu’on nomme le rayonnement de freinage. Mis en évidence par des physiciens allemands, il porte le doux nom de bremsstrahlung. Pour atténuer les X et gamma, il est cette fois recommandé d’utiliser des matériaux de forte densité comme le plomb. Pour des raisons économiques ou de tenue des bâtiments (à cause du poids), on est contraint d’utiliser le béton ou l’eau en fortes épaisseurs. L’eau permet aussi d’atténuer les rayonnements (phénomène utilisé pour l’accident de Fukushima). De fortes épaisseurs sont nécessaires car là aussi, les interactions des rayonnements X ou gamma dans les matériaux donnent lieu à création d’autres rayonnements X ou gamma d’énergie inférieure. On appelle ces rayonnements des rayonnements diffusés.

ANECDOTE En 1998, EDF avait eu quelques soucis avec la contamination d’emballages servant au transport de combustibles irradiés vers l’usine de retraitement de La Hague. En effet, les salariés de la SNCF ne voulaient plus s’approcher des wagons. Au cours de la formation de ces personnels, nous avions découvert que certains prenaient leur pause du matin, et notamment l’hiver, près des wagons. Il faut dire que les emballages dégagent pas mal de chaleur (50 °C au contact). Certes, c’était un bon radiateur mais nous leur avons expliqué qu’il y avait exposition aux rayonnements et qu’il valait mieux mettre de la distance entre eux et les wagons…

83

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

LE NEUTRON Ah ! Voila une particule dont nous n’avions pas encore parlé… Son émission n’est pas vraiment due à la radioactivité. C’est la rupture de gros atomes comme l’uranium ou le plutonium qui provoque ces émissions, ce qu’on appelle la fission nucléaire. Le neutron sous son air simple, est une particule très complexe. C’est d’abord une particule non chargée d’électricité. C’est parce qu’elle aura déplacé une particule chargée qu’on pourra constater qu’il y a eu interaction. Le neutron est une particule qui peut prendre des énergies très variables. Les neutrons n’interagissent qu’avec les noyaux des atomes du matériau traversé. Que se passe-t-il en cas de rencontre avec le noyau d’un atome quelconque ? Le neutron pénètre dans le noyau cible. Le noyau composé ainsi constitué, après une brève durée de vie, émet un rayonnement qui peut être un rayonnement γ, une particule α, un proton, etc. ou qui éclate en deux ou plusieurs fragments. Dans ce dernier cas des produits de fission sont créés. La fission d’un atome d’uranium-235 (la rupture) dégage une énergie élevée, en partie transmise à deux ou à trois neutrons. Pour obtenir une nouvelle fission avec les autres noyaux d’uranium, il faut que la vitesse de ces neutrons diminue notablement. Pour les ralentir efficacement, il faut utiliser des substances constituées d’atomes légers dont la masse est proche de la leur : le meilleur ralentisseur est l’hydrogène. Mais s’il y a trop de neutrons, après les avoir ralentis, il faut les absorber. Le bore et le cadmium sont des éléments chimiques qui raffolent des neutrons. Une fois intégrés dans les écrans, il faut penser à mettre un écran supplémentaire pour prévenir les émissions de rayonnements secondaires (γ, α, proton, etc.). 84

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

Pour en savoir plus : le lien entre le becquerel, le gray et le sievert en exposition externe Pour ceux un peu plus familiarisés avec les unités et les notions de mathématiques et de physique, voici comment, à partir d’un cas simple, on peut passer de l’activité (Bq) au débit de dose absorbée (mGy/h) et au débit de dose efficace (mSv/h) pour des produits radioactifs émettant des rayonnements gamma ou X. Pour illustrer ce paragraphe nous allons prendre l’exemple d’une source radioactive de césium-137 que l’on peut assimiler à une petite source. Dans le langage de la radioprotection, on appelle cette source une source ponctuelle. Nous allons prendre une source de 1 GBq (un milliard de becquerel). Pour faire ce calcul, il nous faut connaître l’énergie des rayonnements gamma (E) et leur intensité d’émission (I), c’est-à-dire le pourcentage émis après une désintégration. Pour le césium-137, l’énergie du rayonnement gamma émis est égale à 0,662 MeV (mégaélectronvolt). C’est une unité d’énergie très petite. (Nous avions parlé de l’énergie des rayonnements dans le chapitre 2). Son intensité d’émission est de 85 %. La relation entre débit de dose absorbée (dda) et l’activité (A) est : dda (mGy/h) à 1 mètre = 1,3.10-10 × A (Bq) × E (MeV) × I Donc pour l’exemple donné : dda = 1,3.10-10 × 109 × 0,662 × 0,85 = 0,073 mGy/h ou 73 µGy/h Comme ce sont des rayonnements gamma, on pourrait dire que le débit de dose efficace est égal à 73 µSv/h (le coefficient de pondération du rayonnement valant 1 – voir chapitre 2). Plus vous augmentez l’activité, plus vous augmentez le débit de dose absorbée (et inversement). Pour la distance revoir le chapitre.

85

7. PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION EXTERNE

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • La dose absorbée par un individu étant le produit du débit de dose absorbée par le temps de présence à proximité de la source radioactive, la protection contre l’exposition externe est une combinaison de trois paramètres : éloignement des sources, écrans interposés et temps d’exposition. • Dans un cadre professionnel, on peut estimer les doses absorbées en fonction de l’activité du produit radioactif et de la distance entre la source et l’individu. • Le débit de dose absorbée en un point, est proportionnel à l’inverse du carré de la distance séparant ce point de celui où se trouve la source radioactive. • L’éloignement est donc un moyen efficace de protection et a contrario, le débit de dose absorbée croît rapidement lorsqu’on se rapproche de la source. • Il ne faut jamais saisir une source radioactive avec les doigts. • Les écrans − Une feuille de papier ou la couche morte de l’épiderme arrête le rayonnement alpha. Ce qui fait qu’il n’y a aucune exposition externe. − Une feuille d’aluminium, un centimètre d’eau ou de plexiglas arrêtent les rayonnements bêta. − Une feuille de plomb atténue les rayonnements X et gamma.

86

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION : « LA SOURCE DE RAYONNEMENTS EST SUR VOUS OU À L’INTÉRIEUR »

Les professionnels utilisent plusieurs moyens pour éviter l’incorporation de la radioactivité ou le dépôt sur la peau ou les cheveux d’une personne.

LA PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION CORPORELLE EXTERNE Les moyens de protection contre la contamination corporelle externe peuvent se diviser en deux catégories : les moyens directs et les moyens indirects.

Les moyens directs • Port d’une tenue vestimentaire appropriée à la nature du travail (on peut être amené à porter des vêtements de travail particulier) (cf. figure 1) ;

87

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

• port de gants jetables adaptés (la manipulation des substances radioactives à main nue est interdite) (cf. figure 1) ; • éducation gestuelle pour travailler en limitant au maximum la contamination des gants et pour surveiller le niveau de contamination en cours de travail ; • savoir retirer des gants souillés sans risque de se contaminer les mains ou les poignets.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 1 | Tenues vestimentaires de protection. (a) gants en latex ; (b) blouse standard ; (c) tenue coton ; (d) tenue tissu non tissé (TVVEK).

Les moyens indirects Ce sont tous les procédés utilisés pour lutter contre la contamination surfacique, qui ne se fixe pas et qui est facilement déplaçable. Il s’agit alors de lutter contre la dispersion (que l’on appelle aussi dissémination). On peut citer le confinement des sources, la limitation de leur déplacement, le respect des consignes dans les différentes zones (en particulier les tenues vestimentaires), l’aménagement du lieu de travail, les contrôles fréquents de non contamination et l’emploi de surfaces lisses et imperméables permettant une décontamination aisée en cas d’accident. 88

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

LA PROTECTION CONTRE L’EXPOSITION INTERNE Les moyens visant à empêcher l’incorporation des radionucléides sont de nature technique et réglementaire. À titre réglementaire, dans tout local ou laboratoire où sont manipulées des sources radioactives facilement dispersables, l’établissement doit interdire : • l’introduction de nourriture, de boisson, de gomme à mâcher et de tout ustensile pour manger ou boire, (on ne fume plus dans les lieux de travail maintenant) ; • l’utilisation de mouchoirs personnels (l’employeur est tenu de fournir des mouchoirs en papier). Au niveau des moyens physiques, pour l’inhalation, ils résident avant tout dans le confinement de la source, même si les locaux sont ventilés (avec une filtration de l’air et une dépression par rapport à l’air extérieur), ce n’est que pour faire face à un accident de contamination atmosphérique. On se place alors du point de vue de la sûreté des installations. De même, en cas d’intervention ou de travaux pouvant amener à la dispersion de substances radioactives, toutes les dispositions doivent être prises pour qu’un confinement provisoire soit réalisé et que la ventilation soit correctement installée. 89

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

L’ensemble des dispositifs précédents sont liés à la protection collective. Mais ces moyens englobent également les dispositifs individuels de protection des voies respiratoires (cf. figure 2), étant entendu que ces équipements sont réservés aux situations incidentelles ou accidentelles et qu’il serait parfaitement anormal qu’ils soient utilisés en permanence dans les conditions habituelles de travail.

(a)

(b)

Figure 2 | Appareils de protection des voies respiratoires. (a) masque filtrant. (b) appareil respiratoire individuel.

Pour l’ingestion, une éducation gestuelle vise à réprimer les gestes réflexes tels que, par exemple, porter les doigts au nez ou à la bouche en cours de manipulation alors que l’on est porteur de gants contaminés.

QUE SE PASSE-T-IL EN CAS DE CONTAMINATION INTERNE ? Le schéma, figure 3, résume le cheminement possible dans l’organisme d’un composé radioactif en fonction de son mode d’introduction. Pour chaque produit radioactif, la répartition est directement liée à son caractère soluble ou non, dans le sang ou les autres liquides corporels de l’organisme. C’est ce que l’on définit comme la forme physico-chimique du produit. À titre d’exemple, un oxyde, un chlorure ou un nitrate auront des comportements différents.

90

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

Figure 3 | Cheminement possible d’un produit radioactif dans l’organisme.

Par définition, les substances insolubles dans le sang ne participent pas aux mécanismes et franchissent faiblement les barrières biologiques. Au contraire, les substances solubles dans le sang, dès qu’elles sont introduites, sont absorbées et atteignent rapidement un ou plusieurs organes qu’on appelle « organes cibles ». Dans le cas de la respiration (dans un nuage d’aérosols radioactifs par exemple) : on admet que 25 % environ de l’activité respirée est immédiatement expirée. Selon la taille des poussières en suspension dans l’air (et qui peuvent être invisibles car de l’ordre du micron – le millième du millimètre), la fraction retenue se partage entre les voies respiratoires supérieures (nez, gorge, trachée, grosses bronches) et les poumons. Un très fort pourcentage du dépôt dans les voies supérieures est chassé vers le pharynx (action des cils vibratiles) puis dans le tube digestif. Si la substance respirée est soluble, tout ou partie de l’activité déposée dans les poumons est transféré dans le sang ; si elle est insoluble elle peut se retrouver partiellement ou totalement dans le tube digestif. 91

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

Le tableau 1 donne quelques ordres de grandeurs sur le devenir des aérosols inhalés pour une taille de poussières fréquemment rencontrée en pratique. Tableau 1. Devenir d’un aérosol inhalé dans l’organisme.

Devenir

Solubles dans le sang (%)

Insolubles dans le sang (%)

Exhalés

25

25

Introduit rapidement dans l’organisme

25

0

Déposé dans les voies respiratoires puis rapidement dégluti

50

62,5

Déposé pour longtemps dans les poumons

0

12,5

D’où l’importance d’agir rapidement (dans les 24 heures qui suivent) pour les substances solubles. Pour les gaz rares radioactifs, on peut admettre que toute l’activité respirée est expirée. Il n’y a donc qu’un risque d’exposition externe pour ces produits. La connaissance de la taille des aérosols est un point important pour déterminer l’activité incorporée. Dans le cas de l’ingestion, les composés insolubles dans le sang transitent dans le tube digestif et sont éliminés. Pour les composés solubles, une fraction passe dans le sang et, éventuellement, va se « déposer » dans un ou plusieurs organes. Dans le cas de la pénétration transcutanée (qui concerne essentiellement le tritium), l’activité se retrouve dans les fluides extracellulaires (sang, lymphe). Si la substance est soluble, une fraction plus ou moins importante est « déposée » dans un ou plusieurs organes 92

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

(encore nommés compartiment) et disparaît progressivement en raison de la conjugaison de la décroissance radioactive et de l’élimination biologique.

COMBIEN DE TEMPS GARDE-T-ON LA RADIOACTIVITÉ DANS L’ORGANISME ? En première approximation, on peut considérer que l’élimination biologique d’un produit chimique (radioactif ou non) obéit à une loi équivalente à celle de la radioactivité. On définit ce que l’on nomme une période effective comme le temps nécessaire pour que l’activité diminue de moitié dans le corps. Le tableau 2 illustre quelques exemples. Tableau 2. Périodes pour un radionucléide donné.

Organe cible

Période radioactive

Période biologique

Période effective

Tritium bêta faible énergie

Organisme entier

12 ans

10 jours

10 jours

Carbone-14 bêta faible énergie

Organisme entier

5730 ans

10 jours

10 jours

Iode-131 Bêta et gamma

Thyroïde

8 jours

140 jours

7,6 jours

Césium-137 Bêta et gamma

Muscles

30 ans

140 jours

138 jours

Plutonium-239 Alpha et X

Os

24 100 ans

200 ans

198 ans

Radionucléide

Dans certains cas on peut aussi favoriser l’élimination. Pour le tritium mais aussi d’autres radionucléides comme le césium, on appliquera le slogan publicitaire « Buvez, éliminez ». 93

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

L’exercice physique avec transpiration et la consommation de bière (avec modération comme il se doit) sont recommandés. En revanche, et on le voit bien avec le plutonium, certain produits, une fois incorporés, s’éliminent très très lentement (donc pratiquement jamais). Autant il existe des dosimètres (voir chapitre 4), pour le cas de l’exposition externe, autant il est très difficile de mesurer une « dose » dans le cas de l’exposition interne. On parle alors de dose équivalente engagée ou dose efficace engagée. C’est en fait, la « dose » reçue jusqu’à disparition complète du produit radioactif incorporé ou, à défaut, sur une durée de 50 ans par un organe, un tissu, ou l’organisme entier, pour les travailleurs de plus de 20 ans. On comptera une durée de 70 ans pour les moins de 20 ans. Dans le cas le plus fréquent, la dose équivalente ou efficace engagée, représente la dose équivalente délivrée jusqu’à disparition complète du contaminant (période effective de l’ordre de quelques jours). On se base sur des modèles biocinétiques et dosimétriques à partir d’une personne de référence qu’on appelle « l’homme standard » ou « la femme standard ». Le calcul des doses internes est du ressort du médecin du travail. Cela prend parfois plusieurs semaines avant d’obtenir le résultat. Cela dépend notamment des radionucléides mis en jeu (cas des analyses longues pour les produits radioactifs qui émettent des rayonnements alpha). En pratique, l’exposition interne relève de la situation accidentelle. L’incorporation chronique – en l’absence de toute exposition externe – durant toute la vie professionnelle doit, bien entendu, rester exceptionnelle.

94

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

ANECDOTE En 1993, dans un laboratoire de recherche pharmaceutique, un animalier qui injectait du tritium à des souris voit une de ses propres analyses d’urines positive. La personne compétente en radioprotection lui demande alors de changer de poste de travail et ne plus injecter le produit radioactif. Or, avec une période effective courte, la radioactivité aurait dû décroître mais un mois après, l’activité reste constante. L’organisme de contrôle de l’époque (le SCPRI) soupçonne alors la montre radioluminescente. Effectivement, le tritium, utilisé comme produit radioactif en mélange avec un produit luminescent, était mal fixé sur les aiguilles. Il passait au travers du boitier plastique de la montre (pas étanche bien entendu) puis au travers de la peau de l’animalier (transfert cutané). L’activité incorporée sur l’année représentait moins du centième de la valeur limite pour une personne publique (voir le chapitre réglementation).

L’EXPOSITION INTERNE DU PUBLIC L’exposition du public ne peut se produire qu’à l’issue d’un incident ou d’un accident (Fukushima par exemple). En fonction du produit radioactif libéré dans l’air, on peut éviter qu’il soit inhalé ou ingéré. C’est surtout le cas de l’iode radioactif. La prise de comprimé d’iode stable permet alors d’éviter que l’iode radioactif ne vienne se fixer sur la thyroïde. Suivant le principe de précaution, la réglementation impose la distribution de comprimés d’iode stable autour des sites nucléaires.

95

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

Ce « traitement préventif » ne vaut que pour l’iode. Il serait inutile pour d’autres éléments chimiques radioactifs.

Pour en savoir plus : le lien entre le becquerel, le gray et le sievert en exposition interne Pour ceux, un peu plus familiarisés avec les unités et les notions de mathématiques et de physique, voici comment on peut passer de l’activité (Bq) à la dose efficace (mSv). Pour illustrer ce paragraphe nous allons prendre l’exemple du césium-137 que nous avons respiré au moment des essais nucléaires atmosphériques et des accidents nucléaires de Tchernobyl et de Fukushima (et pas seulement les populations locales). Nous allons supposer une activité en suspension dans l’air, soit 1000 Bq/m3 d’air (becquerels par mètre cube d’air). Pour faire simple, nous avons un débit de respiration de 1 m3/h et donc sur une journée nous avons respiré 24 000 Bq.

96

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

Nous utilisons alors, des facteurs de conversion appelés « dose par unité d’incorporation » (DPUI). Ce facteur est fonction de la forme physique et chimique du produit et de la taille des particules en suspension dans l’air. Il a été établi par rapport à une dose efficace en interne de 1 mSv. Pour le césium, le facteur le plus strict est de : 3,9 × 10-8 Sv/Bq incorporé. Dans notre exemple, il suffit alors de faire la multiplication : E = 3,9 × 10-8 × 24 000 = 9,36 × 10-4 Sv soit 0,94 mSv. On verra dans la partie réglementation que la valeur limite d’exposition du public est de 1 mSv.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Contre la contamination corporelle externe : le port d’une tenue vestimentaire appropriée, de gants, avec une éducation gestuelle. Il s’agit de lutter contre la dispersion (que l’on appelle aussi dissémination). • Contre l’incorporation des radionucléides : − interdiction d’introduire dans les locaux où il y a un risque de dispersion, des boissons, de la nourriture, de la gomme à mâcher ; − confinement de la source. • Pour les voies respiratoires, il existe des moyens de protection collective et/ou individuelle. • Pour l’ingestion, une éducation gestuelle vise à réprimer les gestes réflexes. • En cas de contamination interne, chaque produit radioactif en fonction de son caractère soluble ou non dans le sang ou les autres liquides corporels de l’organisme, suit un cheminement qui lui est propre.

97

8. PROTECTION CONTRE LA CONTAMINATION

• Les substances insolubles dans le sang franchissent faiblement les barrières biologiques ; les substances solubles dans le sang, sont absorbées et atteignent rapidement un ou plusieurs organes (organes cibles). Elles disparaîtront progressivement grâce à la conjugaison de la décroissance radioactive et de l’élimination biologique. • À noter l’importance d’agir rapidement (dans les 24 heures qui suivent) pour les substances solubles. • Certains produits, une fois incorporés, ne s’éliminent pratiquement jamais (cas du plutonium). • Pour le calcul des doses internes, on se base sur des modèles biologiques. On parle alors de dose équivalente engagée ou dose efficace engagée. C’est en fait la « dose » reçue jusqu’à disparition complète du produit radioactif incorporé ou, à défaut, sur une durée d’au moins 50 ans.

98

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION : « ON NE FAIT PAS CE QU’ON VEUT AVEC LES PRODUITS RADIOACTIFS »

LES TEXTES RÉGLEMENTAIRES La réglementation nationale en matière de radioprotection est issue de directives européennes, elles-mêmes inspirées par les recommandations de la Commission internationale de protection radiologique. Cette démarche peut être illustrée par le schéma sur la figure 1. recommandations internationales (essentiellement CIPR) ↓ directives européennes ↓ réglementation nationale (lois, décrets, arrêtés, circulaires, avis, ...) ↓ règlements intérieurs des entreprises Figure 1 | Processus pour la mise en place de réglementation.

99

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Après une réglementation par décrets et arrêtés, la radioprotection a fait l’objet d’une codification en 2007. Ainsi, on trouve la plupart des textes dans le code de la santé publique et bien entendu dans le code du travail. On retrouve dans ces textes les trois grands principes de radioprotection : la justification, l’optimisation et la limitation (voir chapitre 5). • Interdiction d’ajouter des substances radioactives à certains produits ; • obligation de déclarer la détention de substances radioactives au-dessus d’une certaine quantité ; • obligation de déclarer immédiatement un incident ; • et enfin, prise en compte de l’exposition à des substances radioactives naturelles. En dehors de ces textes, il existe aussi d’autres textes importants comme celui relatif à l’obligation de maintenance et au contrôle de qualité des dispositifs médicaux. Enfin il convient de citer deux lois importantes : • la loi du 13 juin 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire ; • la loi de programme du 28 juin 2006 relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs. On ne fait donc pas ce que l’on veut en matière d’utilisation des produits radioactifs ou d’appareils émettant des rayonnements ionisants. Tout ceci est encadré (et même très encadré) et les organismes de contrôle qui existent, sont chargés de vérifier la bonne application de ces dispositions réglementaires.

100

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Avec ces réglementations, on doit prendre en compte les sources artificielles, mais aussi certaines sources naturelles. À noter que pour la radioactivité naturellement présente dans le sol ou dans les produits consommés, on ne parle pas de « sources radioactives ».

L’AUTORITÉ DE SÛRETÉ NUCLÉAIRE (ASN) La loi du 13 juin 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire a créé une autorité indépendante, l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN). L’Autorité de sûreté nucléaire est une autorité administrative indépendante, qui participe au contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection et à l’information du public dans ces domaines. Elle est dirigée par cinq commissaires (dont un est président). Trois sont désignés par le président de la République (dont le président de l’ASN), un par le président de l’Assemblée nationale et un par le président du Sénat. Elle est consultée sur les projets de textes réglementaires. Elle peut aussi prendre des décisions réglementaires à caractère 101

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

technique pour compléter les modalités d’application des décrets et arrêtés pris en matière de sûreté nucléaire ou de radioprotection, à l’exception de ceux ayant trait à la médecine du travail. Ces textes sont ensuite publiés au Journal Officiel. L’ASN assure le contrôle du respect des règles générales et des prescriptions particulières en matière de sûreté nucléaire et de radioprotection auxquelles sont soumises les installations nucléaires, les installations industrielles et médicales utilisant des sources radioactives. L’ASN contrôle également les transports de substances radioactives et les sites où la radioactivité naturelle a fait l’objet d’une exploitation ou d’une utilisation. Elle désigne parmi ses agents, les inspecteurs de la sûreté nucléaire et les inspecteurs de la radioprotection (environ 450). Elle délivre les agréments requis aux organismes qui participent aux contrôles et à la veille en matière de sûreté nucléaire ou de radioprotection. L’ASN est associée à la gestion des situations d’urgence radiologique résultant d’événements de nature à porter atteinte à la santé des personnes et à l’environnement, par exposition aux rayonnements ionisants et survenant en France ou susceptibles d’affecter le territoire français. Le centre de crise de l’ASN a fonctionné pendant plusieurs jours suite à l’accident nucléaire de Fukushima. De ce fait, elle participe aussi à l’information du public dans les domaines de sa compétence, en situation de crise mais également en situation normale. Par exemple, les résultats des inspections sont rendus publics sur le site Internet de l’ASN.

L’AUTORITÉ DE SÛRETÉ NUCLÉAIRE DÉFENSE (ASND) En tant que deuxième exploitant du nucléaire français, le ministère de la Défense veille au quotidien à la sécurité des professionnels civils et militaires, des sites contribuant à la pérennité de la dissuasion nucléaire. 102

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Depuis 2001, un délégué à la sûreté nucléaire et à la radioprotection pour les activités et installations intéressant la défense (DSND) a été institué auprès du ministre de la Défense et du ministre chargé de l’Industrie. L’ASND agit en cohérence et en coordination avec ASN. Comme son homologue civil, elle définit la réglementation en matière de sécurité nucléaire militaire. Au quotidien, elle met en œuvre les contrôles visant à son application. Elle est également chargée d’étudier et de proposer aux ministres, la politique de sûreté nucléaire applicable aux installations et activités nucléaires intéressant la défense.

L’INSTITUT DE RADIOPROTECTION ET DE SÛRETÉ NUCLÉAIRE (IRSN) L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) est un établissement public à caractère industriel et commercial (EPIC). Il assure des missions d’expertise et de recherche dans les domaines de la sûreté nucléaire, de la sûreté des transports de matières radioactives, de la protection de l’homme et de l’environnement contre les rayonnements ionisants. L’IRSN est donc un des appuis techniques de l’ASN et des départements ministériels qui en feront la demande pour tout ce qui concerne la sûreté nucléaire et la radioprotection.

L’INSPECTION DU TRAVAIL L’inspection du travail contrôle les conditions d’hygiène et de sécurité dans tous les domaines (environ 1500 agents). On peut comparer le nombre des inspecteurs du travail par rapport à ceux de l’ASN (1500/450). 103

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Une question peut se poser légitimement : accorde-t-on suffisamment de ressources à l’inspection du travail, compte tenu du nombre de décès liés à l’activité professionnelle par rapport à l’ensemble du domaine nucléaire ? Il y a eu 552 décès professionnels en 2011 et près de 30 % dans le domaine du bâtiment par rapport au 0 décès lié à l’exposition aux rayonnements ionisants.

LES AUTRES ORGANISMES Il existe un grand nombre d’autres organismes nationaux, à vocation d’assistance, de prévention, de contrôle. On peut citer, entre autres : • CNAM – CRAM : Caisses nationale ou régionale d’assurance maladie, pour la gestion de la politique de prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles ; • INRS – Institut national de recherche et de sécurité : organisme d’assistance et de prévention en matière de risque au niveau individuel ; • DDSC – Direction de la défense et de la sécurité civile qui coordonne et met en œuvre les moyens de secours ; • DREAL – Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement. Il y a ensuite des organismes privés agréés, organismes auxquels les entreprises font appel pour effectuer des contrôles réglementaires dans le domaine relatif aux rayonnements ionisants. On trouve la liste sur le site Internet de l’ASN qui délivre l’agrément. Pour les entreprises de plus de 50 salariés, l’employeur doit mettre en place un comité d’hygiène et de sécurité et des conditions de travail (CHSCT). Cette instance peut demander des informations sur l’organisation de la radioprotection (et en particulier les contrôles en interne) et rendre des avis. 104

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

QUESTION Que risque-t-on si la réglementation n’est pas appliquée ? Si vous ne respectez pas un des articles des codes (Santé Publique ou Travail) les « contrôleurs » (qu’ils soient inspecteurs de l’ASN ou inspecteurs du travail) peuvent choisir d’appliquer des sanctions graduées. Cela va d’une mise en demeure, à une interruption temporaire de l’activité, un procès-verbal et, au final, une instruction par le procureur de la république si ce dernier estime que cela est nécessaire. À titre d’exemple, si un salarié dépasse une limite d’exposition, l’employeur peut encourir une amende de 15 000 euros et un an de prison avec sursis.

LES EMPLOYEURS ET L’ORGANISATION DE LA RADIOPROTECTION Dans le cadre de déclaration ou d’autorisation à détenir, utiliser, stocker, etc. des substances radioactives ou des appareils émettant des rayonnements ionisants, l’employeur est tenu de mettre à disposition de la personne responsable en direct de l’utilisation et de la détention de ces produits, tous les moyens nécessaires pour atteindre et maintenir un niveau optimal de protection de la population contre les rayonnements ionisants, dans le respect des prescriptions réglementaires qui lui sont applicables. En outre, il met en œuvre un contrôle interne visant à assurer le respect des dispositions applicables en matière de protection contre les rayonnements ionisants et, en particulier, il contrôle l’efficacité des dispositifs techniques prévus à cet effet, réceptionne et étalonne périodiquement les instruments de mesure et vérifie qu’ils sont en bon état et utilisés correctement. 105

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Selon l’importance du risque, l’employeur désigne une ou plusieurs personnes compétentes en radioprotection (voir chapitre 5) chargées d’assurer la protection contre les rayonnements ionisants. L’aptitude permanente du service compétent ou de la personne compétente à remplir ses missions, relève de la responsabilité de l’employeur. Ces personnes ont pour principales tâches : • l’étude des postes de travail et le recensement des situations « à risques ». Cela amène à faire un classement pour les travailleurs ; • la rédaction d’une fiche sur les conditions de travail de la personne exposée. Celle-ci sera transmise au médecin du travail pour qu’il effectue le classement radiologique de la personne ; • la surveillance radiologique des locaux et du personnel (contrôle d’exposition externe, de contamination, d’ambiance, etc.) ; • la mise en place des signalisations (zonage) ; • l’élaboration d’un plan de prévention ; • la formation et l’information de toute personne susceptible d’intervenir en présence de source radioactive. L’employeur est responsable de la prévention. Une attention particulière est portée au respect du « système de protection » reposant sur les trois principes de base déjà énoncés. Toutes ces actions se soldent par l’élaboration de documents qui doivent pouvoir être présentés à l’ASN ou à l’inspection du travail sur simple demande. L’employeur a également la responsabilité d’informer les salariés qui sont amenés à travailler en présence du risque radiologique. Il doit remettre une notice d’information écrite à tout travailleur affecté dans les zones qu’on appelle les « zones réglementés » (on n’y entre pas n’importe comment). 106

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

• • • • • •

Cette notice doit expliquer : les dangers présentés par l’exposition aux rayonnements ionisants ; les dangers présentés par les postes de travail ; les moyens mis en œuvre pour s’en prémunir ; les méthodes de travail offrant les meilleures garanties de sécurité ; les garanties qu’apportent les mesures physiques et les examens médicaux périodiques ; les attitudes à tenir en cas de situation incidentelle ou accidentelle.

LES LIMITES D’EXPOSITION D’après les recommandations de la CIPR pour les professionnels (travailleurs exposés), en limitant à 500 mSv l’exposition « annuelle » d’un tissu ou organe, on se prémunit contre l’apparition de tout effet déterministe, exception faite de la cataracte, le cristallin étant un organe plus radiosensible 107

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

(voir chapitre 3). D’ailleurs sa valeur limite est plus faible et va bientôt passer à 20 mSv sur 12 mois. La limite de 100 mSv sur 5 ans associée à la recommandation de « maintenir les expositions au plus bas niveau raisonnablement possible » vise à réduire l’apparition des effets aléatoires à un niveau socialement acceptable (cf. tableau 1). Tableau 1. Limites réglementaires sur 12 mois consécutifs pour les travailleurs.

Exposition globale

Organisme entier

Dose efficace = 20 mSv

Exposition partielle

Peau Extrémités (mains, pieds, ...) Cristallin

Dose équivalente = 500 mSv = 500 mSv = 150 mSv

L’ensemble de ces limites s’applique indifféremment aux travailleurs des deux sexes âgés de plus de 18 ans. En ce qui concerne les femmes enceintes, l’exposition reçue par l’abdomen entre la déclaration de grossesse et l’accouchement devra être aussi réduite que possible et dans tous les cas rester inférieure à 1 mSv. Dans le cas de l’exposition du public ou des travailleurs non exposés (essentiellement liée à une situation anormale, incident ou accident dans le domaine des rayonnements ionisants), on définit d’autres valeurs limites (cf. tableau 2). Tableau 2. Limites réglementaires sur 12 mois consécutifs pour le public.

Exposition globale

Organisme entier

Dose efficace = 1 mSv

Exposition partielle

Peau Cristallin

Dose équivalente = 50 mSv = 15 mSv

Pour surveiller l’exposition externe, les dosimètres (voir chapitre 4) doivent être portés par les travailleurs. 108

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Les dosimètres ne servent qu’à mesurer l’exposition professionnelle. Ils se portent pendant les heures de travail au niveau de la poitrine, en dessous des protections individuelles que les opérateurs sont amenés à revêtir. En dehors de l’activité, ils doivent être rangés dans un emplacement prévu à cet effet où il n’y a pas de risque d’exposition. En ce qui concerne l’exposition interne, les calculs peuvent s’avérer complexes (voir chapitre 7). La contamination interne du personnel peut être déterminée après analyse de l’activité volumique (quantité de becquerels par mètre cube d’air) et du temps de présence dans une atmosphère contaminée (cas de l’inhalation). On procède alors à des examens radiotoxicologiques liés à la nature des produits radioactifs : • analyse d’urine (exemple : analyse des produits radioactifs émettant des rayonnements bêta) ; • analyse des selles (exemple : analyse des produits radioactifs émettant des rayonnements alpha) ; • anthropogammamétrie (exemple : mesure des produits radioactifs émettant des rayonnements gamma) (voir chapitre 4).

LES CATÉGORIES DE TRAVAILLEURS Tout travailleur dont l’exposition est susceptible de dépasser un dixième de l’une des limites « annuelles » indiquées dans le paragraphe précédent ou 1 mSv pour la dose efficace, doit être classé par l’employeur dans l’une des deux catégories suivantes : • les travailleurs susceptibles de recevoir dans les conditions habituelles de travail, une dose efficace supérieure à 6 mSv par an ou une dose équivalente supérieure aux trois dixièmes des limites annuelles d’exposition, sont classés par le chef d’établissement dans la catégorie A, après avis du médecin du travail. Les femmes enceintes et les travailleurs de moins de 18 ans ne peuvent être affectés à des travaux qui requièrent un classement en catégorie A ; 109

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

• les travailleurs exposés aux rayonnements ionisants ne relevant pas de la catégorie A, sont classés en catégorie B. À noter que les travailleurs susceptibles de ne pas être exposés à plus de 1 mSv (en dose efficace) dans des conditions normales de travail, peuvent être considérés comme des travailleurs non exposés. Tout cela résulte de l’étude de poste menée par le service ou la personne compétente en radioprotection. Le but essentiel de cette classification est de distinguer les travailleurs les plus exposés afin de renforcer leur surveillance dosimétrique et médicale. Pour le personnel de catégorie A, la dosimétrie passive est individuelle et nominative. Le dosimètre est renouvelé mensuellement. Le personnel de catégorie B doit disposer d’une dosimétrie passive individuelle et nominative. La durée de port est au maximum trimestrielle. La notion de « conditions habituelles de travail » impose d’apprécier la part des expositions potentielles qui doivent être incluses dans la définition de ces conditions habituelles : une exposition résultant d’un incident à probabilité d’apparition élevée, sera naturellement à prendre en compte (cf. tableau 3). Tableau 3. Doses limites en fonction de la catégorie des travailleurs.

< 1/10e des limites annuelles ou 1 mSv

< 3/10e des limites annuelles

Personnes du public

Travailleurs de catégorie B

Travailleurs non exposés

Étudiants, apprentis âgés de 16 à 18 ans

< 1 limite annuelle

> 1 limite annuelle

Travailleurs de catégorie A

À noter : ne sont considérées que les limites d’exposition définies pour les travailleurs. Le classement n’est qu’un repère pour adapter la surveillance des doses et la surveillance médicale.

110

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

LA SIGNALISATION DES ZONES DE TRAVAIL Le service ou la personne compétente en radioprotection ayant procédé à une évaluation des risques (par les études de postes), l’employeur délimite autour de la source : 1°- Une zone surveillée (cf. figure 2) dès lors que les travailleurs sont susceptibles de recevoir, dans les conditions normales de travail, une dose efficace dépassant 1 mSv par an ou bien une dose équivalente dépassant un dixième de l’une des limites de doses équivalentes. Zone surveillée

Accès réglementé Figure 2 | Signalisation d’une zone surveillée.

Vous avez probablement vu cette signalisation chez votre dentiste ou dans un cabinet de radiologie par exemple. 2°- Une zone contrôlée (cf. figure 3) dès lors que les travailleurs sont susceptibles de recevoir, dans les conditions normales de travail, une dose efficace de 6 mSv par an ou bien une dose équivalente dépassant trois dixièmes de l’une des limites fixées. Zone contrôlée

Accès réglementé Figure 3 | Signalisation d’une zone contrôlée.

À l’intérieur de la zone contrôlée et lorsque l’exposition est susceptible de dépasser certains niveaux (fixés notamment selon des débits de dose et la contamination radioactive), l’employeur 111

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

doit prendre des dispositions pour que soient délimitées des zones spécialement réglementées ou interdites. Ces zones font l’objet d’une signalisation distincte (cf. figures 4 et 5) et de règles d’accès particulières. Zone contrôlée

Zone contrôlée

Accès réglementé

Accès réglementé

Figure 4 | Signalisation d’une zone spécialement contrôlée. On n’entre pas dans ces zones sans autorisation préalable.

Zone contrôlée

Accès interdit Figure 5 | Signalisation d’une zone où l’accès est interdit.

L’employeur, et par conséquent les radioprotectionnistes, doivent s’assurer que la zone contrôlée ou la zone surveillée soient toujours convenablement délimitées. Ils apportent les modifications nécessaires à la délimitation de la zone en cas de besoin, après des mesures réalisées avec les appareils de radioprotection. Tout travailleur intervenant en zone surveillée doit porter un dosimètre passif. Tout travailleur intervenant en zone contrôlée doit en plus, porter un dosimètre actif (voir chapitre 4). Il faut que les rayonnements ionisants émis soient suffisamment énergétiques pour traverser les petites fenêtres des dosimètres. 112

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Dans le cas où il y a un risque d’exposition interne, il faut réaliser des mesures sur les contaminations surfaciques et atmosphériques.

LA SIGNALISATION DES SOURCES DE RAYONNEMENTS Pour visualiser les sources de rayonnements comme les sources radioactives ou les générateurs de rayonnements, on utilise le trisecteur noir sur fond jaune (cf. figure 6).

Figure 6 | Signalisation de sources de rayonnements.

LES CONTRÔLES EN RADIOPROTECTION Pour répondre aux autorités de contrôle, l’employeur doit aussi, en interne, faire procéder à des contrôles réguliers et en présenter les résultats. Le service compétent ou la personne compétente en radioprotection, procède à un contrôle technique de radioprotection des sources radioactives, des appareils émetteurs de rayonnements ionisants, des dispositifs de protection et d’alarme ainsi que des instruments de mesure utilisés. C’est le cas par exemple pour tous les appareils de mesure décrits dans le chapitre 4. Les contrôles techniques s’appliquent également aux locaux. Ils concernent en premier lieu, les zones réglementées (signalisations) mais aussi tous les locaux adjacents et les zones en extérieur. Des contrôles sur l’environnement sont même obligatoires pour certains types d’installations (les installations nucléaires). 113

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

En plus des contrôles internes à l’entreprise, l’employeur doit faire appel à un organisme extérieur agréé par l’ASN ou à l’IRSN, pour faire des contrôles supplémentaires. Tous les contrôles font l’objet de rapports écrits, qui doivent être conservés par l’employeur pendant au moins dix ans. En ce qui concerne les sources radioactives et appareils qui émettent des rayonnements ionisants, l’employeur transmet à l’IRSN, au moins une fois par an, un relevé de ce qui est utilisé ou stocké dans son établissement.

LE MÉDECIN DU TRAVAIL ET LA SURVEILLANCE MÉDICALE Le médecin du travail est un acteur essentiel dans la prévention. Les travailleurs exposés font l’objet d’un examen médical périodique. Pour les travailleurs de catégorie A, cet examen a lieu au moins tous les ans et pour les travailleurs de catégorie B, au moins tous les deux ans.

114

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

Une fiche médicale d’aptitude au poste de travail est délivrée après une visite médicale. Le médecin du travail détient un dossier médical individuel qui contient : • une fiche d’exposition récapitulant tous les risques auxquels est soumis le travailleur ; • les dates et les résultats des examens médicaux ; • les relevés des doses. Les relevés des doses incluent les résultats de la dosimétrie passive (résultats envoyés au médecin du travail par l’organisme qui vend les dosimètres), la dosimétrie active (fournie par la personne compétente ayant cette mission) et des examens radiotoxicologiques. Les résultats des doses sont inclus dans une base de données nationale, le système SISERI (système d‘information de la surveillance des expositions aux rayonnements ionisants) tenu à jour par l’IRSN. Le médecin du travail et la personne compétente en radioprotection, collaborent pour optimiser les doses reçues par les travailleurs : • études de poste de travail ; • actualisation de la fiche d’exposition ; • propositions quant au choix des équipements de protection individuelle ; • participation à l’information des travailleurs sur les risques potentiels pour la santé de l’exposition aux rayonnements ionisants. Les femmes sont invitées à déclarer leur grossesse le plus tôt possible au médecin du travail. Le dossier médical sera gardé 50 ans après la cessation d’activité pour une éventuelle reconstitution de dose, en cas de déclaration de maladie professionnelle. Une carte individuelle de suivi médical est remise par le médecin du travail à tout travailleur de catégorie A ou B. 115

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

LES SITUATIONS ANORMALES Dans le cas d’un dépassement de limites d’exposition, l’employeur en informe l’inspecteur du travail et le CHSCT. Il précise les causes présumées, les circonstances et les mesures envisagées pour éviter le renouvellement de ce dépassement. L’employeur informe également, selon le cas, l’ASN ou le DSND pour les activités et installations intéressant la Défense. Le médecin du travail prend toute disposition qu’il estime utile. Pendant la période où la dose reçue demeure supérieure à l’une des valeurs limites, le travailleur bénéficie des mesures de surveillance médicale applicables aux travailleurs de la catégorie A. Pendant la période où la dose reçue demeure supérieure à l’une des valeurs limites, si le travailleur est titulaire d’un contrat de travail à durée déterminée (CDD) ou d’un contrat de travail temporaire (intérimaire), il ne peut être affecté, pendant la prorogation ou l’exécution du contrat, à des travaux l’exposant aux rayonnements ionisants sauf en cas de situation d’urgence radiologique. C’est une spécificité française que l’on appelle le « prorata temporis ». Il s’agit de surveiller d’une manière plus étroite l’exposition des travailleurs que l’on qualifie de « précaires » (en contrats à durée déterminée – CDD – ou ceux qui sont en intérim). Dans certains cas, mais cela fait très longtemps que ça n’est pas arrivé en France, on pourrait être amené à intervenir dans des situations d’exposition exceptionnelle. Ces expositions sont soumises à autorisation spéciale et ne peuvent intervenir qu’après accord de l’inspecteur du travail. Les travaux ou les opérations exposant aux rayonnements ionisants dans les situations soumises à autorisation spéciale ou d’urgence radiologique (comme ce qui s’est passé à Fukushima), ne peuvent être confiés qu’aux travailleurs de catégorie A, volontaires, ne présentant pas d’inaptitude médicale, inscrits sur une liste préalablement établie à cet effet et ayant reçu une 116

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

information appropriée sur les risques et les précautions à prendre pendant les travaux ou l’opération. Pour tous les établissements qui ont des dossiers de déclaration ou d’autorisation de détention, d’utilisation, de stockage de substances radioactives ou d’appareils émettant des rayonnements ionisants, l’employeur déclare tout événement significatif. Un document ASN fixe les critères pour définir ce qu’est un événement significatif ainsi que les critères de déclaration et de gestion de ces événements par l’employeur, compte tenu de la nature et de l’importance du risque.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • La réglementation nationale en matière de radioprotection est issue de directives européennes. La plupart des textes sont inclus dans le code de la santé publique et dans le code du travail. • Des organismes de contrôle sont chargés de vérifier la bonne application de ces dispositions réglementaires : l’ASN, l’ASND, l’IRSN, l’inspection du travail. • Dans le domaine professionnel, l’employeur doit : − mettre en œuvre un contrôle interne ; − selon l’importance du risque, désigner une ou plusieurs personnes compétentes en radioprotection ; − informer les salariés qui sont amenés à travailler en présence du risque radiologique. • Pour les travailleurs, la limite réglementaire sur 12 mois consécutifs est de 20 mSv au niveau de l’organisme entier, de 500 mSv pour la peau et les extrémités et de 150 mSv pour le cristallin (prochainement 20 mSv). • Pour le public, la valeur limite est de 1 mSv au niveau de l’organisme entier sur 12 mois consécutifs (neuf mois pour les femmes enceintes).

117

9. NOTIONS SUR LA RÉGLEMENTATION

• Dans le domaine professionnel, selon l’importance du risque, on définit des catégories de travailleurs (A ou B). Le but essentiel de cette classification est de distinguer les travailleurs les plus exposés afin de renforcer leur surveillance dosimétrique et médicale. • La signalisation des zones de travail permet de graduer le risque. Il existe des zones surveillées et des zones contrôlées, repérées avec un code couleur. Certaines zones sont spécialement réglementées voire interdites. Tout travailleur intervenant en zone surveillée ou contrôlée doit porter un (ou des) dosimètre(s). • Les zones de travail, les sources et les équipements font l’objet de contrôles techniques réguliers par le service compétent ou la personne compétente en radioprotection et par des organismes externes. • Les travailleurs exposés font l’objet d’un examen médical périodique. Le médecin du travail détient un dossier médical individuel qui sera conservé 50 ans après la cessation d’activité pour une éventuelle reconstitution. Les résultats des doses sont inclus dans une base de données nationale, le système SISERI. • Dans le cas d’une situation anormale l’employeur est tenu de la déclarer à l’ASN selon la nature et l’importance du risque.

118

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT : « AH ! C'EST RADIOACTIF ? »

Nous l’avons dit dans le premier chapitre : la radioactivité, c’est naturel ! C’est aussi artificiel et l’homme en a trouvé de nombreuses applications. Mais ce n’est pas parce que c’est naturel qu’il n’y a pas d’obligations !

ORIGINE DES ÉLÉMENTS RADIOACTIFS Prenons le cas de cet élément radioactif naturel qu’est l’uranium. L’uranium est un métal relativement répandu dans l’écorce terrestre. Comme la plupart des métaux, il se trouve dans les roches, combiné à d’autres éléments chimiques. Mais d’où vient-il ? Il provient de la mort d’une étoile, comme tous les autres éléments chimiques, même ceux qui NOUS composent. Le Soleil est un énorme réacteur à fusion thermonucléaire incontrôlée. La fusion s’accompagne d’un fort dégagement d’énergie. Les noyaux d’hydrogène se collent entre eux pour donner des noyaux d’hélium. L’étoile va évoluer de stade en stade en collant les atomes d’hélium puis de carbone, etc. 119

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

Figure 1 | Nous sommes tous de la poussière d’étoiles.

L’atome le plus stable de l’univers en matière de cohésion, est celui du fer possédant 26 protons et 30 neutrons, le fer-56. La mort des étoiles provoque ensuite la dispersion de ces atomes légers. Mais une autre possibilité est observable : une supernova. Les atomes de toutes dimensions se collent les uns aux autres et c’est ainsi qu’apparaissent les atomes lourds comme l’uranium.

LES SOURCES COSMIQUES Les rayonnements cosmiques proviennent de l’espace, en particulier du Soleil.

Plus on se rapproche des pôles, plus le rayonnement cosmique est important. 120

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

En France, au niveau de la mer, la dose efficace (reçue par le corps entier) moyenne est d’environ 0,4 mSv par an. Elle augmente lorsque l’on s’élève en altitude : elle double à 1500 mètres et un trajet aller et retour en avion entre Paris et New York, correspond à une dose reçue de 0,06 mSv. Les personnels des compagnies aériennes sont d’ailleurs maintenant considérés comme des personnes exposées aux rayonnements ionisants. La dose moyenne reçue par ce personnel en France est d’environ 2,2 mSv par an. La variation des débits de dose (efficace) due aux rayonnements cosmiques est donnée dans le tableau 1. Tableau 1. Débits de doses en fonction de l’altitude.

DÉBITS DE DOSES EN µSv/h ALTITUDE (en mètres)

Équateur

30°

50°

0

0,35

0,4

0,5

2 000

1

1,3

1,7

5 000

4

6

8

1 0000

14

23

45

Pour les astronautes, cosmonautes et autres spationautes, les doses efficaces reçues dans l’espace sont conséquentes puisque sur la station spatiale internationale, ils reçoivent de l’ordre de 1 mSv par jour.

LES SOURCES TELLURIQUES Les rayonnements telluriques sont issus des éléments radioactifs naturels comme l’uranium, le thorium et le potassium contenus dans le sol. Leurs très longues périodes radioactives (4,5 milliards d’années pour l’uranium-238, 1,3 milliard d’années pour le potassium-40) expliquent qu’ils n’ont pas encore disparu depuis leur création. 121

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

En France, cette source tellurique provoque en moyenne, pour chacun de nous, une dose d’environ 0,4 mSv par an. Cette composante est très variable d’une région à l’autre et dépend de la nature des sols. Elle est ainsi plus élevée dans les régions granitiques que dans les zones sédimentaires, où la concentration en uranium et en thorium est plus faible.

L’ABSORPTION D’ÉLÉMENTS RADIOACTIFS NATURELS Nous absorbons en respirant ou en mangeant des produits radioactifs naturels. Comme pour l’eau, les concentrations en radionucléides des produits alimentaires sont faibles dans les différents milieux de l’environnement. Les radionucléides se déplacent plus ou moins facilement dans les chaînes alimentaires, en fonction de leurs formes physiques et chimiques. On retrouve essentiellement le potassium-40 qui représente 90 % de la radioactivité des aliments. En employant certains engrais (phosphatés par exemple), on incorpore dans le sol un « supplément » de radioactivité naturelle, mais les radionucléides concernés, l’uranium-238 et le radium-226, ne touchent pas beaucoup l’homme car ils sont mal transférés dans les chaînes alimentaires. À noter une concentration de polonium-210 (en faible quantité cependant) dans les crustacés et les mollusques.

LE RADON Un descendant radioactif comme le radium-226 est produit en permanence par la désintégration de l’uranium-238. Celuici se transforme à son tour, lentement, en un gaz radioactif, le radon-222, qui va émaner des sols dans l’air que nous respirons. À lui seul, il constitue plus du tiers de l’exposition naturelle reçue en France. Il est aussi plus important dans les régions granitiques. 122

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

La figure 2 montre une carte de France sur les émanations en radon.

Figure 2 | Carte de France donnant l’activité volumique du radon.

Le radon a été reconnu en 1996 par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) comme un cancérigène pulmonaire avéré. L’Institut de veille sanitaire (InVS) estime que quelques milliers de cancers du poumon sont dus au radon. L’analyse est délicate car en cas de facteurs de risques supplémentaires (comme le tabac !), le risque est accru de manière multiplicative… Radon et tabac forment une très mauvaise association. Aujourd’hui, la réglementation impose de réaliser des mesures sur les lieux de travail et dans les établissements qui reçoivent du public comme les hôpitaux, les établissements scolaires, les maisons de retraite, etc. L’employeur ou le responsable de l’établissement doit faire réaliser des mesures de l’activité volumique en radon. Lorsque les mesures effectuées révèlent une activité volumique moyenne annuelle de radon supérieure à 400 Bq/m3, l’employeur doit mettre en œuvre les actions techniques pour réduire l’exposition des travailleurs (en appliquant aussi le principe d’optimisation : aussi bas que raisonnablement possible). 123

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

Ces actions peuvent consister en : • des actions simples telles que la vérification de l’état de la ventilation ou l’amélioration ou le rétablissement de l’aération naturelle ; • un diagnostic des bâtiments et ouvrages ; • des investigations complémentaires afin d’identifier la source ainsi que les voies d’entrée et de transfert du radon dans les bâtiments et ouvrages ; • la réalisation de travaux de remédiation. Il doit ensuite refaire des mesures pour prouver que les travaux de remédiation ont été efficaces. Au-dessus d’une activité de 1 000 Bq/m3, il faut mettre en place toute la réglementation applicable aux substances artificielles. Pour les lieux de travail, sont concernées par ces mesures, les activités ou catégories d’activités professionnelles indiquées ci-dessous, dès lors qu’elles s’exercent au moins une heure par jour dans des lieux souterrains : • entretien et surveillance de voies de circulation, d’aires de stationnement ; • entretien, conduite et surveillance de matériels roulants ou de véhicules ; • manutention et approvisionnement de marchandises ou de matériels ; • activités hôtelières et de restauration ; • entretien et organisation de visite de lieux à vocation touristique, culturelle ou scientifique ; • maintenance d’ouvrage de bâtiment et de génie civil ainsi que de leurs équipements ; • activités professionnelles exercées dans des établissements ouverts au public. 124

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

L’ASN a lancé des inspections en France, dans ces établissements, pour savoir quelle était l’exposition des employés. Cela peut concerner les départements en orange ou rouge dans la carte réalisée par l’IRSN (cf. figure 2) où l’on sait qu’il y a du radon, mais aussi des lieux où il y a beaucoup de béton. Il est fréquent que des éléments de construction en béton déclenchent les portiques de détection en entrée de site nucléaire. En effet, certains bétons contiennent de l’uranium et du thorium qui par désintégration, produisent du radon. Exemples de déclenchements dus à des produits radioactifs naturels au CEA : • mai 2007 : blocs de céramique neufs, dix fois le bruit de fond ; • juillet 2007 : 21 palettes de carrelage neuf ; trois fois le bruit de fond ; • avril 2008 : caniveaux de béton, deux fois le bruit de fond.

ANECDOTE En 2008, la société SOCATRI a effectué un rejet accidentel d’uranium dans de petits ruisseaux, sans beaucoup de débits, aux alentours de l’usine. Les principes de sûreté n’avaient pas bien été respectés et 74 kilogrammes d’uranium étaient sortis du périmètre de l’installation, valeur au-dessus de l’autorisation de rejet annuelle (décidée par l’ASN et publiée au Journal Officiel). Comme nous l’avons dit, la radioactivité est naturelle et il y en a en particulier de l’uranium et du thorium dans le granit que l’on trouve en montagne (Massif Central et Alpes par exemple). Question : À votre avis quelle masse d’uranium, le Rhône et ses affluents emmènent-ils dans la mer méditerranée chaque année ? Réponse : 100 tonnes ! Et personne n’y pourra jamais rien.

125

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

LES INDUSTRIES OÙ IL Y A PRÉSENCE DE RADIOACTIVITÉ L’activité de certaines industries induit la présence de produits radioactifs naturels. Elles ont même été identifiées dans la réglementation : 1. la combustion de charbon en centrales thermiques ; 2. le traitement des minerais d’étain, d’aluminium, de cuivre, de titane, de niobium, de bismuth et de thorium (vous en trouverez si vous aimez le bricolage dans certaines baguettes de soudure) ; 3. la production de céramiques réfractaires et les activités de verrerie, fonderie, sidérurgie et métallurgie en mettant en œuvre (voir exemples déclenchement de portique) ; 4. la production ou l’utilisation de composés comprenant du thorium ; 5. la production de zircon et de baddaleyite, et les activités de fonderie et de métallurgie en mettant en œuvre (nous avons trouvé de la radioactivité dans de la peinture d’avion et, plus exotique, dans des pierres précieuses artificiellement colorées) ; 6. la production d’engrais phosphatés et la fabrication d’acide phosphorique (si vous en avez l’occasion, faites des mesures sur les engrais de jardin…) ; 7. le traitement du dioxyde de titane ; 8. le traitement des terres rares et la production de pigments en contenant ; 9. le traitement d’eau souterraine par filtration destinée à la production : • d’eaux destinées à la consommation humaine, • d’eaux minérales. 10. les établissements thermaux. L’ASN a lancé des inspections en France, dans ces établissements, pour savoir quelle était l’exposition des employés. 126

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

Pour les eaux de boisson, certaines d’entre elles venant du massif central, contiennent de la radioactivité naturelle. L’IRSN a mené des études comparatives sur ce sujet. Les producteurs devraient d’ailleurs mentionner la valeur et la nature du produit radioactif, quand il y a plus d’un becquerel par litre.

Figure 3 | Fini le temps de la publicité (réelle ou « folklorique ») !

LES PRODUITS RADIOACTIFS DE NOTRE PROPRE CORPS Les produits naturellement radioactifs que nous inhalons et ingérons, se fixent dans l’organisme. Ce sont pour l’essentiel le carbone-14 et le potassium-40. Ils représentent environ 9 000 becquerels selon la corpulence. De ce fait, notre corps délivre une dose moyenne de 0,3 mSv par an. C’est avec le carbone-14 que l’on peut réaliser la datation d’éléments qui ont été vivants. Vous trouverez beaucoup de documentations concernant les doses reçues par une personne du public. Celles-ci peuvent indiquer des doses moyennes différentes. C’est surtout l’ordre de grandeur qui est important et qu’il convient d’avoir en tête notamment par rapport aux « doses » reçues dues à des produits artificiels. 127

10. LES SOURCES NATURELLES DE RAYONNEMENTS QUI NOUS ENTOURENT

Tous ces exemples ont été donnés pour montrer que même en présence de substances radioactives naturelles, on ne peut pas faire ce que l’on veut et que la réglementation encadre un bon nombre d’activités.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Nous l’avons dit et nous le répétons : la radioactivité, c’est naturel ! • Notre corps est lui-même radioactif. Nous contenons environ 9 000 becquerels selon la corpulence. De ce fait, notre corps délivre une dose moyenne de 0,3 mSv par an. • Les sources de rayonnements naturelles proviennent de l’espace, en particulier du Soleil. Elles délivrent une dose moyenne de 0,4 mSv par an. • Les sources de rayonnements telluriques sont issues des éléments radioactifs naturels comme l’uranium, le thorium et le potassium contenus dans le sol. Elles délivrent une dose moyenne de 0,4 mSv par an. • Le radon, à lui seul, constitue plus du tiers de l’exposition naturelle reçue en France. Dégagé par le granit, on en trouve davantage en Auvergne, Bretagne, Corse, Limousin et dans les Vosges. La dose est donc variable selon la région (au minimum de 1,3 mSv par an). • Un certain nombre d’industries manipulent des substances qui contiennent aussi de la radioactivité naturelle, comme certains bétons. • En France nous sommes exposés de manière naturelle, au minimum, à 2,5 mSv par an.

128

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS : LES ANNÉES FOLLES DU RADIUM

Pour chaque habitant, l’exposition annuelle moyenne aux sources artificielles d’irradiation, est d’environ 1,36 mSv. Ces sources ont principalement pour origine : • les actes médicaux : il s’agit essentiellement des examens radiologiques (radiographie, scanner, scintigraphie) et des traitements de radiothérapie. Ces expositions représentent une dose moyenne de 1,33 mSv en France (près de 70 % d’augmentation en 10 ans), mais elles sont réparties de façon très peu homogène sur la population : ces actes sont surtout prescrits aux personnes âgées ; • les activités industrielles : la combustion du charbon principalement, mais aussi l’utilisation d’engrais phosphatés, l’industrie horlogère, etc. entraînent une exposition de l’ordre de 0,01 mSv par an ; • les activités nucléaires : les centrales en activité, les retombées des anciens essais atmosphériques d’armes nucléaires, celles de l’accident de Tchernobyl (Fukushima n’ayant eu quasiment aucun impact en Europe) provoquent, en France, une exposition moyenne annuelle de 0,02 mSv. 129

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

Nous sommes donc exposés en France en moyenne entre 2,5 et 4 mSv par an et la répartition de ces expositions est donnée sur la figure 1.

Figure 1 | Répartition des doses reçues sur une année.

Prenons un chiffre simple pour avoir un ordre de grandeur en tête, imaginons que nous soyons exposés à 3,65 mSv par an. Cela correspond à dix microsieverts par jour (10 µSv/j), dose due à l’exposition naturelle et artificielle. Si on s’en tient à l’exposition naturelle, c’est en moyenne une dose de 6 µSv par jour que nous recevons.

DESSINE-MOI UNE SOURCE DE RAYONNEMENTS IONISANTS Les formes, les dimensions et les couleurs des objets qui sont ou qui contiennent des sources radioactives sont si variées qu’il nous est impossible d’en faire un catalogue exhaustif. Prenons quelques exemples de sources que vous pourrez apercevoir. Nous ne traiterons pas des sources enfermées dans des installations et qui ne sont accessibles ni au public, ni aux travailleurs (manipulation par robot). Elles sont présentées dans le chapitre sur les sources d’origine nucléaire.

130

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

Figure 2 | Une des premières illustrations de la radiologie.

Cherchez l’erreur ! La photo ci-dessous est une des premières photos de radioscopie prise en 1910. C’est probablement un faux...

Analyse de Roland Le Go ancien chef du service de radiopathologie du CEA de Fontenay-aux-Roses : 1) afin qu’on puisse bien voir les personnages, la photographie a été prise avec un bon éclairage incompatible avec une observation radioscopique. Celle-ci nécessite une adaptation de l’œil au noir absolu d’environ dix minutes. Seuls les amplificateurs de brillance développés après les années 1960, permettent de faire de la radioscopie en plein jour ;

131

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

2) le magnifique contraste noir et blanc de l’image ne peut avoir été fourni par un tube de Crookes (tube à rayons X du début du siècle). L’image n’était pas aussi nette ; 3) le sujet observé étant placé de face, on s’attend à voir une image du thorax de face. Or, la pointe du cœur est orientée à gauche, c’est donc une image de dos. À moins qu’on ait affaire à un cas de « sistus inversus » si rare (1 sur 10 millions) que la légende l’aurait mentionné ; 4) regardez bien le coin supérieur gauche (avec une loupe). Voyez la petite tache noire. C’est un marqueur en plomb qu’on utilise en radiographie (le cliché que vous passez chez votre radiologue du coin) ; 5) regardez aussi le menton de la dame. Il est caché par le cadre en bois de l’écran mais l’image comporte, elle, une image de maxillaire inférieur. Ou alors c’est la sœur des Daltons ! ; 6) curieux aussi que la dame soit restée habillée. On voit même sa blouse qui dépasse en dessous. Quand vous allez passer une radio, que faites-vous ? ; 7) normalement chez les dames, on voit l’ombre des seins à la radio. Pas là ! Il s’agit donc d’un positif de radiographie d’un monsieur mais qui a été inversé dans son placement. Finalement, le tube à rayons X était éteint et on a respecté les bonnes règles de la radioprotection.

LES ANNÉES FOLLES DU RADIUM Dès la fin de la Première Guerre mondiale, on pensait que l’ajout de la radioactivité était bénéfi que à l’être humain malgré des signes qui indiquaient déjà le contraire (voir le chapitre 5). Le radium a donc été mis à toutes les sauces et il y en avait pour tous les goûts. 132

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

L’extraction du radium En 1904, le radium est extrait dans l’usine de Nogent-sur-Marne. Sur ce site sera construite, plus tard, une école maternelle qui portera le nom de « Pierre et Marie Curie ». Comme le montre la cartographie ci-après faite par l’IRSN en 1995, ce site a été mal nettoyé et on peut encore y trouver des débits de dose non négligeables.

133

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

De même, dans la commune de Gif-sur-Yvette, une cartographie du chemin du radium montre que le site, où étaient installés les laboratoires de chimie de la Société nouvelle de radium (SNR) au début du siècle dernier, a été mal décontaminé.

Les figures 3 à 9 montrent un florilège d’objets et de publicités sur le sujet.

(a)

(b)

(c)

Figure 3 | Série de publicités de l’époque pour être en beauté ! (a) et (b) crèmes pour le visage et le corps ; (c) produit capillaire au radium.

134

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

Figure 4 | Pour être en forme… (a) sous-vêtements radioactifs ; (b) médicaments ; (c) eau enrichie radioactive.

(a)

(b)

(c)

Figure 5 | Pour tous les goûts ! (a) chocolat au radium ; (b) alimentation pour animaux au radium ; (c) cendrier contenant de l’uranium afin d’être luminescent dans le noir.

Figure 6 | Le verre contenait aussi de l’uranium (coloration esthétique).

135

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

Figure 7 | Pour être à l’heure. Comme pour le cendrier, les aiguilles et les chiffres « brillaient » dans le noir.

Encore aujourd’hui, on peut trouver ce genre d’objets radioactifs dans les brocantes ou les greniers. Les fontaines ou émanateurs au radium (cf. figure 8) constituent aussi des objets très prisés car très esthétiques. De même, pas mal de collectionneurs de minéraux (cf. figure 9) détiennent, parfois sans le savoir, des « cailloux radioactifs ».

Figure 8 | Fontaine.

136

Figure 9 | Minerai radioactif.

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

L’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA) a lancé plusieurs campagnes successives de récupération. Pour les particuliers, l’enlèvement est gratuit. Il suffit de prendre contact avec l’ANDRA qui vous indiquera la marche à suivre. En effet, on peut mesurer de forts débits de dose au contact de ces objets.

Figure 10 | Pommade ophtalmique dont le débit de dose avoisine les 66 µSv.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Pour chaque individu, l’exposition annuelle moyenne aux sources artificielles d’irradiation est d’environ 1,36 mSv. Ces sources ont principalement pour origine : − les actes médicaux : les examens radiologiques et les traitements de radiothérapie. Ces expositions représentent une dose moyenne de 1,33 mSv en France ; − les activités industrielles qui entraînent une exposition de l’ordre de 0,01 mSv par an ; − les activités nucléaires anciennes ou actuelles pour une exposition moyenne annuelle de 0,02 mSv. • En France, nous sommes donc exposés naturellement et artificiellement, en moyenne entre 2,5 et 4 mSv par an. Ce qui correspond à une dose journalière variant de six à dix microsieverts (6 à 10 µSv/j).

137

11. LES PREMIÈRES SOURCES ARTIFICIELLES DE RAYONNEMENTS

• Les formes, les dimensions et les couleurs des objets qui sont ou qui contiennent des sources radioactives sont si variées qu’il est impossible d’en faire un catalogue exhaustif. • Dans les années 1920, on pensait que l’ajout de la radioactivité était bénéfique à l’être humain malgré des signes qui indiquaient déjà le contraire. Le radium a donc été mis à « toutes les sauces » et il y en avait pour tous les goûts ! • L’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA) a lancé plusieurs campagnes successives de récupération des objets contenant du radium. Il reste cependant un certain nombre de sites pollués par cette activité.

138

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

LE RADIODIAGNOSTIC OU LA RADIOLOGIE Le radiodiagnostic constitue en France, la principale cause de l’exposition médicale en raison de sa grande fréquence : plus de 70 millions d’actes par an, soit plus d’un par personne en moyenne. Le radiodiagnostic (la radiographie que vous connaissez dans le cabinet de radiologie près de chez vous ou chez votre dentiste) génère de faibles doses. Le risque d’exposition est faible (cf. figures 1 et 2).

(a)

(b)

Figure 1 | Matériel fixe (a) ou mobile (b) de radiographie.

139

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

Figure 2 | Panoramique dentaire (un peu plus « irradiant » au niveau de la peau).

Il existe maintenant (et c’est même repris dans la réglementation française) des niveaux de référence diagnostique. Ce sont les valeurs moyennes de dose absorbée attendues, au niveau de la peau du patient (que l’on nomme dose à l’entrée), pour un certain nombre d’examens radiologiques. Le tableau 1 donne des exemples d’examen et la dose absorbée associée. La dose à l’entrée sera, bien entendu, très supérieure à la dose à l’intérieur du patient de par l’énergie des rayons X utilisés. Il sera même complexe de déterminer l’équivalence de la dose efficace (dose qui serait reçue par le corps entier). La radiologie interventionnelle (cf. figure 3) (comme celle mise en œuvre lors de la pose de « stents » – petits ressorts – dans les artères) délivre des doses « moyennes à très fortes » aux patients. Par exemple, pour la pose de « stents » – petits ressorts – dans les artères – la dose est de 2,5 Gy sur la peau exposée et 200 mGy au niveau du cœur. Les rayonnements X utilisés sont les mêmes que dans le cas du radiodiagnostic. Le seul paramètre qui change est le temps d’exposition.

140

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

Tableau 1. Dose absorbée par le patient en fonction de l’examen pratiqué.

Examen

Dose absorbée à l’entrée du patient pour une exposition unique (mGy)

Thorax de face (radio poumons)

0,3

Thorax de profil

1,2

Rachis lombaire de face

10

Rachis lombaire de profil

25

Abdomen sans préparation

8

Bassin de face (antéro-postérieur)

9

Mammographie

10

Crâne face

5

Crâne profil

3

Il y a un risque d’exposition très important pour les cliniciens et leur entourage. C’est aujourd’hui en France, une des populations professionnelles les plus exposées.

Figure 3 | Salle de chirurgie interventionnelle.

141

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

LE SCANNER Le scanner (cf. figure 4) est un examen médical qui s’est banalisé. Un peu trop peut-être, puisque c’est lui qui a contribué à l’augmentation de la dose moyenne reçue dans le domaine médical. Ce sont des examens assez irradiants puisque le patient reçoit de 3 à 5 mSv par coupe de tissus examinés sur une moyenne variant de cinq à dix coupes (selon l’épaisseur).

Figure 4 | Scanner X multicoupes à grand diamètre.

Un petit conseil : ne demandez pas à votre praticien habituel qu’il vous délivre dès la première visite, une ordonnance pour passer un scanner. Celui-ci le fera, s’il estime qu’il y a de bonnes raisons pour le faire.

LA MÉDECINE NUCLÉAIRE Souvenez-vous du chapitre 5 : nucléaire ! La médecine nucléaire (imagerie médicale et thérapie) réside dans l’injection au patient, de produits radioactifs ayant une période courte. En diagnostic, les doses reçues sont faibles ; en thérapie, elles sont fortes. Il y a des contraintes dans cette technique puisqu’il faut prendre en compte la durée d’hospitalisation des patients pour certains produits. 142

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

En effet, la personne est devenue à son tour une source radioactive, exposant tout autre individu dans son entourage immédiat. Les praticiens ont l’obligation de donner des informations orales et écrites aux patients, sur la conduite à tenir après une incorporation de produits radioactifs. Les déchets également, doivent être traités en fonction de la période effective (voir chapitre 7). La détection des produits radioactifs se fait au moyen d’un gros détecteur à scintillation (voir chapitre 4) qu’on nomme une « gamma caméra » (cf. figure 5).

Figure 5 | Gamma caméra pour imagerie cardiaque.

De nouvelles techniques sont apparues il y a une vingtaine d’années et sont maintenant en plein essor. On utilise un produit radioactif à très courte période qui émet un électron positif (voir chapitre 1). Pour le détecter, on utilise une caméra à positon ou tomographie à émission de positons désigné sous le signe TEP. Pour fabriquer ces produits radioactifs, on utilise un petit accélérateur de particules, un cyclotron. 143

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

Figure 6 | Exemple de cyclotron.

Les sources radioactives sont livrées à l’hôpital sous des conditionnements bien particuliers (cf. figure 7).

Figure 7 | Conditionnement de sources radioactives utilisées à l’hôpital.

144

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

QUESTION Les rayonnements médicaux sont-ils rayonnements naturels ou artificiels ?

différents

des

La radioactivité est souvent présentée comme nocive quand il s’agit d’applications industrielles. Vous avez vu que l’exposition est essentiellement naturelle (70 %) et médicale (30 %). Donc pour répondre à la question : NON. Que le rayonnement X soit produit de manière naturelle ou artificielle (y compris médicale), il reste un rayonnement X avec les mêmes caractéristiques et un détecteur ne saurait faire la différence.

ANECDOTE À ce sujet, il est arrivé à plusieurs reprises qu’EDF détecte de l’iode-131 dans les fleuves ou rivières, à l’aval de ses centrales nucléaires. On a d’ailleurs dû arrêter en urgence les réacteurs d’une centrale et ceci a un coût (élevé). Or il s’agissait d’iode-131 médical venant de patients ou d’un rejet hospitalier. L’appareil de mesure, lui, ne fait pas la différence entre de l’iode médical ou nucléaire. Il voit un rayonnement gamma et c’est tout.

LA RADIOTHÉRAPIE La radiothérapie est utilisée pour le traitement des cancers. C’est un succès puisqu’aujourd’hui, de nombreux patients sont soignés. Ce sont les examens médicaux les plus irradiants puisque les doses reçues peuvent aller jusqu’à 80 gray (attention sur une 145

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

surface et un volume les plus petits possible et parfaitement bien délimités) réparties sur 15 à 20 séances. Les physiciens médicaux sont chargés des calculs de doses administrées au patient et selon les possibilités, ils changent les angles d’exposition, pour ne pas exposer les tissus sains. De plus en plus, on utilise en radiothérapie les accélérateurs de particules au détriment des appareils de cobaltothérapie improprement appelés « bombe au cobalt ».

Figure 8 | Exemple d’appareil pour la radiothérapie.

LA CURIETHÉRAPIE Enfin, avec la curiethérapie on peut implanter une petite source radioactive (cf. figure 9) dans le patient au plus près de la tumeur. Certains cancers génitaux ou celui de la prostate sont traités de cette manière. La taille de la source correspond à un grain de riz.

146

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

Figure 9 | Fils d’iridium de la taille d’une épingle.

Le domaine médical répond à une stricte réglementation avec des contrôles de la part des inspecteurs de la radioprotection de l’ASN. On estime que les services de radiothérapie et de médecine nucléaire sont inspectés par l’ASN au moins une fois par an.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Le radiodiagnostic (radiologie conventionnelle y compris dentaire) constitue en France, la principale cause de l’exposition médicale en raison de sa grande fréquence. Le radiodiagnostic génère de faibles doses. • La radiologie interventionnelle délivre des doses « moyennes à très fortes » pour les patients, mais aussi pour les cliniciens. C’est aujourd’hui en France, une des populations professionnelles les plus exposées. • Le scanner est un examen médical assez irradiant. • La médecine nucléaire (imagerie médicale et thérapie) réside dans l’injection au patient, de produits radioactifs ayant une période courte. En diagnostic, les doses reçues sont faibles ; en thérapie, elles sont fortes. • Les praticiens ont l’obligation de donner des informations orales et écrites aux patients, sur la conduite à tenir après une incorporation de produits radioactifs.

147

12. LES SOURCES ARTIFICIELLES D'ORIGINE MÉDICALE

• La radiothérapie est utilisée pour le traitement des cancers. Ce sont les examens médicaux les plus irradiants (jusqu’à 80 gray sur une surface et un volume les plus petits possible) réparties sur 15 à 20 séances. • La curiethérapie permet d’implanter une petite source radioactive dans le patient, au plus près de la tumeur. • Le domaine médical doit répondre aujourd’hui, à une stricte réglementation avec des contrôles de la part des inspecteurs de l’ASN.

148

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

LES JAUGES Les « jauges » représentent 70 % des sources scellées. On appelle source scellée, une source radioactive enfermée dans une enveloppe étanche. Elles servent à réaliser des mesures d’épaisseur, de densité, de poids et de niveau. On trouve des sources d’activité moyenne installées à poste fixe. Le principe en est le suivant : on mesure l’absorption des rayonnements par les matières, celle-ci étant proportionnelle aux épaisseurs et aux densités traversées (cf. figure 1). On peut aussi contrôler l’épaisseur d’un carton au cours de sa fabrication ou bien le niveau de liquides, de poudres, de grains, de minerais, dans des réservoirs (cf. figure 2).

149

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Figure 1 | Illustration du principe d’une jauge.

(a)

(b)

Figure 2 | Exemple de jauges. (a) mesure de niveau ; (b) jauge de mesure d’épaisseur de papier.

Exceptée la personne compétente en radioprotection, les autres membres du personnel sont rarement formés en radioprotection car, dans la très grande majorité des cas, ils sont ni exposés, ni amenés à approcher des sources. Les utilisateurs sont très variés et il est donc impossible d’en donner la liste de manière exhaustive. Citons, tel un inventaire à la Prévert : • Orangina, Coca-Cola, Pelforth, Heineken pour le remplissage des canettes et fûts de boisson, Mamie Nova pour le remplissage des pots de yaourts ;

150

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

• Total, Shell, Fina pour la vérification de l’alimentation des oléoducs (cf. figure 3) ou le remplissage des bouteilles de gaz ;

Figure 3 | Jauges de mesures de pétrole.

• Béghin Say pour le remplissage des réservoirs dans les sucreries, la distillerie « Rivière du Mât » sur l’île de la Réunion pour le remplissage de ses réservoirs ; • Altadis pour le grammage du tabac dans les cigarettes ; • Dupont de Nemours pour vérifier l’épaisseur des textiles non tissés ou des papiers (cf. figure 4) ; • etc.

Figure 4 | Jauge de vérification d’épaisseur de papier.

151

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

LES DÉTECTEURS INCENDIE Les détecteurs incendie d’anciens modèles (cf. figure 5) contiennent eux aussi des sources radioactives. Ce sont des jauges de niveau. Néanmoins, ils seront interdits de vente, d’installation et d’utilisation en 2017.

Figure 5 | Détecteurs d’incendies en passe d’être remplacés.

En ce qui concerne les détecteurs incendie, les sources utilisées sont composées d’américium-241. C’est le rayonnement alpha et son faible parcours dans l’air qui sont intéressants. La fumée atténue le rayonnement déclenchant ainsi le capteur d’alarme. L’activité est d’environ (c’est une moyenne) 5000 becquerels par source.

LES ANALYSEURS Certains analyseurs d’air (cf. figure 6) comme ceux implantés dans les réseaux de mesure de pollution de l’air atmosphérique, contiennent de petites sources de carbone-14. C’est le rayonnement beta émis par le carbone-14 qui est intéressant car une faible couche de poussière atténue notablement le rayonnement. 152

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Figure 6 | Analyseur d’air.

Côté analyseurs, il y a les gammadensimètres-humidimètres (cf. figure 7) (7 % des sources), très utilisés dans le domaine des travaux publics et en particulier pour la construction des routes.

L’appareil et son caisson de transport.

Figure 7 | Gammadensimètres utilisés dans le bâtiment.

Viennent ensuite les sources qui constituent la majorité des dossiers d’autorisation à l’ASN : les analyseurs de plomb dans les peintures (cf. figure 8). En effet, à la vente d’un appartement ou d’une maison, surtout si le logement est assez ancien, il y a obligation de faire un diagnostic plomb afin de prévenir le saturnisme. Ce sont des sources de faible activité mais d’utilisation « grand public ». De nombreux modèles existent. 153

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Figure 8 | Analyseurs de plomb pour les peintures.

Étant les plus répandues dans le domaine public, ce sont aussi les sources les plus facilement volées (sans que le voleur sache d’ailleurs que c’est une source radioactive. La mention avec le trisecteur devrait être obligatoire, voir chapitre 8).

LES GAMMAGRAPHES Les gammagraphes, au nombre de 850 en France, constituent le parc d’appareils ayant les sources les plus actives (cf. figures 9 et 10). La perte d’une de ces sources peut se terminer dramatiquement comme à Yanango (voir chapitre 5).

Figure 9 | Porte-source de gammagraphie – 192 Ir.

154

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Figure 10 | Projecteur de gammagraphie.

Ils servent au contrôle non destructif de tuyauteries et en particulier de soudures dans les centrales nucléaires, dans les usines pétrochimiques, sur les conduites de gaz. Ce sont des sources d’activité importante (plus de 1000 milliards de becquerels – 1000 gigabecquerels). Elles requièrent un certificat d’aptitude à manipuler les appareils de radiologie industrielle (CAMARI). Il y a en effet, des risques liés au transport (accidents, vols) et à la manipulation (accidents mortels). Pour obtenir ce certificat, il faut suivre une formation sanctionnée par un examen à l’IRSN. À noter qu’on se sert aussi de générateurs X (cf. figure 11).

155

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Figure 11 | Contrôle d’une canalisation à l’aide d’un générateur RX Eresco.

LE PATRIMOINE HISTORIQUE Il existe des installations dédiées à la conservation du patrimoine historique, comme l’installation NUCLE ART à Grenoble. On utilise maintenant de plus en plus, des générateurs X et des appareils plus sophistiqués comme des accélérateurs de particules (cf. figure 12). C’est le cas au musée du Louvre qui possède un accélérateur « Van de Graaf » (du nom du concepteur de ces machines).

Figure 12 | Analyse d’œuvres d’art, les yeux de la déesse Ishta.

156

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Où l’on mêle art et gammagraphie ! La Vénus de Milo a testé pour vous. Et ce n’est pas un effet des rayonnements si elle n’a plus de bras… En revanche, nous savons maintenant qu’elle est en deux parties.

LES CONTRÔLEURS Dans le domaine du contrôle, les générateurs X sont de plus en plus répandus. Par exemple pour vérifier le contenu d’une boîte de conserve (cf. figure 13) ou encore tous les objets contenus dans les bagages de soute ou à main (cf. figure 14) des personnes qui prennent l’avion, surtout après le 11 septembre 2001.

Figure 13 | Contrôleurs à rayons X pour les boîtes de conserve.

Figure 14 | Scanner bagages « Rapiscan 627XR ».

157

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Les douanes ont d’ailleurs trouvé extrêmement tôt, une utilisation des générateurs X. (cf. figure 15). Aujourd’hui, ils utilisent des accélérateurs de particules comme dans le domaine médical (cf. figures 16 et 17).

Figure 15 | Les débuts des contrôles douaniers en 1897.

Figure 16 | Installation de contrôle de véhicules : scanner Cargo « Eagle Mobil » Rapiscan.

Figure 17 | Coupe d’un camion et détection du contenu.

158

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Là encore, toutes ces activités sont encadrées par une réglementation stricte. Dans le domaine industriel, il y a peu d’utilisations de sources facilement dispersables (comme les liquides, les gaz ou les poudres). Citons quand même le cas de la recherche, notamment médicale et pharmaceutique, qui utilise des sources radioactives liquides, pouvant être incorporées à des molécules biologiques comme le tritium (hydrogène-3), le carbone-14, le soufre-35, le phosphore-32, l’iode-125. Par exemple, on peu marquer la molécule d’ADN et identifier le génome. La liste des utilisateurs est très variée : Sanofi-Aventis, Pasteur Mérieux, l’INSERM, l’INRA, Pierre Fabre santé, Glaxo-SmithKlein, l’Oréal (ça le vaut-il ?) ou encore le laboratoire scientifique de la Police nationale. L’ASN n’aime guère voir de la radioactivité sortir dans le domaine public. À titre anecdotique (qui n’a plus cours aujourd’hui), les laboratoires des Ponts et Chaussées testaient l’homogénéité des bitumes par marquage radioactif (cf. figure 18).

Figure 18 | Contrôle de l’homogénéité du bitume.

DES PRODUITS INTERDITS Les professionnels de la radioprotection sont régulièrement confrontés à des produits qui ne devraient pas être radioactifs. 159

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

Cela provient souvent de pays étrangers dans lesquels des sources radioactives ont été perdues. C’est le cas notamment dans les aciéries où ont été fondues des sources de cobalt-60. C’est arrivé par exemple, au Mexique (Juarez), à Taïwan et en Inde. Dans ce dernier cas, l’acier fabriqué s’est retrouvé dans la composition de boutons d’ascenseur. En décembre 2000, c’était des montres avec des doses significatives pour les porteurs. Les montres sont souvent à l’honneur. En dehors du tritium, maintenant interdit en France dans les objets d’usage courant (montres, lunettes de visée, boussoles, porte-clés, etc.), on trouve des objets radioactifs qui ne sont pas autorisés (cf. figure 19).

Figure 19 | Porte-clés radioactif.

160

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

13. LES SOURCES RADIOACTIVES INDUSTRIELLES

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • On appelle source scellée, une source radioactive enfermée dans une enveloppe étanche. • Les « jauges » représentent 70 % des sources scellées. Elles servent à réaliser des mesures d’épaisseur, de densité, de poids et de niveau. Le principe réside dans la mesure de l’absorption des rayonnements par les matières. • Les analyseurs sont utilisés pour l’analyse de la poussière dans l’air, de la densité et de l’humidité des sols dans le domaine des travaux publics, du plomb dans les peintures. • Les gammagraphes, au nombre de 850 en France, constituent le parc d’appareils ayant les sources les plus actives. Ils servent au contrôle non destructif de tuyauteries et en particulier, de soudures dans les centrales nucléaires, dans les usines pétrochimiques, sur les conduites de gaz. • Il existe des installations dédiées à la conservation du patrimoine historique, comme l’installation NUCLE ART à Grenoble et le musée du Louvre. • Dans le domaine du contrôle, les générateurs X sont de plus en plus répandus. • Aujourd’hui, la recherche, notamment médicale et pharmaceutique, utilise des sources radioactives liquides pouvant être incorporées à des molécules biologiques. • Les professionnels de la radioprotection sont régulièrement confrontés à des objets radioactifs qui ne devraient pas l’être, du fait de sources radioactives perdues.

161

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

Je ne reprendrai pas dans cet ouvrage en détails les sources d’origine nucléaire. Si le lecteur souhaite plus d’informations, je l’invite à lire « Qu’est-ce que l’énergie nucléaire » écrit par Henri Safa et publiée dans cette même collection.

LES INSTALLATIONS DU CYCLE DU COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE Le schéma figure 1 explique de manière simplifiée le cycle du combustible nucléaire.

Figure 1 | Cycle du combustible nucléaire.

162

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

C’est dans les réacteurs et au niveau du retraitement du combustible nucléaire, qu’augmente notablement la radioactivité. Entre un assemblage de combustible neuf contenant de l’uranium enrichi (uranium-238 pour 97 % et uranium-235 pour 3%) et un combustible usé, l’activité est multipliée par dix millions, du fait des produits de fission (cf. figure 2). Sachant qu’au départ, l’activité est de un milliard de becquerels (1 GBq), vous pouvez faire la multiplication.

Figure 2 | Assemblage de combustible.

Les installations nucléaires (cf. figure 3) et ceux qui y travaillent sont soumis à une réglementation et des contrôles sévères. Les combustibles usés très radioactifs sont transportés par convoi (cf. figure 4) vers l’usine de retraitement du combustible de La Hague (cf. figure 5).

163

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 3 | Quelques installations nucléaires françaises : (a) Gravelines ; (b) Tricastin ; (c) Blayais ; (d) Nogent.

(a)

(b)

Figure 4 | Transport de combustibles irradiés : (a) emballage ; (b) convoi ferroviaire.

Figure 5 | Usine de retraitement du combustible de La Hague.

164

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

QUESTION Y a-t-il un risque à travailler dans le domaine nucléaire ? Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a publié, en juin 2005, une analyse de la situation pour procéder à une évaluation directe des effets cancérogènes des expositions aux faibles doses, en vue d’évaluer la validité des normes. Il a mené une étude de cohorte internationale dont le principal résultat est qu’il semble y avoir une légère augmentation du risque de cancer, même aux faibles doses et débits de dose généralement reçus par les travailleurs du nucléaire : 1 à 2 % de plus que la fréquence « naturelle » qui se situe à 30 %. Selon le Dr Boyle, Directeur du CIRC « ces résultats apportent les estimations directes les plus précises et complètes du risque de cancer après exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants reçues de manière prolongée ; ils renforcent la base scientifique des normes de radioprotection pour les expositions environnementales, professionnelles et diagnostiques. Ils étayent les indications actuelles liées au potentiel cancérogène des rayonnements ionisants mais sont rassurants en ce qui concerne l’impact probable des rayonnements ionisants sur le fardeau mondial du cancer ».

LES TRANSPORTS DE MATIÈRES RADIOACTIVES Le transport des colis ou des matières radioactifs est soumis à une réglementation particulièrement complexe. Elle est élaborée par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) puis transposée au niveau européen. Elle s’applique directement par traduction en français. C’est souvent à l’expéditeur du colis de régler l’ensemble des détails.

165

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

Comment reconnaître un colis radioactif ?

(a)

(b) Figure 5 | (a) Signalétique pour un colis irradiant que l’on peut poser par exemple sur un véhicule de transport (b).

Il existe des étiquetages propres aux colis radioactifs (cf. figure 5a). Plus il y a de petites bandes rouges, plus le colis est irradiant. On ne peut pas dépasser certaines valeurs au niveau de la dose mesurée : le débit de dose efficace doit être inférieur à 2 mSv/h au contact du colis et inférieur à 0,1 mSv/h à un mètre de celui-ci. Au contact du véhicule transportant le ou les colis, le débit de dose efficace doit être inférieur à 2 mSv/h et inférieur à 0,1 mSv/h à deux mètres de celui-ci. On place une étiquette de 25 cm par 25 cm qu’on appelle l’étiquette 7D (cf. figure 5b). 166

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

14. LES SOURCES RADIOACTIVES D’ORIGINE NUCLÉAIRE

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • C’est dans les réacteurs et au niveau du retraitement du combustible nucléaire que se situe principalement la radioactivité. • Les installations nucléaires et ceux qui y travaillent, sont soumis à une réglementation et des contrôles sévères. • Le transport des colis ou des matières radioactifs est soumis à une réglementation particulièrement complexe. Elle est élaborée par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) puis transposée au niveau européen.

167

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS : « QUE FAIT-ON DES OBJETS RADIOACTIFS QUAND ÇA NE SERT PLUS ? »

L’ANDRA Créée au sein du CEA le 7 novembre 1979, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs, l’ANDRA, est chargée de la collecte et la gestion des déchets radioactifs. C’est un établissement public à caractère industriel et commercial depuis 1991. La loi du 28 juin 2006 de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs précise, hormis les missions et le statut de l’ANDRA, un certain nombre de positions : • protection de la nature, de l’environnement et du public, maintenant et pour le futur ; • le stockage souterrain définitif de produits industriels dangereux en couches géologiques profondes est soumis à une décision du parlement français ; • pas de stockage définitif de déchets radioactifs étrangers ;

168

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

• trois directions de recherche pour la gestion des déchets radioactifs : − séparation, transmutation, − stockage en formations géologiques profondes, − procédés de conditionnement et d’entreposage de longue durée en surface. • conditions dans lesquelles les laboratoires souterrains seront exploités ; • création d’un comité local d’information et de suivi sur chaque site de laboratoire souterrain.

LES DÉCHETS DE FAIBLE ET MOYENNE ACTIVITÉ L’ANDRA gère les centres de stockage existants (cf. figure 1) et mène des recherches pour l’implantation de nouveaux sites (en particulier le stockage de longue durée). L’ANDRA ne stocke que les déchets français. L’EDF, le CEA et AREVA génèrent à eux trois, 95 % des déchets. Pour le cycle du combustible, on peut classer les déchets en plusieurs catégories : 169

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

• haute activité ; • déchets alpha ; • faible activité et très faible activité (filières existantes).

(a)

(b) Figure 1 | (a) Centre de stockage de l’Aube (déchets de faible et moyenne activité) ; (b) centre de déchets de très faible activité.

LE PRINCIPE DE SÛRETÉ Les confinements doivent garantir l’exposition la plus faible possible pour les populations. Les méthodes de conditionnement actuelles sont : • résidus effluents : ciment ; • déchets bêta-gamma : ciment ; • résines : enrobage résines ; • déchets haute activité : vitrification. 170

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

Les déchets issus des installations nucléaires ne font pas l’objet de remise en circulation dans des filières dites classiques. Il n’existe d’ailleurs en France, aucun seuil de libération des déchets, contrairement à un certain nombre de nos voisins européens. Tout ce qui rentre en zone à risque de dispersion de produits radioactifs, est systématiquement considéré comme déchet radioactif et éliminé dans la filière faible ou très faible activité.

LES DÉCHETS DE HAUTE ACTIVITÉ ET À VIE LONGUE Actuellement, les déchets à vie longue (période radioactive supérieure à 30 ans) et les déchets de haute activité n’ont pas de filière d’évacuation. C’est un point qui fait débat aujourd’hui. L’ANDRA et le CEA mènent des missions pour la gestion de ces déchets. Jusqu’à présent, ce sont les exploitants nucléaires les produisant qui les entreposent sur leurs sites. Au niveau du vocabulaire, encore une subtilité entre stockage et entreposage : le stockage a un caractère définitif (et donc irréversible) alors que les éléments en entreposage pourraient faire l’objet d’une réhabilitation si une méthode fiable était mise au point. Aujourd’hui, l’ANDRA mène des recherches au niveau géologique dans le laboratoire de Bure dans la Meuse (cf. figure 2). Le stockage souterrain définitif de produits industriels dangereux en couches géologiques profondes, est soumis à une décision du parlement français. Les colis de déchets de haute activité sont en fait constitués par un mélange intime entre la matière radioactive et une pâte de verre. L’ensemble est coulé dans un conteneur en inox (cf. figure 3). Ces conteneurs sont ensuite inclus dans un « cube de béton » et c’est cet élément qui sera « entreposé » en profondeur (cf. figure 4). 171

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

Figure 2 | Vue souterraine du projet de stockage géologique.

Figure 3 | Conteneurs et maquette en coupe.

172

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

Figure 4 | Cube contenant les conteneurs en inox.

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

LES DÉCHETS HORS INDUSTRIE NUCLÉAIRE Pour les déchets produits hors de ces installations nucléaires, il existe un texte particulier. Au départ, ce texte était surtout axé sur le monde médical utilisant des produits radioactifs à période courte. Il a également été appliqué au monde industriel et surtout au monde de la recherche (voir chapitre 9 sur les sources d’origine industrielle). C’est ce que l’on nomme les déchets des petits producteurs. Dans le domaine professionnel, l’employeur a, bien entendu, des obligations. Il doit écrire un plan de gestion des déchets comprenant un système de contrôle en sortie de site et une zone pour l’entreposage des déchets. Ce plan est soumis à l’approbation de l’ASN.

À ce stade, les déchets sont en attente d’évacuation ou, pour ceux dont la période radioactive du contaminant est courte (inférieure à 100 jours), en attente de retour en catégorie « déchets très faiblement radioactifs » (après décroissance radioactive). Pour les rejets liquides, des contrôles doivent être effectués avant rejet dans les égouts. 173

15. LES DÉCHETS RADIOACTIFS

L’ANDRA a défini des catégories avec des spécifications bien précises. La brochure « Guide d’enlèvement des déchets radioactifs », disponible sur son site Internet, donne de nombreuses informations. Il faut insister sur le fait que la bonne gestion des déchets radioactifs doit être prévu et s’effectuer dès leur production, c’est-à-dire au niveau d’une installation ou d’un laboratoire.

CE QUE L’ON PEUT RETENIR • Créée en novembre 1979, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs, l’ANDRA est chargée de la collecte et la gestion des déchets radioactifs. • Hormis les missions et le statut de l’ANDRA, la loi définit un certain nombre de positions pour la protection de la nature, de l’environnement et du public, maintenant et pour le futur. • L’ANDRA gère aujourd’hui les centres de stockage existants et mène des recherches pour l’implantation de nouveaux sites (en particulier le stockage longue durée). • Dans une installation nucléaire, tout ce qui rentre en zone à risques de dispersion de produits radioactifs, est systématiquement considéré comme déchet radioactif et éliminé dans la filière faible ou très faible activité. • Actuellement, les déchets à vie longue (période radioactive supérieure à 30 ans) et les déchets de haute activité n’ont pas de filière d’évacuation. • Les déchets non produits par l’industrie nucléaire comme ceux du domaine médical ou celui de la recherche, ont leur propre filière d’élimination. Les déchets dont la période radioactive du contaminant est courte (inférieure à 100 jours), retourneront dans le domaine public après décroissance radioactive.

174

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

D'AUTRES SOURCES D'INFORMATIONS : « POUR ALLER PLUS LOIN DANS LA CONNAISSANCE » Elles sont très variées et là encore il est impossible de donner une liste exhaustive de tout ce qui existe. Avec le mot « radioprotection », les moteurs de recherche sur Internet proposent l’accès aux sites suivants :

Les institutions L’Autorité de sûreté nucléaire : www.asn.fr L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire : www.irsn.fr L’Institut national de recherche en sécurité : www.inrs.fr

Les associations professionnelles La Société française de radioprotection : www.sfrp.asso.fr La radioactivité.com : www.laradioactivite.com Radioprotection Cirkus : www.rpcirkus.org (dont je suis un des fondateurs)

L’ensemble des sites des exploitants nucléaires ANDRA : www.andra.fr AREVA : www.areva.com CEA : www.cea.fr EDF : www.edf.fr Ces sites proposent eux-mêmes des liens qui donnent accès à bien d’autres sources d’informations. On peut aussi consulter des sites d’associations comme la CRIIRAD ou « Robin des bois » ou encore des sites de vulgarisation scientifique comme celui des « atomes crochus ». Ensuite, si vous êtes encore attaché au papier et aimez feuilleter des livres, les ouvrages de la collection « Personnes compétentes en radioprotection » édités chez EDP Sciences – d’un niveau supérieur – vous permettront de parfaire vos connaissances (www.editionsciences.com/personne-competente-en-radioprotection.htm). Le site rpcirkus.org vous conseillera notamment quelques ouvrages, images, vidéos sur le monde de la radioprotection. Nous avons un forum technique de discussions pour poser des questions. 175

CRÉDITS PHOTOS Chapitre 1 Figure 2 : droits réservés.

Chapitre 3 Figure 1 : Yuvanoé/CEA.

Chapitre 4 Figure 1 : Canberra. Figure 2 : Saphymo. Figure 3 : Berthold (gauche) APVL (milieu) Saphymo (droite). Figure 4 : droits réservés. Figure 5 : Berthold (gauche) Mirion (droite). Figures 6,7 : EDF. Figure 8 : Cegelec (gauche) Berthold (milieu) Mirion (droite). Figure 9 : Berthold. Figure 10: Chambre d’ionisation (Canberra) Geiger-Müller compensé (Carmelec) Compteur proportionnel (APVL). Figure 11 : Landauer – IRSN. Figure encadré p. 53 : Radex.

Chapitre 6 Figure 1b : EDF.

Chapitre 8 Figure 1 : droits réservés. Figure 2 : ASN.

Chapitre 10

176

Figure encadré « cherchez l’erreur » : droits réservés. Figure encadré « l’extraction du radium » : cartographies IPSN Patrice Charbonneau. Figures 3 à 10 : droits réservés.

Chapitre 12 Figures 1, 4, 5 : Siemens. Figure 2 : Ardet. Figure 6 : IBA. Figure 8 : Guy Lebègue.

Chapitre 13 Figures 2 : Berthold France. Figures 3, 4 : droits réservés. Figure 5 : B. Schafer (haut). Figure 6 : Société environnement SA. Figure 7 : Lindqvist International. Figure 8 : Fondiselectronic (gauche) Arelco (droite). Figures 9, 10 : Cegelec. Figure 11 : GE Inspection Technologies. Figure 12 : C2RMF. Figures 14, 16, 17 : HTDS. Figure 18 : B. Carrez labo ponts et chaussées Autun. Figure 19 : droits réservés..

Figure 2 : carte radon ASN. Figure 3 : droits réservés.

Chapitre 14

Chapitre 11

Chapitre 15

Figure 2 : droits réservés.

Figures 1, 2, 3, 4 : droits réservés.

LA RADIOACTIVITÉ SOUS SURVEILLANCE

Figures 1, 2, 3, 4 : droits réservés.

CANBERRA, LEADER DE LA MESURE NUCLÉAIRE

Famille CSP™, pour le contrôle de contamination et la mesure d’équivalent de dose sur une gamme étendue end Sonde SABG-15+

CSP = CANBERRA Smart Probe Sondes Intelligentes CANBERRA Sonde SG-1R Colibri® TTC

Sonde SAB-100

Sonde SVLD

10 nSv/h

DEBIT D’EQUIVALENT DE DOSE H*(10)

1000 Sv/h

Gamme CSP™ Family

La traçabilité de vos mesures au service de la qualité Gamme CSP, une comptabilité sur l’ensemble des sondes et instruments

www.canberra.com Solutions de mesure pour la santé et la sécurité

Radiamètres Contaminamètres Portiques déchets Balises α, β, γ, Iodes, Gaz, Eau Compteurs bas bruit de fond Balises pour l'environnement

Berthold FRANCE S.A.S. 8 route des Bruyères - 78770 THOIRY Tél. : 01 34 94 79 00 - Fax. : 01 34 94 79 01 E-mail : [email protected]

http:\\www.berthold.fr

Créée en 1994, APVL ingénierie est une société française, qui propose une gamme complète de produits pour la radioprotection et la dosimétrie. Nous développons nos propres logiciels associés et créons une base documentaire en langue française. De l’évaluation du besoin de nos clients à la mise en place d’une solution technique adaptée, nous intervenons partout où les rayonnements ionisants deviennent un risque pour les individus, l’environnement et les biens. Nos domaines d’intervention sont donc nombreux et variés, nous équipons à ce jour environ 3 000 sites en France.

Nos domaines d’activité ‡

‡

‡

5DGLRSURWHFWLRQ‡ Assurer la protection de l’homme (public, patients soumis aux rayonnements, travailleurs utilisant ou exposés aux rayonnements) et de son environnement. 'RVLPpWULH RSpUDWLRQQHOOH ‡ Évaluer, en temps réel, les doses reçues par des personnes exposées à un champ de rayonnement produit par un générateur X ou une source radioactive. 'RVLPpWULH SDVVLYH ‡ Intégrer sur un capteur (cristal thermoluminescent) toutes les doses de rayonnements reçues par le porteur au cours d’une période (1 à 3 mois selon le poste de travail). Le dosimètre est analysé par un organisme central, la dose est connue D SRVWHULRUL et représente la valeur légale attribuée au porteur.

Notre savoir-faire ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

Conseil en radioprotection et dosimétrie, étude des besoins Commercialisation de matériels et de logiciels associés Formation Installation et mise en service Études et développement 0DLQWHQDQFHpWDORQQDJHYpUL¿FDWLRQ

Certification N° 791 E

$OOpHGHOD)HUPHGHOD5DEHODLV‡6DLQW&\UVXU/RLUH 7pO ‡)D[  ZZZDSYOFRP‡LQIR#DSYOFRP

7KLVSDJHLQWHQWLRQDOO\OHIWEODQN