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TeX
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\part{Radioprotection}
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\section{Présentation}
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\subsection{Radioactivité}
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Un noyau instable (radioactif) subit une transformation pour atteindre une configuration stable.
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Radioactivité :
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\begin{itemize}
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\item
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$\n{\alpha}{4}{2}$
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\item
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$\beta$
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\item
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$\gamma$ : grains d'énergie (photons), le noyau ne change pas de nature dans ce cas.
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\end{itemize}
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\subsection{Mesures de la radioactivité}
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\paragraph{Le Becquerel}
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1 Bq : une désintégration par seconde.
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Mais cette unité ne tient pas compte de la nature du rayon, de son énergie.
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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.
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Il a donc fallu élaborer d'autre grandeurs et d'autres unités.
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\section{Nouvelles grandeurs utilisées}
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\subsection{Le Gray}
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Notre organisme est le siège en permanence de destructions et reconstructions cellulaires.
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Si le rayonnement tue une cellule, peu grave : elle est recréée.
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Mais si le rayonnement est massif, on aura une liaison massive du tissu cellulaire, et donc une perturbation.
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Au-delà d'un certain seuil d'irradiation, on a des effets à coup sûr : des \textbf{effets déterministes}
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Ces effets déterministes (fortes doses d'irradiations) sont mesurés par le \textbf{Gray (gy)}.
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$$ 1 \text{gy} \equiv 1 \text{ Joule absorbé par kg de matière cible} \equiv1 J/kg $$
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\begin{itemize}
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\item
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Pour une dose inférieure à 300 mgy, il n'y aucun effet déterministe sur le tissu.
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\item
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Pour une dose supérieure à 5 000 mgy ou 5 gy, il y a une chance sur deux de survie.
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\item
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Pour une dose supérieure à 15 gy, mort certaine.
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\end{itemize}
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\subsection{Dose équivalente}
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\paragraph{Autres formes de dégâts}
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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.
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Le système immunitaire peut certes repérer et réparer cette mutation, mais l'échec est possible.
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Si cette mutation prolifère, c'est le début d'une cancérisation.
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La probabilité varie avec la dose reçue : La mutation n'est pas certaine.
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Il y a donc un \textbf{effet probabiliste ou stochastique}.
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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).
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Si on a affaire à des neutrons, on multiplie par 5 à 20 (neutrons à 1 MeV) l'énergie déposée.
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$$ J.kg^{-1} : gy \times \text{ facteur lié au rayon} \Rightarrow \text{Sievert (Sv)} (J.kg^{-1}) $$
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Ces facteurs sont :
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\paragraph{}
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\begin{tabular}{r|| c c c c c }
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Type d'émission & Photons & $\beta$ & Neutrons & Protons & $\n{\alpha}{4}{2}$ \\
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\hline
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Facteur de qualité Q& 1 & 1 & 5 à 20 & 5 à 10 & 20 \\
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\end{tabular}
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\paragraph{Dose équivalente}
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Cela correspond à la \textbf{dose équivalente}. Son unité est toujours le Sievert.
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\subsection{Dose efficace}
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Cette fois on prend en compte un deuxième facteur correctif, lié à la nature du tissu irradié.
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C'est la \textbf{dose efficace}.
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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.
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\section{Risques}
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\subsection{Estimations des risques}
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\begin{itemize}
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\item
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Environ 0,005\% par mSv de risque de développer un cancer.
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\item
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En dessous de 100 mSv, cette loi surestimerait le risque.
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\item
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De 100 à 1000 mSv, les risques de cancer croient régulièrement et sont scientifiquement établis.
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\item
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100 mSv : risque de 0,5\%
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\item
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1000 mSv : risque de 5\%
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\item
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6 Sv : dose mortelle
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\end{itemize}
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\paragraph{Remarques}
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Sur une population de 100 000 personnes, 20 000 à 25 000 personnes vont développer un cancer (toutes causes confondues).
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Si cette population est soumise à une irradiation de 100 mSv, on aura (0,005\%/mSv) 500 cas supplémentaires dus à cette irradiation.
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\subsection{Ordres de grandeur}
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\begin{itemize}
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\item
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2 mSv : dose de radioactivité terrestre reçue par an (Uranium, Potassium, Radon) ;
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\item
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0,4 mSv : radioactivité due aux rayonnements cosmiques ($\n{C}{14}{}$, Tritium) ;
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\item
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0,3 mSv : radio des poumons (rayons X) ;
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\item
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0,1 mSv : voyage en avion, voyage en altitude ;
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\item
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un scanner : jusqu'à 10 mSv ;
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\item
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travailleurs du nucléaire : plafond de 100 mSv sur 5 ans, sans dépasser 50 mSv en un an.
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\end{itemize}
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\subsection{Exemples}
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\subsubsection{Tchernobyl}
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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).
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Pour la population : 135 000 habitants proches évacués. 10 mSv, et 0,1\% de cancers en plus.
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Pour les 3 700 000 personnes vivant dans des zones légèrement contaminées : 7 mSv/an en moyenne.
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\subsubsection{Fukushima (12.03.2011)}
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14.03.2011 : 167 Sv/h au niveau du réacteur (enceinte de confinement)
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3.04.2011 : à 5 km de la centrale, 112$\mu$Sv/h
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167 travailleurs de Tepco ont reçu des doses supérieures à 100 mSv
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Villes alentours : entre 10 et 50 mSv. Jusqu'àa 30 km de la centrale, entre 100 et 200 mSv parfois observés.
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%Rayons X, $\gamma$, ondes électromagnétiques ($\lambda < 0,1 \mu\text{m}$), $\n{\alpha}{4}{2}$, $\beta$, neutrons : rayonnements ionisants (H $\rightarrow$ 13,6 eV)
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% ??
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\section{Comment se protéger ?}
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Trois mots-clés :
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Distance, Temps, Écrans.
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\subsection{Écrans}
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\begin{itemize}
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\item
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$\alpha$ : arrêtés par une feuille de papier ;
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\item
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$\beta$ : feuille de métal ;
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\item
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$\gamma$ : plusieurs cm de plomb ;
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\item
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neutrons : importante épaisseur de béton, d'eau ou de paraffine.
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\end{itemize}
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\section{Déchets nucléaires liés à la fission}
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En France, 1 kg de déchet nucléaire par habitant et par an est produit.
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Sur ce kilogramme, 990 grammes dont la période est inférieure à 300 ans.
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Il reste 10 grammes qui ont une durée de vie très longue, ce sont les plus préoccupants.
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Cela représente 600 tonnes par an.
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La France possède un cycle ouvert : on traite les déchets (retraitement) en séparant les différents constituants chimiquement.
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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.
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Les produits de fissions représentent 3,7\%.
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