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Ces unités sont souvent employées, y compris par les médias, sans toujours comprendre ce qu’ils signifient ni savoir si c’est dangereux ou non. Voici un petit récapitulatif.

Avant d’expliquer les unités, sachons de quoi on parle : la radioactivité, c’est le fait pour un atome de se désintégrer. Certains atomes sont stables, d’autres non et ce sont ces derniers qui peuvent se désintégrer. Cette désintégration libère des rayonnements (dangereux ou non) ou des particules (dangereuses ou non).

Le Becquerel (symbole : Bq)

Le becquerel est l’unité de l’activité radioactive d’un échantillon de matière. Il correspond au nombre de désintégrations radioactives qui ont lieu au sein d’un bloc de matière et en une seconde.

Si vous avez un bloc de matière (composé de milliards d’atomes) au sein duquel il y a 50 désintégrations radioactives par seconde, l’activité du bloc de matière est de 50 Bq, et il y a donc 50 atomes qui transmutent chaque seconde.
L’activité radioactive est une unité extensive, c’est à dire que si vous avez deux blocs de matière identique, alors l’activité sera multipliée par deux également.

Pour donner un exemple : le corps humain a une activité d’environ 8000 Bq. Le combustible utilisé dans un seul réacteur nucléaire a une activité d’environ 10 000 000 000 000 000 000 Bq (source).

L’activité radioactive n’indique rien concernant le danger : toute l’eau sur Terre a une activité plus importante que celle du combustible d’un réacteur nucléaire, mais comme il y également beaucoup d’eau sur Terre, chaque mètre cube d’eau n’a qu’une activité de 12 Bq, ce qui est bien inférieure à l’activité d’un humain.

Pour savoir si une source radioactive est dangereuse, il faut voir les unités que sont le gray et le sievert.

Le Gray (symbole : Gy)

Le gray est l’unité de la dose de rayonnement absorbé par unité de masse : il représente l’énergie transmisse à un bloc de matière par une source de rayonnements ionisants située à proximité..
La dose de rayonnement transmise dépend de plusieurs facteurs :

  • du type de rayonnement (certains sont plus énergétiques que d’autres) ;
  • de leur quantité ;
  • du type de matière exposé ;
  • de la distance entre la source des rayonnements et le récepteur ;
  • la direction des rayonnements.

Le gray est équivalent à 1 joule d’énergie absorbée par 1 kilogramme de matière. Il n’est employé que pour des rayonnements ionisants : la lumière du soleil qui réchauffe votre bouteille d’eau correspond également à une transmission d’énergie, mais les rayonnements ne sont pas ionisants : on ne parle donc jamais de gray de ce cas là.

Le rayonnement issue d’une source radioactive dépend du type de radioactivité :

  • Les rayonnements gamma sont de loin les plus énergétiques, mais il ne font la plupart du temps que traverser la matière ;
  • Les rayonnements alpha sont lents et une simple feuille de papier arrive à les bloquer, mais ces rayonnements transmettent toute leur énergie à la matière. Ils sont donc les plus dangereux.
  • Les rayonnements bêta sont intermédiaires en terme d’énergie et de pénétration dans la matière.

Si un humain est soumis à une dose de 1 Gy, sa santé et son état clinique commencera à être altérée de façon très visible et rapide. Autour 10 Gy la mort est pratiquement certaine et au delà de 40 Gy le sujet est victime de convulsions et la mort est instantanée : les rayonnements sont trop importants pour le corps humain.

Ceci dit, pour obtenir des indications plus précises concernant les effets des rayonnements sur la santé, l’unité adaptée est le sievert.

Le Sievert (symbole : Sv)

Le Sievert est une variante du Gray qui tient compte des effets spécifiques des rayonnements sur l’être humain et sa santé. Une dose de 1 Gy sur la main n’a pas les mêmes effets que 1 Gy sur le cerveau. Le sievert tient compte de tout ça.
De plus, 1 Gy diluée tout au long d’une vie et une dose de 1 Gy reçu en quelques instants n’ont pas non plus les mêmes effets. Pour être plus précis, on parlera le plus souvent du nombre de sievert par unité de temps (sievert par an [Sv/an] ou sievert par seconde [Sv/s] ou millisievert par seconde [mSv/s]).

Ainsi, la dose radioactive reçu par une personne en France (dose standard) est d’en moyenne de 2,4 mSv/an.
Cette dose est pour une très grand proportion (77 %) d’origine naturelle : dont radioactivité du sol (surtout granitique, dont le radon y est pour au moins 50 %) ou de de l’air, de la nourriture (16 %) de sources cosmiques (13 %). La proportion artificielle provient principalement du domaine médical, par exemple lors de radiographies (20 %), des mines d’uranium ou les restes d’essais nucléaires (3 %) et de l’industrie nucléaire… 0,3 % (source).

Concernant la dose limite de danger, cela dépend de la durée d’exposition. C’est pour cela, par exemple, que les radiographies ne doivent pas être trop fréquentes.

Voici quelques doses reçus selon les événements ou les durées d’exposition :

  • On estime qu’une seule radiographie correspond à la même dose (7 mSv/radio) que celle reçue à cause de la dose standard durant 3 ans (2,4 mSv/an). Une radiographie tous les trois ans serait donc comme doubler la dose standard, en moyenne.
  • Les habitants de la ville de Fukushima, au long de leur vie, recevront environ l’équivalent du triple de la dose naturelle (10 mSv/80 ans).
  • En France, la dose maximale admissible pour les travailleurs du nucléaire est de 20 mSv/an, soit dix fois la dose standard (cette limite est de 50 mSv/an aux USA).
  • Un cosmonaute, lui, reçoit à cause des rayonnements cosmique environ 80 mSv sur 6 mois d’expédition spatiale : c’est donc presque huit fois plus que les travailleurs du nucléaire et donc quatre-vingt fois plus que la dose standard sur Terre.
  • Enfin, ceci n’est rien comparé à ce que reçoit un fumeur moyen : à cause des isotopes radioactifs du polonium et du plomb, un fumeur reçoit environ 160 mSv/an, c’est donc une dose radioactive plus importante qu’un cosmonaute travailleur du nucléaire originaire de Fukushima subissant une radiographie par an. Et en excluant les autres effets des la fumée (goudrons, monoxyde de carbone, etc.).
  • À titre d’exemple, on estime que 10 000 mSv en une seule fois correspond à une mort certaine dans les semaines qui suivent l’exposition.

Pour récapituler, voici graphiquement la relation entre les grandeurs :

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tcit a dit :

Je vois que l'on a vu la même vidéo... :D

Je sais que c'est mal, mais j'aime bien qu'on parle des anciennes unités, car cela permet de voir l'évolution des échelles :
- Curie : 1 Ci = 3.7 * 10^10 becquerel. Parce qu'à l'époque on mettait des sacrés rayonnements !
- radiation absorbed dose : 1 rad = 10^-2 gray
- rad equivalent man : 1 rem = 10^-2 sieverts

Et sinon, mon cours affirme que le roentgen, qui caractérise la dose d'exposition, bien que non système international (1R = 2.58 10^-4 C/kg) est encore très utilisé en radiologie car pratique.
Notons que 0.2 roentgen correspond approximativement à 2*10^-3 Gray dans l'air.

Il est intéressant également de regarder les valeurs du facteur de sensibilité des tissus selon les tissus. Il me semble que le sexe (féminin ou masculin) y est le plus important et représente 1/5 du total du corps. Pensez à les protéger !

des rayonnements (dangereux ou non) ou des particules (dangereuses ou non).

Les rayonnement ni les particules sont dangereuses, c'est juste leur dose qui l'est. Comme les bonbons. :D

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ALSimon a dit :

Euh, si la dose naturelle est de 2.4 mSv/an, on peut considérer qu'elle est donc d'envrion 200 mSv/80 ans, non?

Ca correspond pas avec les habitants de Fukushima (10 mSv/80 ans), ca doit être 600 mSv/80 ans ?

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Le Hollandais Volant a dit :

@ALSimon : j'ai reformulé le terme de "dose naturelle" en "dose standard". La dose que j'appelle "standard" correspond à la dose de radioactivité naturelle (sol, cosmique, air, bouffe dont la somme fait environ 77% de la dose standard) et celle de la dose induite par l'homme (radios, industrie, essais nucléaires, totalisant 23% de la dose standard).

La vidéo où j'ai pris la source de ce chiffre n'est pas très claire, mais elle dit que les habitants de Fukushima recevront au cours de leur vie, une dose standard en plus. En somme, s'ils vivent 80 ans, ils recevront comme 81 ans d'exposition aux radiations "standards", ce qui revient à être finalement assez peu.

Et même si le message était qu'ils reçoivent en réalité trois fois plus de radiations que l'humain moyen (donc bien tes 600 mSv/80 ans), ça reste assez peu par rapport à une dose létale.

Le corps humain qui reçoit des radiations voit ses molécules d'ADN attaqué voire détruite. Le corps humain dispose de mécanismes de réparation de l'ADN détruit et d'élimination des cellules dont l'ADN est trop amoché. Tant que la dose de rayonnement n'induit pas plus de destruction que la capacité du corps à réparer, ça va. Après, je suppose que le corps humain sait s'adapter et que dans un environnement avec un peu plus de rayonnements, il se met à réparer d'avantage de cellules détruites.

@tcit :

Il est intéressant également de regarder les valeurs du facteur de sensibilité des tissus selon les tissus. Il me semble que le sexe (féminin ou masculin) y est le plus important et représente 1/5 du total du corps. Pensez à les protéger !

C'est justement parce que l'activité cellulaire en rapport avec l'ADN y est très importante : la méiose, tout ça.

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Delphin a dit :

Bonjour,

Puisque le sievert est une déduction estimée de la dose reçue par unité de masse (Gray) en fonction du type de rayonnement émis et du type de tissus qui l'a reçue, comment se fait-il que certains instruments de mesures donnent directement la dose reçue en sievert ?

Autrement dit :
- une boule de 1kg de radium 226 (émetteur fortement alpha) à 10 cm d'une main non protégée sera-t-elle équivalente en sievert à une boule de 1kg de potassium 40 (émetteur fortement béta) à 10 cm de la même main ?

- Que devient l'estimation en sievert si ces deux boules sont à 10 cm des cellules sexuelles ?

Cordialement,

Delphin

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Le Hollandais Volant a dit :

@Delphin : Les détecteurs sont faits en moyennant tous les paramètres. Tout comme l’est fait, par exemple, le calcul de la masse volumique du corps humain : les os sont plus lourds que les poumons, pourtant le calcul ne le dit pas, ça.

Ce genre de détecteur est utile dans un environnement entièrement radioactif, où la terre, l’air et l’eau contiennent des éléments sources de radiation. Une personne qui s’y trouve alors serait alors entièrement exposé et il est intéressant, pour ne pas dire vital, de savoir la dose de rayonnement reçu par le corps chaque instant.

Si tu veux tester la dangerosité d’un petit bloc de matière, il faut mieux commencer par utiliser un simple compteur Geiger pour connaitre la radioactivité réelle du bout de matière.

Ensuite, ces instruments sont là pour la protection des individus. Si tu trouves un petit morceau de plutonium hautement radioactif, tu le places dans une bassine remplie d’eau et c’est bon : ton corps est protégé des rayonnements. En revanche, si tu es dans un environnement entièrement contaminé, c’est bien plus difficile de se protéger.

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Delphin a dit :

Merci de m'avoir répondu aussi rapidement.

Que pensez-vous alors de cette réponse, qui m'a déjà partiellement éclairé (mais le sujet n'est pas simple),par rapport à cet extrait tiré du "blog de Fukushima" (une personne "mesure" les doses en différents endroits de la préfecture de Fukushima, les résultats sont en microsieverts)) :

" j'ai mesuré la radioactivité dans de nombreux endroits. Les résultats sont les suivants:

1-Trottoir à 10 m de la gare : 0,24~0,27
2- Ruelle jouxtant le musée départemental : 0,23~0,24
3- Rigole au pied du mont Shinobu: 10,7!!!

Dans cette situation, le sievert a-t-il un sens ?

Amicalement,

Delphin

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Le Hollandais Volant a dit :

@Delphin : le sievert n’a pas vraiment de sens "utile" s’il n’y a pas d’unité de temps derrière : par exemple, le 10,7 µSv, si c’est par an, alors ça représente 0,1% de la dose naturelle, par contre si c’est par heure, alors ça correspond , soit 8600% de la dose naturelle…

L’important est en réalité de savoir quelle dose on reçoit et durant quelle laps de temps. C’est un peu comme n’importe quel poison, y compris celui des abeilles ou des guêpes. Si tu te fais piquer une fois par an par une guêpe et que tu vis 80 ans, alors tu reçois 80 piqures de guêpe. Ceci ne sera pas grave. En revanche, si tu reçois 80 piqures de guêpe simultanément alors que tu es encore un enfant en bas âge, alors là ça devient très dangereux (probablement mortel).

Les valeurs en mSv n’ont pas tellement de sens telles qu’elles. À mon avis, ce sont des doses par mSv/h, comme c’est habituel de le faire.

Donc les mesures 1) et 2) qui sont assez proches correspondent environ à 1,7 mSv/an (on rapporte la dose par heure en dose par an, en calculant le nombres d’heures en une année). Ceci est à peine la dose naturelle : rien d’alarmant.

La mesure 3) est déjà 50 fois plus importante, et correspond à 86 fois la dose annuelle. À leur place, j’éviterais de m’installer là bas : au bout de 4 jours, on y reçoit déjà la dose reçue ailleurs durant toute une année.


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