Des rayonnements et des hommes : Mesurer les doses
Mesurer les doses
Comme nous venons de le souligner, les dangers des irradiations doivent être traitées en termes de probabilité, ce qui conduit tout droit à la notion de quantité de rayonnements reçue par le corps ou l’organe irradié, c’est-à-dire à la notion de dose.
Nous savons déjà que l’intensité d’une source de radioactivité s’exprime en becquerels, c’est-à-dire en nombre de désintégrations par seconde. Cette unité a remplacé le curie qui représentait l’activité d’un gramme de radium, soit 37 milliards de becquerels. Ce changement, effectué dans un but de rationalisation du système international d’unités SI, a contribué à la dramatisation de la notion de radioactivité. En effet, si l’on considère que la radioactivité naturelle du corps humain, due notamment à la présence de potassium 40 dans nos os se compte en dizaines de milliers de becquerels, il ne faut pas s’étonner que celle des sources radioactives les plus banales s’évaluent en millions de becquerels, ce qui ne manque pas d’inquiéter une population mal informée.
Un point susceptible d’ajouter à la confusion est que le nombre de désintégrations par seconde n’est en aucun cas représentatif du danger potentiel des rayonnements émis. En effet, ce danger dépend essentiellement de la façon dont s’effectuent ces désintégrations, c’est-à-dire du nombre et de la nature des rayonnements émis. Certains isotopes n’émettent, par exemple, que des rayonnements X ou bêta très peu énergétiques dont l’action reste limitée aux quelques centimètres environnant la source. Le record en la matière appartient aux sources de neutrinos, pour lesquelles une activité de l’ordre du petabecquerel (mille milliards de becquerels) ne représente aucun danger pour les personnes qui les manipulent, les neutrinos étant tout à fait inoffensifs pour nos organismes.
Pour accéder aux effets biologiques des rayonnements, il est tout naturel de passer par l’intermédiaire de leur pouvoir ionisant, puisque c’est l’ionisation qui est à l’origine de la plupart de ces effets. C’est pourquoi on a mesuré très tôt la quantité de rayonnements X présents en un point donné d’après l’ionisation produite dans l’air. Cette mesure s’effectuait directement à l’aide d’une chambre d’ionisation remplie d’air à la pression atmosphérique. Une unité, dite de « dose d’exposition », appelée « roentgen », a ainsi été définie comme étant la quantité de rayonnement X ou gamma (de moins de 3 MeV) requise pour produire une charge d’ionisation de 0,258 millicoulomb par kilogramme d’air.
Cependant, en ce qui concerne ces effets biologiques, un paramètre plus représentatif est la dose absorbée, c’est-à-dire la quantité d’énergie déposée par unité de masse du tissu biologique concerné. La dose absorbée dépend du rayonnement considéré, de son intensité et de la nature du tissu en question, mais aussi de la durée de l’irradiation. Son unité, qui a longtemps été le rad, est aujourd’hui le gray (Gy). Celui-ci représente une dose de rayonnement conduisant au dépôt de 1 joule par kilogramme de tissu.
Cependant, le nombre de grays absorbés ne suffit pas à prévoir les conséquences biologiques d’une irradiation, car, à dépôt d’énergie égal, certaines particules s’avèrent beaucoup plus efficaces que d’autres pour induire des effets biologiques. On est donc amené à multiplier la dose en grays par un facteur d’efficacité biologique relative (EBR), qui dépend du rayonnement considéré et de son énergie. On obtient ainsi la dose équivalente qui s’est initialement exprimée en rem (pour « röntgen équivalent man »), et dont l’unité actuelle est le sievert (Sv). Le coefficient EBR est arbitrairement pris égal à 1 pour les rayonnements X et y, et les mesures ont montré qu’il peut s’élever jusqu’à 20 pour les particules alpha.
Vidéo : Des rayonnements et des hommes : Mesurer les doses
Vidéo démonstrative pour tout savoir sur : Des rayonnements et des hommes : Mesurer les doses
