INITIATION PREVENTION RADIOPROTECTION

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1 INITIATION PREVENTION ou la Protection contre les dangers des Rayonnements Ionisants

2 1 ère ETAPE Identifions le danger : la RADIOACTIVITE

3 1 ère ETAPE Identifions le danger : la RADIOACTIVITE Processus selon lequel certains nucléides naturels ou artificiels subissent une désintégration spontanée avec dégagement d énergie aboutissant à la formation de nouveaux nucléides. Appelés radionucléides, ils sont instables du fait de leur nombre de nucléons (protons, neutrons) ou de leur état énergétique. Ce phénomène s accompagne de l émission d un ou plusieurs types de rayonnement (X, Gamma) et/ou de particules (alpha, beta, neutrons) qui constituent les radiations ionisantes, détectables uniquement par des appareils appropriés. Les rayonnements ionisants sont des rayonnements électromagnétiques ou corpusculaires suffisamment énergétiques pour ioniser sur leur passage certains atomes de la matière traversée en leur arrachant des électrons (contrairement aux autres rayonnements tels que la lumière visible, les rayons infrarouges ou les ultrasons). Ils peuvent l être directement ou indirectement. Chacun possède des propriétés différentes.

6 2 ème ETAPE Mesurons le danger : GRANDEURS et UNITES

7 2 ème ETAPE Mesurons le danger : GRANDEURS et UNITES Activité : L'activité A d'une source radioactive est liée au nombre de noyaux susceptibles de se transformer. C est le nombre de désintégrations par seconde. Elle s exprime en Becquerels. 1 Bq correspond à 1 désintégration par seconde. Ancienne unité, le Curie (Ci) : 1 Ci = 37 milliards de Bq Période radioactive : La période radioactive ou temps de demi-vie T½ est le temps au bout duquel l'activité de la source a diminué de moitié. On distingue les radioéléments à courte période (T<100 jours) des radionucléides à période longue (T>100jours)

8 2 ème ETAPE Mesurons le danger : GRANDEURS et UNITES Energie : Elle s'exprime en électronvolts (ev) ou ses multiples (kev, MeV, ou GeV). (1 ev = 1, Joule). Les énergies des radioéléments sont très variées, allant de quelques kev à plusieurs MeV. Dose absorbée : La pénétration des radiations ionisantes dans la matière se traduit par une cession d'énergie. La dose absorbée D est le rapport : Energie communiquée par le rayonnement à la matière (Joule) Masse de matière irradiée (kg) L'unité de dose absorbée est le Gray (Gy) 1 Gy =1 J.kg -1. Le débit de dose absorbée s'exprime en Gy.h -1. En pratique, on utilise les sous-multiples mgy.h -1 et mgy.h -1.

9 3 ème ETAPE Caractérisons le danger : Les SOURCES RADIOACTIVES

10 3 ème ETAPE Caractérisons le danger : les SOURCES RADIOACTIVES Source non scellée : source dont la présentation et les conditions normales d emploi ne permettent pas de prévenir toute dispersion de substance radioactive. En général sous forme de liquides et gaz. Exemples en laboratoire : le phosphore 32 ou 33, le carbone 14, le soufre 35, le chrome 51, l Iode 125 et le tritium. Ils sont employés comme traceurs, à des fins d étalonnage ou d enseignement. L utilisation de traceurs radioactifs incorporés à des molécules est courante en recherche biologique (biologie cellulaire et moléculaire). Source scellée : source dont la structure ou le conditionnement empêche, en utilisation normale, toute dispersion de matières radioactives dans le milieu ambiant. En général sous forme solide. Exemples en laboratoire : mises en oeuvre pour des étalonnages ou des calibrations de détecteurs. Les radionucléides utilisés sont variés : Cobalt 60, Fer 55, Sodium 22, Américium 241, Strontium 90

11 3 ème ETAPE Caractérisons le danger : les SOURCES RADIOACTIVES Les appareils électriques générateurs de rayonnement ionisants présents dans les laboratoires peuvent être une source d exposition. On distingue : > Les générateurs de Rayons X destinés essentiellement à des analyses structurales non destructive, utilisés en cristallographie, fluorescence X. > Les accélérateurs de particules.

12 4 ème ETAPE Précisons le RISQUE lié à la RADIOACTIVITE L'exposition externe est provoquée par une source radioactive située à distance de l'individu. Cette source peut émettre des rayonnements qui interagissent avec le corps humain en créant des ionisations. L exposition peut être globale ou partielle. (cas généralement des générateurs X, des accélérateurs et des sources scellées) Une contamination externe est provoquée par un produit radioactif qui s'est déposé sur la peau, les vêtements ou les plans de travail. Elle peut conduire à l'incorporation des produits radioactifs dans l'organisme. Une contamination interne se produit lorsque les produits radioactifs ont pénétré dans l'organisme par inhalation, ingestion ou par voie cutanée (plaie par exemple). Ce phénomène d incorporation conduit à l exposition interne. (cas généralement des sources non scellées)

13 4 ème ETAPE Précisons le RISQUE lié à la RADIOACTIVITE

14 5 ème ETAPE Précisons les EFFETS des irradiations Main droite de Harry Daghlian Jr. huit jours après son irradiation mortelle à Los Alamos en 1945

15 5 ème ETAPE Précisons les EFFETS des irradiations

16 8 ème ETAPE Maîtrisons les risques : la Radioprotection

17 8 ème ETAPE Maîtrisons les risques : la Radioprotection Pour vos manipulations, 3 grands principes de maîtrise du risque : - Pour la maîtrise du risque exposition externe : La DISTANCE Les ECRANS Le TEMPS d EXPOSITION - Pour la maîtrise du risque exposition interne : Les BONNES PRATIQUES de LABORATOIRES!

18 8 ème ETAPE Maîtrisons les risques : la Radioprotection Les ECRANS (maîtrise risque exposition externe)

19 9 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos équipements de manipulation

20 9 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos équipements de manipulation Le principe de ces équipements consiste à confiner le risque d expositions externe et/ou interne. Dans les laboratoires de recherche, les équipements les plus répandus sont : - la boite à gants : enceinte ventilée en dépression permettant de manipuler des produits volatils. Elle doit être adaptée à la nature du radioélément et munie de filtres ; le contrôle et l entretien (changement de filtres) doivent être réalisés par des entreprises spécialisées. - la sorbonne : elle permet la manipulation de certains produits radioactifs ou d effectuer certaines étapes d une manipulation, évitant la dispersion dans l atmosphère de la zone et facilitant la dilution dans l atmosphère sans risque pour l environnement (exemple ouverture du flacon de 35 S en raison de l effet de radiolyse, poursuite des opérations d iodation). - les boites en plexiglas - les écrans adaptés au type de rayonnement : plexiglas pour la protection de rayonnements β énergétiques et en plexiglas plombé pour les rayonnements γ X. - les petits matériels, type portoirs, boites, conteneurs de source en plexiglas essentiellement pour la manipulation de 32 P.

23 10 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos zones de manipulation

24 10 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos zones de manipulation Préalablement à toute mise en oeuvre de substances radioactives, après avoir procédé à une évaluation des risques et recueilli l avis de la personne compétente en radioprotection (PCR), il est délimité autour des substances radioactives : > une zone surveillée, dès lors que les travailleurs sont susceptibles de recevoir une dose efficace dépassant 1mSv / an, dans les conditions normales de travail ou une dose équivalente dépassant un dixième de l une des limites fixées pour la peau, les mains, les avant-bras, les pieds et les chevilles (soit 50 msv), ou le cristallin (soit 15 msv). > une zone contrôlée, dès lors que les travailleurs sont susceptibles de recevoir une dose efficace de 6 msv / an, dans les conditions normales de travail ou une dose équivalente dépassant les trois dixièmes de l une des limites fixées pour la peau, les mains, les avant-bras, les pieds et les chevilles (soit 150 msv) ou le cristallin (soit 45 msv). A l intérieur d une zone contrôlée, lorsque le risque d exposition dépasse certains seuils, des zones spécialement réglementées ou interdites d accès peuvent être délimitées et signalées.

25 10 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos zones de manipulation Pour les matériels :

26 11 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos consignes de manipulation

27 11 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos consignes de manipulation la préparation de la manipulation s informer rechercher prévoir auprès de la personne compétente lire les consignes et les fiches techniques du radioélément le radioélément le moins toxique l activité la plus faible le matériel pour toute la manipulation pour les déchets - sacs plastiques - poubelles pour le contrôle - dosimètre, détecteur - pour décontaminer - décontaminant - absorbant établir un protocole connaître le fonctionnement des appareils le rendement et les limites des appareils de détection se souvenir du principe - toute dose à un effet effet de cumul pour de faibles doses à faible débit sur une longue période reconnaître les autres risques associés : chimiques - génotoxiques - biologiques - U.V. - électricité...

28 11 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos consignes de manipulation le respect des bonnes pratiques de manipulation se protéger baliser confiner porter blouse - gants - masques régulièrement renouvelés- lunettes adapter la protection dès la source utiliser les écrans appropriés manipuler sous une sorbonne - boîte à gants diminuer le temps d exposition augmenter la distance travail-source (pinces) les locaux (zone surveillée - contrôlée) la surface de travail - paillasse le matériel, les préparations radioactives et tout objet contaminé le stockage de la source - réfrigérateur - congélateur manipuler dans une zone convenablement ventilée sur un plateau - sur du papier type Benchkote sous la sorbonne - boîte à gants en cas de manipulation d aérosols ou de radioisotopes volatils contrôler les surfaces de travail - le matériel - les mains - blouse - thyroïde - sol - chaussures... avant de quitter le travail et au moindre doute gérer les déchets connaître les règles de tri, de conditionnement, d évacuation, de traitement (décroissance ou enlèvement par l ANDRA) NE JAMAIS manger - boire - fumer - travailler seul

29 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure

30 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Le film dosimètre (dosimétrie passive) : contrôle de l exposition externe Une dosimétrie passive est obligatoire pour tous les travailleurs pénétrant en zone surveillée ou contrôlée. Elle est généralement assurée au moyen de films dosimètres. Toutefois, elle n a pas de raison d être lorsque sont manipulées des sources émettant des rayonnements auxquels le film est insensible. Principe Ce dosimètre est constitué d une émulsion photographique. Lors du développement du film, il apparaît un noircissement dont l intensité est proportionnelle à l équivalent de dose reçu par le film. Pour identifier la nature du rayonnement et pour corriger la réponse du film en fonction de l énergie du rayonnement, le film est inséré dans un boîtier comportant des filtres de différentes natures. Le dosimètre ainsi constitué est sensible aux BETA d énergie supérieure à 200 kev, aux X, aux GAMMA et aux neutrons thermiques (E < ou = 0,025 e V). Il est insensible aux BETA de faible énergie et aux neutrons rapides, et inutile pour les ALPHA. La détection des neutrons rapides nécessite la mise en oeuvre d un film supplémentaire inséré dans le même boîtier. L équivalent de dose dû aux neutrons est déterminé par comptage des traces laissées par les protons de recul dans l émulsion.

31 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Le film dosimètre (dosimétrie passive) : contrôle de l exposition externe Mise en oeuvre Le film dosimètre est nominatif. Il ne doit être porté que par la personne dont le nom figure sur le film (à l exception des dosimètres de zone, mis en oeuvre dans le cadre d une dosimétrie d ambiance). Il doit être porté au niveau de la poitrine, pendant les heures de travail. La mesure au niveau des mains est faite par un dosimètre additionnel, sous forme de bague (doigt) ou de bracelet (poignet). En dehors des heures de travail, les dosimètres sont rangés, par nom, sur un tableau. Pour les personnels de catégorie A, les films sont développés au minimum mensuellement. Pour les personnels de catégorie B, au minimum trimestriellement. Conseils importants Éviter l exposition des dosimètres à des sources de chaleur (soleil, radiateur) et à certains produits chimiques. Il est important de porter le film dosimètre sur l endroit (c est-à-dire face portant le nom vers l avant), notamment pour les émetteurs BETA : en effet, pour mesurer ce rayonnement, le dosimètre comporte généralement une partie sans écran, située sur l avant. Lors de déplacements dans d autres laboratoires, il est nécessaire de porter le dosimètre du laboratoire d origine, même si le laboratoire que l on visite fournit son propre dosimètre.

32 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Le film dosimètre (dosimétrie passive) : contrôle de l exposition externe EXEMPLE

33 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure La Radio Toxicologie : contrôle de l exposition interne Cet examen permet de contrôler la contamination interne éventuelle par les radioéléments en sources non scellée manipulés. Il s'effectue essentiellement sur les urines mais peut être pratiqué sur les selles également. Il est réalisé par l IRSN sur les urines de 24 heures. Réglementairement, il est obligatoire pour les personnels de catégorie A tous les semestres, mais dans le cadre des activités de recherche, cette organisation ne tient pas compte : - de la période du radioélément - du rythme irrégulier des manipulations - des mouvements de personnels, en particulier des étudiants, stagiaires etc... Il est donc recommandé d'avoir recours à une surveillance opérationnelle en fonction des manipulations effectuées, à la demande, et à un contrôle exceptionnel en cas d'incident. Les résultats de ces examens couverts par le secret médical sont adressés au médecin de prévention. Des examens complémentaires peuvent être demandés sur avis médical

34 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Mesure de l exposition externe La mesure des débits d équivalent de dose se fait au moyen de débitmètres de différents types : la chambre d ionisation portative, type «Babyline», permet la mesure de débits de dose équivalente dus aux Beta et Gamma en profondeur et au niveau de la peau. Grâce à ses parois constituées de matériaux «équivalent-tissu», sa réponse est constante en énergie à partir de 10 kev. les débitmètres, équipés de tubes Geiger-Müller, plus robustes, ont cependant une réponse en énergie moins bonne. On peut les utiliser pour la mesure de débits de dose équivalente dus aux Gamma au-dessus de 100 Kev. d autres débitmètres utilisant des principes différents (détecteurs au silicium, scintillateurs ) sont disponibles dans le commerce et offrent des réponses satisfaisantes. des appareils spécifiques sont nécessaires pour la mesure de débits de dose équivalente dus aux neutrons.

35 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Mesure de la contamination a) Contamination surfacique Les appareils de mesure de la contamination de surface se présentent généralement sous la forme de coffrets équipés de sondes portatives ou de dispositifs intégrés, adaptés aux différents rayonnements : Emetteurs ALPHA Photomultiplicateur (PM) associé à un scintillateur au ZnS protégé de la lumière. Emetteurs BETA > compteur Geiger-Müller (GM) à fenêtre mince, > scintillateur plastique, > scintillateur liquide : à titre d exemple, c est la méthode conseillée pour contrôler une contamination de surface due au 3 H, à l aide d un frottis compté en scintillation liquide. Emetteurs X et GAMMA Photomultiplicateur associé à un scintillateur au NaI : > mince (2mm) pour les X et de faible énergie, > épais (20mm) pour les d'énergie supérieure à 200 Kev.

36 13 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos appareils de mesure Mesure de la contamination b) Contamination atmosphérique Sous certaines conditions, en faisant passer l'air à travers un papier filtre, on peut obtenir un échantillon représentatif de la contamination atmosphérique. En mesurant l'activité de ce filtre, il est possible de déterminer la concentration de l activité de l air en Bq / m 3. Deux techniques sont habituellement employées, l'une ne donnant qu'une indication à posteriori (appareil de prélèvements atmosphériques sur filtres fixes), l'autre permettant de suivre l'évolution de la contamination dans le temps (appareil enregistreur d'aérosols radioactifs).

37 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d informations

38 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d information Les personnes importantes dans la maîtrise des risques : - Vous-même Respectant les consignes, les BPL, etc - La PCR (Personne Compétente en Radioprotection) Vous formant sur les consignes et BPL Établissant avec vous votre fiche individuelle d exposition - Votre médecin de prévention (ou du travail) vous donnant son avis d aptitude au travail vous réalisant votre carte individuelle de suivi médical tenant à jour votre dossier médical (résultats contrôles et examens) - Votre responsable vous expliquant vos manipulations ou protocoles - Votre directeur d unité ou chef d Etablissement ou titulaire de l autorisation vous autorisant à manipuler

39 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d information Étape clé dans la maîtrise des risques : Votre FORMATION! Les travailleurs susceptibles d intervenir en zones surveillée ou contrôlée bénéficient d une formation à la radioprotection, renouvelée au minimum tous les trois ans. En outre, les travailleurs sont informés des effets néfastes des rayonnements ionisants sur l embryon, en particulier au début de la grossesse : ceci afin d inciter les femmes à déclarer précocement leur état et à prendre connaissance des mesures de prévention prévues. Le directeur d unité remet, contre émargement, à tout travailleur intervenant en zone contrôlée, une notice rappelant les risques particuliers, liés au poste de travail ou à l intervention, les règles de sécurité et les instructions à suivre en cas de situation anormale. En cas de non-respect de consignes ou BPL, vous pouvez vous voir interdit d accès aux salles de manipulation de la radioactivité!

40 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d information Étape clé dans la maîtrise des risques : Votre SUIVI MEDICAL! Le personnel exposé aux rayonnements ionisants est soumis à une surveillance médicale particulière. Elle a pour but de déceler toute contreindication à l affectation ou au maintien à un poste exposant aux rayonnements ionisants, et de prévenir et dépister toute affection susceptible d être en relation avec cette exposition.

41 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d information Étape clé dans la maîtrise des risques : Votre SUIVI MEDICAL! La surveillance médicale s'effectue : avant l'affectation au poste de travail, périodiquement : au moins une fois par an pour les travailleurs de catégories A et B, occasionnellement, en cas d exposition à des doses équivalentes supérieures aux limites d'expositions externe, interne ou associée. Ceci peut se produire lors : > d exposition exceptionnelle sans autorisation spéciale : il s agit du dépassement, en un an, du double des limites annuelles d exposition, et au cours de la vie, du quintuple de ces limites, > d exposition d urgence : limite supérieure d exposition fixée par le médecin de prévention, > d accident d exposition : il s agit du dépassement d au moins dix fois des limites annuelles d exposition (ou dès dépassement limites annuelles!), après une absence pour cause de maladie professionnelle ou d accident de service, un congé de maternité, une absence d au moins 21 jours pour cause de maladie ou d accident non professionnel, en cas d absences répétées pour raison de santé, à la demande de l'agent, notamment en cas de grossesse, après la fin de l exposition au risque, pour les travailleurs de catégorie A (surveillance médicale post-professionnelle).

42 15 ème ETAPE Maîtrisons les risques : vos sources d information

43 Si vous ne devez retenir que 3 choses de cette présentation : Normalement vous devez avoir une formation à la Radioprotection au sein de votre laboratoire vous autorisant par la suite de faire vos manips (formation dispensée dans la pratique par la PCR mais sous la responsabilité du directeur de laboratoire ou titulaire de l autorisation) Demandez avant tout début de manipulation avec de la radioactivité, une visite médicale avec votre médecin de prévention ou du travail Respectez les consignes et BPL et n hésitez pas à demander conseil en cas de doute ou de problème!

44 Pour en savoir plus mais pas pour gagner plus! (site sur déchets radioactifs) (pour télécharger le guide CNRS sur la radioprotection) (site de l Institut National de la Recherche sur la Sécurité) (site de l Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) (site de l Autorité de Sûreté Nucléaire)