\part{Radioprotection}

\section{Présentation}
\subsection{Radioactivité}

Un noyau instable (radioactif) subit une transformation pour atteindre une configuration stable.

Radioactivité : 
\begin{itemize}
\item
$\n{\alpha}{4}{2}$
\item
$\beta$
\item
$\gamma$ : grains d'énergie (photons), le noyau ne change pas de nature dans ce cas.
\end{itemize}

\subsection{Mesures de la radioactivité}
\paragraph{Le Becquerel}

1 Bq : une désintégration par seconde.

Mais cette unité ne tient pas compte de la nature du rayon, de son énergie.
En effet les particules émises se propagent, elles rencontrent de la matière, et déposent leur énergie, et la matière peut s'échauffer, mais peut aussi être modifiée.
Il a donc fallu élaborer d'autre grandeurs et d'autres unités.

\section{Nouvelles grandeurs utilisées}
\subsection{Le Gray}

Notre organisme est le siège en permanence de destructions et reconstructions cellulaires.
Si le rayonnement tue une cellule, peu grave : elle est recréée.
Mais si le rayonnement est massif, on aura une liaison massive du tissu cellulaire, et donc une perturbation.
Au-delà d'un certain seuil d'irradiation, on a des effets à coup sûr : des \textbf{effets déterministes}
Ces effets déterministes (fortes doses d'irradiations) sont mesurés par le \textbf{Gray (gy)}.

$$ 1 \text{gy} \equiv 1 \text{ Joule absorbé par kg de matière cible} \equiv1 J/kg $$

\begin{itemize}
\item
Pour une dose inférieure à 300 mgy, il n'y aucun effet déterministe sur le tissu.
\item
Pour une dose supérieure à 5 000 mgy ou 5 gy, il y a une chance sur deux de survie.
\item
Pour une dose supérieure à 15 gy, mort certaine.
\end{itemize}

\subsection{Dose équivalente}
\paragraph{Autres formes de dégâts}

Peut se produire une irradiation de la molécule d'ADN, qui ne provoque pas forcément la mort de la molécule, mais une mutation possible de l'ADN.
Le système immunitaire peut certes repérer et réparer cette mutation, mais l'échec est possible.
Si cette mutation prolifère, c'est le début d'une cancérisation.
La probabilité varie avec la dose reçue : La mutation n'est pas certaine.
Il y a donc un \textbf{effet probabiliste ou stochastique}.

Pour estimer cette probabilité, on tient compte de l'énergie déposée par kg de matière, mais on tient compte également de la nature du rayon (effets biologiques divers).
Si on a affaire à des neutrons, on multiplie par 5 à 20 (neutrons à 1 MeV) l'énergie déposée.

$$ J.kg^{-1} : gy \times	\text{ facteur lié au rayon} \Rightarrow \text{Sievert (Sv)} (J.kg^{-1}) $$

Ces facteurs sont :

\paragraph{}

\begin{tabular}{r|| c c c c c }
 Type d'émission		& Photons	& $\beta$	& Neutrons	& Protons & $\n{\alpha}{4}{2}$ \\
\hline
Facteur de qualité Q& 1			& 1			& 5 à 20	& 5 à 10	& 20	\\
\end{tabular}

\paragraph{Dose équivalente}

Cela correspond à la \textbf{dose équivalente}. Son unité est toujours le Sievert.

\subsection{Dose efficace}

Cette fois on prend en compte un deuxième facteur correctif, lié à la nature du tissu irradié.
C'est la \textbf{dose efficace}.
Ce facteur est, par exemple, pour la peau et les os, de 1, alors que pour la  moelle osseuse, le colon, ou l'estomac, de 12.

\section{Risques}

\subsection{Estimations des risques}

\begin{itemize}
\item
Environ 0,005\% par mSv de risque de développer un cancer.
\item
En dessous de 100 mSv, cette loi surestimerait le risque.
\item
De 100 à 1000 mSv, les risques de cancer croient régulièrement et sont scientifiquement établis.
\item
100 mSv : risque de 0,5\%
\item
1000 mSv : risque de 5\%
\item
6 Sv : dose mortelle
\end{itemize}

\paragraph{Remarques}

Sur une population de 100 000 personnes, 20 000 à 25 000 personnes vont développer un cancer (toutes causes confondues).
Si cette population est soumise à une irradiation de 100 mSv, on aura (0,005\%/mSv) 500 cas supplémentaires dus à cette irradiation.

\subsection{Ordres de grandeur}
\begin{itemize}
\item
2 mSv : dose de radioactivité terrestre reçue par an (Uranium, Potassium, Radon) ;
\item
0,4 mSv : radioactivité due aux rayonnements cosmiques ($\n{C}{14}{}$, Tritium) ;
\item
0,3 mSv : radio des poumons (rayons X) ;
\item
0,1 mSv : voyage en avion, voyage en altitude ;
\item
un scanner : jusqu'à 10 mSv ;
\item
travailleurs du nucléaire : plafond de 100 mSv sur 5 ans, sans dépasser 50 mSv en un an.
\end{itemize}

\subsection{Exemples}
\subsubsection{Tchernobyl}
Bilan 15 ans après la catastrophe : 44 morts rapides et 234 cas d'irradiation à forte dose. Pour les liquidateurs (population de 600 000 personnes) : de 10 à 500 mSv (à peu près 1\% de cancers en excès attendus).
Pour la population : 135 000 habitants proches évacués. 10 mSv, et 0,1\% de cancers en plus.
Pour les 3 700 000 personnes vivant dans des zones légèrement contaminées : 7 mSv/an en moyenne.

\subsubsection{Fukushima (12.03.2011)}

14.03.2011 : 167 Sv/h au niveau du réacteur (enceinte de confinement)

3.04.2011 : à 5 km de la centrale, 112$\mu$Sv/h

167 travailleurs de Tepco ont reçu des doses supérieures à 100 mSv

Villes alentours : entre 10 et 50 mSv. Jusqu'àa 30 km de la centrale, entre 100 et 200 mSv parfois observés.

%Rayons X, $\gamma$, ondes électromagnétiques ($\lambda < 0,1 \mu\text{m}$), $\n{\alpha}{4}{2}$, $\beta$, neutrons : rayonnements ionisants (H $\rightarrow$ 13,6 eV)
% ??



\section{Comment se protéger ?}
Trois mots-clés :
Distance, Temps, Écrans.

\subsection{Écrans}

\begin{itemize}
\item
$\alpha$ : arrêtés par une feuille de papier ;
\item
$\beta$ : feuille de métal ;
\item
$\gamma$ : plusieurs cm de plomb ;
\item
neutrons : importante épaisseur de béton, d'eau ou de paraffine.
\end{itemize}

\section{Déchets nucléaires liés à la fission}

En France, 1 kg de déchet nucléaire par habitant et par an est produit.
Sur ce kilogramme, 990 grammes dont la période  est inférieure à 300 ans.
Il reste 10 grammes qui ont une durée de vie très longue, ce sont les plus préoccupants.
Cela représente 600 tonnes par an.

La France possède un cycle ouvert : on traite les déchets (retraitement) en séparant les différents constituants chimiquement.
Dans une tonne de combustible usé (après 3 ans dans un REP), l'Uranium est présent à 95,3\% et le Plutonium est présent à 1\%. Ces éléments-là sont valorisables.
Les produits de fissions représentent 3,7\%.





