Sensibilisation à la protection contre les rayonnements ionisants

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1 Sensibilisation à la protection contre les rayonnements ionisants version 2010 Formateur: Patrice Charbonneau

2 Pourquoi une sensibilisation Code du travail 2008 (ex ) relatif à la protection des travailleurs contre les dangers des rayonnements ionisants. R.4451: mesures de prévention R-4453, 4452 : obligation de l employeur de former les travailleurs aux risques liés à l exposition aux RI. Cette formation doit être adaptée au poste de travail. Renouvellement périodique, à minima tous les 3 ans. 2

3 Structure de la matière 3

4 Éléments stables et instables Il existe plus d une d centaine d éd éléments naturels ou artificiels. Chacun est caractéris risé par un numéro atomique (Z) et un nombre de masse (A) : (A) 32 (Z) 15 Z= nombre de protons A= nombre de protons+neutrons P 1500 nucléides connus, 274 stables. Les autres se transforment spontanément par émission de particules (α,( β,, n) et de rayonnements électromagnétiques tiques (γ)( ) pour aboutir à de nouveaux éléments dont le Z et/ou le A sont différents de l él élément initial: c est la RADIOACTIVITE 4

5 Les différents rayonnements éjection de 2 protons + 2 neutrons un neutron se transforme en électronun proton se transforme en électron+ 5

6 Pénétration des rayonnements 6

7 Quantification de la radioactivité Grandeur : activité On dit qu une substance radioactive présente une activité de 1 becquerel lorsque dans cette substance 1 noyau se transforme spontanément chaque seconde.(transition spontanée/seconde) Unité : le becquerel (Bq) ou anciennement le curie (Ci) Le curie est l activité de 1g de radium Ci = 37 milliards de becquerels 7

8 Décroissance radioactive 8

9 Radioactivité Naturelle : rayonnement cosmique, rayonnement tellurique, radon. (notre environnement) Artificielle: activation par réacteurs nucléaires, retraitement de combustible nucléaire, accélérateurs de particules, cyclotrons 9

10 Radioactivité artificielle : sous quelles formes? Source scellée : source dont la structure empêche, en utilisation normale, toute dispersion de matières radioactives dans le milieu ambiant. Source non scellée : source dont la présentation et les conditions normales d emploi ne permettent pas de prévenir toute dispersion de matières radioactives. 10

11 Secteur industriel Gammagraphes: radiographie, contrôle non destructif de pièces, de soudures Irradiateurs: dégermination, stérilisation, conservation des aliments, Analyseurs: florescence X Jauges : épaisseur, niveau, densité, humidité Détecteurs de fumée. (arrêt) Paratonnerres. (arrêt) 11

12 Secteur médical Rayons X :Radiodiagnostic conventionnel Accélérateurs: tomographie à positons (PET scan) émission de Sources scellées: curiethérapie, cobaltothérapie, endoplésiothérapie, implants... Sources non scellées: radiothérapie de thyroïde, exploration fonctionnelle, diagnostic in-vivo 12

13 Secteur recherche Sources scellées : - Irradiateurs de cellules ( IBL) - Analyseurs: chromatographes en phase gazeuse, fluorescence X - datation - diagraphie, hydrologie Sources non scellées : - biochimie (ADN) - biologie (moléculaire, animale, végétale ) - pharmacocinétique, étude du métabolisme - autoradiographies 13

14 Les modes d exposition Exposition externe Source radioactive à l extérieur de l organisme. L exposition cesse dès que l on n est plus sur la trajectoire du rayonnement de la source. Exposition interne Par inhalation : lorsque la substance est sous forme de gaz, d aérosols, de poussières. Par ingestion: par transfert ou lorsque la substance est contenue dans les liquides ou les aliments. Par blessure : lorsqu il y a dépôt de substance sur une plaie. 14

15 Quantification du risque Dose absorbée = D (Gray) : énergie cédée (Joule) par le rayonnement à la matière par unité de masse (kg). Équivalent de dose =H (Sievert) : permet de traduire l efficacité biologique des rayonnements. facteur de pondération (W) β X γ = 1 Dose efficace = E (Sievert) : permet de tenir compte de la radiosensibilité de chaque organe. C est la grandeur utilisée pour fixer les limites réglementaires. 15

16 Relation entre les unités 16

17 Les effets sur l organisme Effets déterministes : visibles ils n apparaissent que pour une exposition dépassant un seuil de dose absorbée. (brûlures, nécroses, aplasie) Effets stochastiques : aléatoires probabilité d apparition proportionnelle à l équivalent de dose reçu (hypothèse sans seuil). Conséquences : principalement apparition de cancers et d anomalies génétiques. 17

18 Les effets sur l organisme Effets déterministes: d autant plus graves que la dose est élevée et n apparaissent qu au dessus d un certain seuil (ex:dose semi-létale à 4,5 Gy) Précoces: syndrome d irradiation aigüe, Chroniques: radiodermites Tardifs: cataracte, stérilité Tableau 6 des maladies professionnelles 18

19 Effets sur les cellules 19

20 Les principes de la radioprotection Justification: de l utilisation des RI et des pratiques, plus d avantages que d inconvénients. Optimisation: analyse coût-efficacité maximum. Limitation : des expositions individuelles et collectives protection possible. par la meilleure Principe «ALARA» (as low as reasonably achievable) 20

21 Les moyens de se protéger loi de Kepler: 1 D 2 21

22 Protection contre l exposition externe Limiter si possible l activité des sources Réduire le temps de présence face à la source Augmenter la distance, utiliser des pinces Adapter les écrans Ranger les sources après usage 22

23 Protection contre l exposition interne Limiter la quantité à manipuler sur paillasse Isoler les substances radioactives du milieu de travail ( sorbonnes, hottes, boîtes à gants ) Isoler le corps du travailleur si nécessaire (EPI, gants, protection respiratoire, vêtements adaptés) Ventilation spécifique des locaux Éliminer régulièrement les déchets 23

24 La réglementation sur la protection des travailleurs et de la population Directive 96/29/EURATOM fixant les normes de base relatives à la protection sanitaire de la population et des travailleurs contre les dangers résultant des rayonnements ionisants. Décret n du 4 avril 2002 relatif à la protection générale des personnes contre les dangers des rayonnements ionisants, Décret n du 31 mars 2003 relatif à la protection des travailleurs contre les dangers des rayonnements ionisants Complété par 12 arrêtés le tout repris dans le code du travail au 7/3/

25 Arrêtés d application du décret n Le décret n , fixant les règles générales de radioprotection, est complété par 12 arrêtés qui en définissent les modalités d application. Méthode de calculs de la dose efficace ; Certification de formation pour les personnes assurant la formation PCR Nature et périodicité des contrôles de sources et appareils émetteurs de rayonnements ionisants (26/10/05) Délimitation et signalisation des zones surveillées et contrôlées (15 mai 2006) Modalités d agrément des laboratoires de dosimétrie de radio-toxicologie et d anthropo-radiamétrie ; Carte individuelle de suivi médical A et B et modalités d accès aux informations (SISERI) ; Recommandations et instructions techniques au médecin du travail ; Certification des entreprises intervenantes Certificat d aptitude à manipuler les appareils de radiographie industrielle (CAMARI) Modalités d évaluation de l exposition aux rayonnements naturels ; Mise en oeuvre du suivi de l exposition du personnel navigant ; Modalités d évaluation de l exposition au radon 25

26 La réglementation sur la protection des travailleurs et de la population Code la santé publique: Livre 3,titre 3,chapitre 3 (rayonnements ionisants) sections 1 à 7 pour la partie réglementaire Code du travail: recodifié au 07/03/08: Articles: 4121,4152, 4154, 4222, 4311, 4312, 4322, 4323, 4451 à 4457 pour la partie réglementaire 26

27 Obligations de l employeur-1 Application du code du travail: exemples R ,8,9: prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles et coordination des moyens de prévention R &11: respect des limites réglementaires, analyse des postes de travail, évaluation prévisionnelle des doses collectives et individuelles R à 5: délimitation des zones 27

28 Obligations de l employeur-2 R : fait procéder aux contrôles techniques de radioprotection R.4453: classement du personnel (A, B, NE) R à 12: désignation de la PCR R à 16: rôle du médecin du travail R à 19: information du CHSCT 28

29 Limites réglementaires r (décrets n 2002n et ) 296) CT R à 17 Limites d'exposition (msv) Catégorie A Catégorie B Non Exposé ou public annuelles annuelles annuelles Organisme entier Cristallin Peau, extrémités nota: réglementation particulière pour les femmes enceintes D< 1 msv/9 mois 29

30 Le zonage Zone non réglementée: accessible aux NE Zone surveillée: zone de travail accessible aux catégories A et B Zone contrôlée: zone accessible aux catégories A avec dosimétrie opérationnelle si justifiée Zones spécialement réglementées: avec contrôle d accès et barrières physiques Jaune (limitée), orange (très limitée), rouge 30

31 Le zonage Arrêté du 15 mai 2006 dit «arrêté zonage» & R à 11 du CT Zone non Dose équivalente aux extrémités (mains, avant bras, pied, cheville) : H T 0,2 msv 0,65 msv 50 msv 2,5 Sv (1h) (1h) (1h) (1h) réglementée Z.R. Z.R. ZSR ZSR ZSR Contrôle de l état de propreté radiologique si risque de contamination dans les ZR attenantes Zone Zone Zone contrôlée Zone contrôlée Zone interdite surveillée contrôlée jaune orange rouge 80 µsv 7,5 µsv 25 µsv 2 msv 100 msv (mois) (1h) (1h) (1h) (1h)! Les valeurs de doses (E T et H T ) correspondent à des doses intégrées sur la période considérée (le mois ou l heure) Dose efficace E T 2 msv/h 100 msv/h Débit de dose Au niveau de l organisme entier (exposition externe seule)

32 But de la dosimétrie Empêcher l apparition des effets immédiats Limiter l apparition des effets tardifs (+5,6% du risque de cancer et d anomalies génétiques attendus pour 1 Sv reçu à l organisme entier) Limitation professionnelle à 20 msv/an 32

33 Dosimétrie externe: La dosimétrie -Dosimétrie d ambiance Dosimètres individuels passifs (lecture différée): film photographique, thermo-luminescent(tld), radio-photoluminescent (RPL à l IRSN) chimique, détecteur solide de traces. Dosimètres opérationnels (lecture directe): stylo dosimètre, dosimètres électroniques Dosimétrie interne: Prélèvements biologiques, atmosphériques 33

34 Utilisation de sources non scellées Marquage de molécules avec des radioéléments, sous forme généralement liquide, afin d en suivre leur fixation sur une cible donnée dont on étudie le comportement. En recherche biologie moléculaire, biologie cellulaire pharmacocinétique agronomie 34

35 Utilisation de sources non scellées Domaine industriel : Test d usure : moteurs, pneus, Hydrologie, hydrogéologie, Réacteurs chimiques : distribution des temps de séjour (textile, verre), Recherches de fuites. 35

36 Utilisation de sources non scellées Domaine médical : In vivo médecine nucléaire : exploration fonctionnelle, radiodiagnostic curiethérapie In vitro Dosages en immunologie, hormonologie, hématologie, cancérologie, etc. 36

37 Utilisation de sources non scellées Autorisation : Dossier présenté à l ASN/div.régionale qui valide pour ce qui a été décrit (type d utilisation, RE, PCR, locaux) Demande de fourniture, livraison Utilisation : Réglementation ICPE, si A> seuil ( voir annexe 5 du D ) rubrique 1715 (ex 1710, arrêté type 385-5) - Code du travail, CSP et décrets d application : CT-R-4451, arrêté zonage du 15 mai 2006 = CT-R-4452 Élimination: Gestion des déchets : circ.dgs , guide ANDRA 37

38 Utilisation de sources non scellées Radioéléments couramment utilisés Recherche : émetteurs β : H-3, C-14, P-32, P-33, S-35, Cl-36 émetteurs γ : Νa 24, Cr 51, Ι 125, Ι 131 Médical: O-16, F-18, Tc-99m, I -131, Xe-133, Tl

39 Utilisation de sources non scellées Activités manipulables en Bq Groupe de radiotoxicité Laboratoire type C Laboratoire type B Laboratoire type A Labo chaud à à > à à > à à > à à > Type C Labo de chimie bien équipé, paillasses, hottes ventilées, zone surveillée Type B Labo prévu pour la manipulation et le marquage, hottes ventilées, filtrées, boîte à gants, revêtement de sol, zone contrôlée 39

40 Utilisation de sources non scellées Protection contre l exposition interne: les voies d entrée : inhalation, ingestion, transcutanée les remèdes : limiter les quantités de RE; isoler les substances du milieu de travail : utiliser les enceintes ventilées et les vérifier, fermer les flacons, nettoyer les plans de travail, évacuer les déchets; isoler son corps : interdiction de fumer, boire, et manger en zone, ne pas pipeter à la bouche, porter des EPI adaptés; contrôler régulièrement les plans de travail et les appareils; informer : afficher les consignes, signaler les zones, les incidents 40

41 Utilisation de sources non scellées Bonnes pratiques : Limiter les surfaces de travail Utiliser des revêtements facilement décontaminables Utiliser du matériel dédié et balisé, régulièrement contrôlé Ranger les sources après usage En cas d incident, agir avec calme, adapter les moyens aux risques, suivre la consigne écrite 41

42 Les déchets induits Tout déchet dont l activité massique est >100 Bq/g doit être pris en charge par l ANDRA Provenant de l utilisation de sources non scellées: Essentiellement solides et liquides, produits par la recherche et la médecine et pris en charge par l ANDRA selon le guide d enlèvement. (voir aussi la circ. DGS ) déchets TFA dont l activité est <100Bq/g et >1Bq/g Seuils d exemption définis par dir.e Autres déchets: sources scellées non étanches, industrie nucléaire, déchets radifères. 42

43 Utilisation de sources non scellées Bonnes pratiques (suite): Pour éviter la contamination, il faut nettoyer, évacuer, filtrer, ventiler, confiner, absorber, Adapter les détecteurs au rayonnement à détecter, contrôler avec des mesures directes et/ou indirectes(frottis), vérifier leur fonctionnement Penser aussi aux autres user de bon sens 43

44 Utilisation de sources scellées Définition: Source dont la matière radioactive n est pas accessible dans les conditions normales d emploi, Conforme aux normes ISO 2919 et 1677 et/ou aux normes NF M et : rubrique 1715 (ex rubriques 1710, 1720, 1721) 44

45 Utilisation de sources scellées Autorisation : dossier présenté à l ASN/div. Régionale qui valide pour ce qui a été décrit (utilisation, locaux, PCR) Utilisation : Réglementation ICPE : si A>seuil ann.5 D rubrique 1715 (ex 1710, 1720, 1721, arrêté type 385-4) Code du travail, CSP et décrets d application: CT- R- 4451, 4452 Arrêté zonage du 15 mai 2006 Élimination : Retour au fournisseur ou à un organisme habilité Changement tous les 10 ans (CPA) Cessation définitive d emploi 45

46 Utilisation de sources scellées Élimination (suite) : Retour fournisseur : avec copie du certificat d étalonnage et demande de fourniture (CSP R ) Cas particuliers, sources orphelines : ANDRA Association RESSOURCES-BP GIF/YVETTE environ 5300 autorisations «utilisateurs» flux 3000 sources/an 46

47 Utilisation de sources scellées Dispositions particulières :CSP- R à 53 -Suivi par inventaire, vérification annuelle d étanchéité Retour au fournisseur: en cas de fuite, en cas de cessation définitive d emploi, au delà de 10 ans Prévenir l ASN en cas de perte ou de vol sous 24 h Stockage dans un local fermant à clé, résistant au feu, balisé Afficher les mesures d urgence et consignes de radioprotection 47

48 Générateurs électriques de rayonnements ionisants Générateurs de rayons X: médical, industrie, recherche, contrôle (CND) déclaration ou autorisation Accélérateurs d électrons, d ions: médical, industrie, recherche, contrôle soumis à déclaration ou autorisation INB si E > 50 MeV pour électrons et P > 1 kw 48

49 Rayons X Réglementation: ex.décret ( ) CSP art.r à 28 applicable à tout appareil dont la DDP>30 kv sauf tubes cathodiques<30 kv et les appareils conformes aux normes fixées par arrêté(?) si le débit de dose équivalente est <1µSv/h à 10 cm de toute surface accessible.(appareil auto-protégé) autorisation délivrée par ASN/dir.rég. pour l industriel, la recherche et le médical avec avis des dir.techniques

50 Rayons X Origine : Produits à partir d un tube radiogène, alimenté par un générateur électrique, comprenant une cathode avec un filament émetteur d électrons et une anode (anticathode) équipée d une cible (W, Cu, Ni, Co, etc.) qui émet les rayons X vers une fenêtre de sortie. Le tube est protégé par une gaine qui peut comporter plusieurs sorties utiles sur lesquelles on installe le système expérimental. 50

51 Rayons X Risques d irradiation: Par le faisceau direct: Tube sous 50 kv -10 ma, cible de Cu: À 50 cm = 250 Sv/h (dose peau soit 7mg/cm2 ) soit 4,2 Sv/mn ou 70 msv/s Par le faisceau diffusé 1 à 2 Sv/h 51

52 Rayons X Principales causes d accidents: Utilisation d une fenêtre alors qu une autre est restée ouverte, Ouverture intempestive d une fenêtre, Intervention sur le système expérimental, Réglage sous faisceau non réduit, Neutralisation des sécurités. 52

53 Rayons X Conduite à tenir pour éviter les accidents d irradiation (1/2) Appareil : Ne jamais laisser un faisceau se propager sans protection Utiliser du matériel équipé de systèmes de sécurité Ne pas court-circuiter les systèmes de sécurité Vérifier régulièrement leur efficacité Se méfier du rayonnement diffusé En cas de changement de tube, vérifier l efficacité des protections Toute modification nécessite un contrôle Signalisation lumineuse et visible de la mise sous tension et des faisceaux utilisés 53

54 Rayons X Conduite à tenir pour éviter les accidents d irradiation (2/2) Personnel : Information du personnel et classement médical si nécessaire Respect des consignes Connaissance du fonctionnement du GX Connaissance des moyens de contrôle Local : Baliser les locaux, effectuer et matérialiser le zonage Si nécessaire, équiper les accès de rupteurs de HT 54

55 Rayons X Témoin HT Système expérimental sécurisé fenêtre Témoin d ouverture Appareil auto protégé si débit de dose <10 µsv/h à 10 cm des parois Témoin d alimentation 55

56 Caisson de tir avec rupteur de HT à l ouverture de la porte Rayons X