Atelier Radiation ionisante. Jasonn Bizich, CSSS du Témiscamingue Marc Mastromattéo, ASSS-AT

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1 Atelier Radiation ionisante Jasonn Bizich, CSSS du Témiscamingue Marc Mastromattéo, ASSS-AT

2 2 Source web:

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4 Résumé L utilisation d instruments qui ont des radio-isotopes est de plus en plus fréquente dans les entreprises. Bien des questions sont soulevées par rapport à la sécurité autour de ces appareils. Cet atelier a pour objectif de fournir des informations par rapport à ce que sont les radiations ionisantes, les principes de protection et la règlementation. Cet atelier d introduction s adresse aux personnes qui souhaitent s initier aux principes de base en radioprotection.

5 Rayonnement ionisant vs non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets sur la santé Les normes, la mesure et le contrôle

6 Rayonnement ionisant versus non ionisant (suite) Le rayonnement, c'est de l'énergie qui provient d'une source et qui traverse la matière ou l'espace. Chaque jour, nous sommes en contact avec des rayonnements, à notre travail comme à notre domicile ou ailleurs. Le rayonnement peut être ionisant ou non ionisant.

7 Importance facteur de risque L exposition au rayonnement ionisant peut se produire dans plusieurs milieux de travail Extraction, raffinage et utilisation de carburant radioactif Utilisations industrielles Radiographie industrielle, fabrication et utilisation d équipement contenant des sources radioactives Hôpital et clinique médicale Recherche et enseignement

8 Importance facteur de risque (suite) Sources naturelles Mines et tunnels, production pétrolière, industrie des engrais chimiques, radiations cosmiques. Sources artificielles Générateur de rayons X, isotopes artificiels

9 Sources de rayonnement

10 Dose de radiation annuelle reçue par le Public

11 Ionisant versus non ionisant

12 L énergie d un rayonnement augmente avec sa fréquence, plus les longueurs d onde sont courtes Source; MSN Encarta, 2005

13 Rayonnement ionisant Le rayonnement ionisant regroupe des particules et des ondes électromagnétiques a une énergie suffisante pour ioniser la matière Ionisation est le fait qu un électron reçoit suffisamment d énergie pour se libérer de l atome détruit des molécules et en crée de nouvelles

14 Rayonnement ionisant Les dommages causés par le rayonnement ionisant proviennent de sa capacité à changer la composition chimique de la matière avec laquelle il interagit. À l opposé Le rayonnement qui contient assez d'énergie pour faire bouger des atomes, mais pas assez pour retirer les électrons, est appelé le rayonnement non ionisant.

15 Rayonnement ionisant Ainsi les rayonnements les plus énergétiques peuvent transférer assez d énergie aux électrons de la matière pour les arracher de leur atome La radioactivité = phénomène physique naturel au cours duquel des noyaux atomiques instables se désintègrent en dégageant de l énergie sous forme de rayonnement divers pour devenir des noyaux atomiques plus stables

16 Rayonnement ionisant versus non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets à la santé Les normes, la mesure et le contrôle

17 Désintégration La plupart des isotopes (nucléides) sont stables, c'est-à-dire que le nombre de protons et de neutrons ne change jamais. Par contre, pour certains atomes, le nombre de protons et de neutrons rend l'atome instable celui-ci produit un excès d'énergie et libère une ou plusieurs particules subatomiques ou se fissionne en deux atomes d'éléments plus petits qui sont plus stables. Ce processus s'appelle la désintégration radioactive.

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19 Désintégration Les éléments radioactifs émettent, lors de leurs «désintégrations», des rayonnements Alpha, bêta et gamma Les rayonnements gamma (γ) sont des ondes électromagnétiques Les rayonnements alpha et bêta sont des particules (la particule α est constituée d'un noyau d hélium; la particule bêta est constituée d'un électron (β - ) ou d'une position (β + )).

20 Le rayonnement alpha Comprend des particules lourdes et chargées qui ne peuvent pas pénétrer très profondément, même dans l'air. Elles peuvent parcourir quelques centimètres dans l air et elles ne traversent pas l épiderme On peut les arrêter avec un morceau de papier; Par contre, ces particules cèdent de l énergie en ionisant fortement le milieu qu elles traversent Exemples : Américium 241 utilisé dans les détecteurs de fumées domestiques Plutonium 238 utilisé comme source d énergie électrique

21 Le rayonnement bêta Consiste en des particules faiblement chargées qui se déplacent plus rapidement et sont plus pénétrantes que celles du rayonnement alpha. Dans l eau et les tissus vivants, elles peuvent pénétrer à une profondeur de 1 mm à quelques millimètres Dans l air elles voyage de 1 m à quelques mètres On peut arrêter le rayonnement bêta avec plusieurs millimètres de contreplaqué; Exemples : Cobalt 60 utilisé en radiothérapie, en radiographie industrielle, pour l irradiation des aliments Tritium se retrouve dans le combustible usé des centrales nucléaires

22 Le rayonnement gamma Onde électromagnétique qui se propage à la vitesse de la lumière Comprend des rayons à haute énergie plutôt que des particules et est très pénétrant Souvent accompagné d émission de particules alpha et bêta Les rayons peuvent parcourir plusieurs centaines de mètres dans l air On peut l'arrêter avec un mètre de béton ou plusieurs mètres d'eau; Exemples : Cobalt 60, américium 241 Iode 131 utilisé en scintigraphie médicale Césium 137 en radiothérapie Plutonium 238 dans les centrales nucléaires Technétium 99m en imagerie médicale nucléaire

23 Pouvoir de pénétration des particules alpha, bêta et rayon gamma Source:

24 Autres rayonnements Rayons X : Se produisent lorsqu il y a une réorganisation des électrons sur les couches électroniques des atomes qui ont été ionisés Pouvoir de pénétration très grand; prend une grande épaisseur de plomb ou béton pour s en protéger Utilisation très répandue en imagerie médicale

25 Rayonnement ionisant vs non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets à la santé Les normes, la mesure et le contrôle

26 Exemple de source : «Endress & Hausser» Source:

27 29 Source: La radioactivité.com

28 30 Source: La radioactivité.com

29 Technologie utilisant des isotope

30 Laboratoire 32

31 Sources d exposition aux radio-isotopes colis/emballage

32 Rayonnement ionisant vs non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets à la santé Les normes, la mesure et le contrôle

33 Unités de mesure Trois types d unités de mesure en radioprotection Unités d activité Unités d exposition Unités de dose Les trois types sont liés ensemble, mais font référence à des concepts différents

34 Unités de mesure Activité (A) nombre de transformations nucléaires qui se produisent en une seconde dépend de l isotope et de sa quantité dans la source Unité : le Becquerel (Bq) Anciennement on utilisait le curie (Ci) Concept directement lié à l activité celui de la demi-vie

35 Unités de mesure Demi-vie (t 1/2 ) temps nécessaire pour que l activité d une source soit diminuée de moitié dépend de l isotope présent, pas de sa quantité Plus la demi-vie est courte plus les atomes se transforment rapidement

36 Période radioactive ou demi-vie

37 Période radioactive ou demi-vie

38 Unités de mesure L activité est liée à la demi-vie dans le temps par la relation : A = A 0 e T/t 1/2 Manuel à l'intention des responsables de la radioprotection, Commission canadienne de sûreté nucléaire, 2000

39 Unités de mesure Unité de dose Dose absorbée (gray Gy) : Quantité d énergie absorbée en fonction de la masse (J/kg) Équivalent dose (sievert, Sv) : Quantité d énergie absorbée par unité de masse et pondérée en fonction de la nature du rayonnement Dose efficace (sievert, Sv) : Quantité d énergie absorbée par unité de masse et pondérée en fonction de la nature du rayonnement et de l organe ciblé

40 Unités de mesure Dose équivalente = dose absorbée pondérée en fonction du type de rayonnement avec le facteur W R Type et gamme d'énergie Facteur de pondération pour les rayonnements, W R Rayons gamma et rayons X 1 Particules bêta 1 Neutrons, énergie < 10 kev 10 kev jusqu'à 100 kev > 100 kev jusqu'à 2 MeV > 2 MeV jusqu'à 20 MeV > 20 MeV 10 5 Particules alpha 20

41 Unités de mesure Dose efficace = dose équivalente pondérée en fonction de l organe qui est la cible du rayonnement Facteurs de pondération de tissus et organes individuels Tissu ou organe Facteur de pondération des tissus (WT) Gonades 0,20 Moelle osseuse rouge 0,12 Côlon 0,12 Poumons 0,12 Estomac 0,12 Vessie 0,05 Sein 0,05 Foie 0,05 Œsophage 0,05 Thyroïde 0,05 Peau 0,01 Surfaces osseuses 0,01 Autres** 0,05 Corps entier 1,00

42 Unités de mesure Voici la dose moyenne d un Canadien qui n aurait aucune exposition professionnelle Noter bien qu il s agit de msv

43 Rayonnement ionisant vs non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets à la santé Les normes, la mesure et le contrôle

44 Effets sur la santé Lors de son interaction avec le corps, le rayonnement ionisant peut ioniser les molécules et créer des dommages L importance de ces dommages varie en fonction du type de contact et de la dose reçue Les effets de ses dommages peuvent être à court terme (brûlures) ou à long terme (cancer)

45 (Manuel à l'intention des responsables de la radioprotection, Commission canadienne de sûreté nucléaire, 2000)

46 Effets sur la santé Effets à court terme associés avec des doses très importantes on parle d exposition aiguë et généralement d accidents graves On qualifie ces effets de déterministes on sait ce qui va se produire avec une dose donnée, il n est pas question de possibilité ou de probabilité

47 Effets sur la santé Effets permanents d une exposition aiguë

48 Effets sur la santé Effets à long terme associés au cancer et aux mutations génétiques peuvent faire suite à des expositions aiguës (fortes doses) lorsque les autres symptômes ont disparu peuvent êtres associés à des doses plus faibles, mais sur une longue période On parle d effets stochastiques effets associés aux probabilités, aux risques

49 Effets sur la santé L exposition au rayonnement ionisant est associée avec une du risque de cancer Une exposition additionnelle de 1 msv par année le risque de développer un cancer mortel à 5 sur En comparaison : le risque de mourir dans un accident de voiture est de 1 sur le risque de mourir d un accident de travail dans une industrie à risque est de 1 sur 1 000

50 Effets sur la santé Parmi les effets génétiques On note les mutations somatiques (dans les gonades) qui sont transmises à l enfant Il y a aussi l atteinte du fœtus, où les modifications sont acquises lors de la grossesse et demeurent par la suite : anomalies congénitales morts fœtales retards mentaux

51 Effets sur la santé Trois types de contact avec le rayonnement ionisant 1. Exposition au rayonnement cesse lorsque isolée de la source la personne n est pas contaminée 2. Contamination externe la personne est contaminée par des radio-isotopes et demeure exposée tant qu elle n est pas décontaminée elle peut contaminer son milieu 3. Contamination interne absorption de radio-isotopes la personne demeure exposée tant qu ils sont dans son organisme peut être un risque de contamination de son milieu

52 Rayonnement ionisant vs non ionisant Les types de rayonnements Les sources en milieu de travail Les unités de mesure Les effets à la santé Les normes, la mesure et le contrôle

53 Réglementation??? Art 144 RSST CCSN = Législation

54 Source: Santé Canada

55 Les normes Il existe deux normes pour les Canadiens Norme pour la population en général Norme pour les travailleurs du secteur nucléaire Elles proviennent directement des recommandations de l ICRP International Commission on Radiological Protection

56 Les normes Norme pour la population en général 1 msv par année S applique aux travailleurs n appartenant pas au secteur nucléaire Basée sur un risque acceptable Expositions principalement médicales Radiographies Traitements nucléaires

57 Les normes Pour les travailleurs du secteur nucléaire 20 msv par année sur 5 ans 50 msv maximum en une seule année Ce sont ceux qui sont exposés et ont besoin de porter un dosimètre

58 Les normes D autres normes spécifiques s appliquent pour les doses reçues par certains organes et sous une surveillance médicale

59 Le principe ALARA Recommandation de l ICRP Radiation doses must be kept As Low As Reasonably Achievable, taking into account social and economic considerations Les doses doivent êtres gardées le + bas possible, tenant compte des facteurs sociauxéconomiques Même si les normes sont respectées, il faut diminuer encore

60 Radioprotection Dans les milieux de travail où l on retrouve ou l on risque de retrouver le rayonnement ionisant il doit y avoir un programme de radioprotection qui comprend : procédures de travail procédures d urgence formation des travailleurs évaluation des doses respect du principe ALARA

61 Radioprotection Il existe de nombreuses façons de limiter l exposition Élimination de la source Distance de la source (exposition diminue avec le carré de la distance) Isolation (blindage) Mesures d hygiène et tenue des lieux Contrôle des durées d exposition

62 Distance source - travailleur I d = I 0 /d 2 d d 1 I 0 : I d : 1000 I d1 : 10

63 Les instruments de mesure De nombreux principes peuvent être utilisés pour détecter la présence et mesurer l importance du rayonnement ionisant Il existe donc une grande variété d instruments de mesure, répondant à des situations particulières

64 Les instruments de mesure Le + commun est le compteur Geiger-Müller Basé sur le principe de l ionisation d un gaz contenu dans un tube où il y a deux électrodes Chaque événement dans le tube crée une différence de potentiel de plusieurs volts La lecture peut se faire en diverses unités : coups par seconde, Gy, Sv

65 Les instruments de mesure

66 Les instruments de mesure Le bruit caractéristique du compteur Geiger-Muller est produit par un microphone et correspond à chaque particule ou rayon arrivant dans le tube (Manuel à l'intention des responsables de la radioprotection, Commission canadienne de sûreté nucléaire, 2000)

67 Les instruments de mesure Source: Source:

68 Les instruments de mesure Dosimètre par thermoluminescence est couramment utilisé pour contrôler l exposition des travailleurs du secteur nucléaire enregistre le rayonnement reçu en piégeant les électrons produits dans un cristal de NaI En chauffant le cristal, les électrons sont libérés et génèrent une lumière dont l intensité est proportionnelle au rayonnement reçu

69 Les instruments de mesure Dosimètre est porté par le travailleur lors de ses activités régulières un rapport de dose est fourni pour chaque porteur, pour chaque trimestre Tient compte de la dose pour le corps entier Source: Manuel à l'intention des responsables de la radioprotection, Commission canadienne de sûreté nucléaire, 2000

70 Surveillance de l exposition radiologique dosimètre personnel

71 Port du dosimètre (au doigt) Source:

72 Test par frottis Exiger par le permis de la CCSN Vérification de l intégrité du blindage Collecte des poussières déposées sur le boitier Source personnelle

73 À plus grande échelle Système de détection pour véhicule de transport Source:

74 Conclusion Le rayonnement ionisant peut avoir des effets à court ou à long terme effets à court terme sont associés à des accidents graves effets à long terme sont insidieux et peuvent prendre des années à se manifester C est un aspect hautement réglementé de la santé au travail La prévention passe par la réduction de l exposition au minimum (ALARA)

75 Références Sites Web : => Manuel à l'intention des responsables de la radioprotection, Commission canadienne de sûreté nucléaire, claude.emt.inrs.ca/vqe/sources/fusion.html