La mesure du rayonnement et
l'évaluation
de ses effets
Le Gray : la mesure
de la dose absorbée
La mesure du rayonnement et
l'évaluation
de ses effets
|
|
 |
 |
Deux mesures sont essentielles en radioprotection
: la mesure de la dose de rayonnement absorbée par le corps
et l’évaluation du risque associé à
cette dose absorbée.
Deux unités ont donc été créées
: le Gray et le Sievert.
Le Gray : la mesure de la dose absorbée
Lorsqu'ils rencontrent de la matière, les rayonnements ionisants entrent en collision avec les atomes qui la constituent. Au cours de ces interactions, ils déposent une partie ou la totalité de leur énergie. La dose absorbée (exprimée en Gray) est définie par le rapport de cette énergie déposée sur la masse de matière. Un Gray correspond à une énergie déposée de un Joule dans un kilogramme de matière.
Le Sievert : l'évaluation du risque biologique
Afin d’exprimer dans une même unité le risque de
survenue des effets stochastiques associés à l'ensemble
des situations d'exposition possibles, les physiciens ont développé
un indicateur appelé “dose efficace”, dont l’unité
de mesure est le sievert (Sv), du nom du physicien suédois
qui fut l’un des pionniers de la protection contre les rayonnements
ionisants. La dose efficace est calculée à partir de
la dose (exprimée en Gy) absorbée par les différents
tissus et organes exposés, en appliquant des facteurs de pondération
qui tiennent compte du type de rayonnement (alpha, bêta, gamma, X, neutrons),
des modalités d’exposition (externe ou interne) et de
la sensibilité spécifique des organes ou tissus (cf.
tableaux). Par définition, la dose efficace, exprimée
en Sv, ne peut être utilisée que pour évaluer
le risque d’apparition d’effets stochastiques chez l’homme,
et ne peut être employée ni pour les effets aigus ni
pour les effets sur la faune et la flore.
A noter que deux sous-multiples du sievert sont très fréquemment
utilisés : le millisievert ou millième de sievert, noté
mSv ; et le microsievert ou millionième de sievert, noté
µSv.
Les unités de mesure
| Grandeur mesurée | Système international (SI) | Définition (SI) |
|---|---|---|
| Dose absorbée | GRAY (Gy) | 1 Gy :énergie déposée d'un joule par kilogramme de matière |
| Dose équivalente et dose efficace | SIEVERT (Sv) | Sv : Gy multiplié par un facteur de pondération propre à chaque rayonnement et organe |
Les facteurs de pondération des rayonnements
| photons (gamma, X) | 1 |
| électrons (beta) | 1 |
| neutrons | 5 à 20 |
| protons | 5 |
| Particules alpha, ions lourd | 20 |
Les facteurs de pondération des organes et des tissus
| Gonades | 0,20 |
| Moelle osseuse, côton, poumon, estomac | 0,12 |
| Vessie, sein, foie, oesophage, thyroïde | 0,05 |
| Peau, surfaces osseuses | 0,01 |
| Autres | 0,05 |
Les moyens de mesure du rayonnement à bord des avions
Etant donné la nature complexe du rayonnement cosmique due
à la variété des particules et à leurs
caractéristiques énergétiques, la mesure de la
dose n'est pas simple. Généralement, les détecteurs
ne répondent correctement que pour une partie de ces particules.
Pour obtenir une mesure correcte, il faut utiliser un ensemble de
détecteurs ou certains compteurs qui “ voient ” l'ensemble
des composantes du rayonnement cosmique. Malheureusement, l'utilisation
de tels appareils n'est pas adaptée aux conditions normales
des vols commerciaux.
Une autre approche consiste à calculer les doses à l'aide
de modèles relativement complexes. La mise au point de modèles
est difficile car ils doivent décrire les interactions des
particules cosmiques et leur contribution à la dose. Cependant,
le calcul est très fiable à partir du moment où
les modèles sont validés par des données expérimentales
issues de la communauté scientifique internationale. Le calcul
est en outre beaucoup plus facile à mettre en œuvre. La
grande majorité des spécialistes utilisent des modèles
quand il s'agit d'évaluer les doses de rayonnement lors des
vols aériens. Il existe actuellement différents outils
de calcul validés par des mesures effectuées à
bord des avions. Le principal problème est que ces modèles
ne permettent pas d'évaluer l'effet d'une éruption solaire
aléatoire. Pour contourner cette difficulté,
l'IRSN
intègre a posteriori les valeurs de dose fournies par
l'Observatoire de Paris, dans le système S.I.E.V.E.R.T.
utilisé en France par les compagnies aériennes.