PHR103 10-11 Eléments RP 110517 cours 3 -...

Rayonnements ionisants

**********

PHR103 : Prévention des risques physiques

Pr Catherine Luccioni

Radioprotection

2

Plan du cours

� Introduction

� Bases physiques de la radioprotection

� Modes d'exposition

� Effets cellulaires et tissulaires des rayonnements ionisants

� Grandeurs dosimétriques

� Niveaux d'exposition aux rayonnements ionisants

� Protection contre l'exposition externe et interne

� Radioprotection dans les installations

� Incidents - accidents

3

Pr Catherine LUCCIONI

Cnam – case 308292, rue Saint Martin75 141 Paris cedex 03

Tél : 01 40 27 22 98

FAX : 01 58 80 87 22

Mail : [email protected]

4

Excitation Ionisation

XZ

A Z électrons

noyau (Z protons + A - Z neutrons)

Rayonnement ionisant ou non ionisant ?

Le nombre de protons (charge + ) est égal au nombre d'électrons (charge -)

5

Différents types de rayonnements


Photons(rayons X et γ)

Particules

Non chargées(neutrons)

Chargées

Légères(électrons)

Lourdes(α, protons, IL…)

� Origine

� Modes d’interaction

� Parcours

6

Rayonnement ionisant ou non ionisant ?

Rayonnements non ionisantsRayonnements ionisants

RX UV Visible IR Ondes radio…

100 nm 1 km1 m1 cm1 mm1 nm0,01 nm

Rayons γ

Photons (rayonnements électromagnétiques)

Longueur d'onde (λ) �

Energie �

E = hν = hc / λ ( h = constante de Planck)

7

Production de rayonnements ionisants ?

� Générateurs électriques

- appareils de radiologie

- accélérateurs

- …

� Sources radioactives - scellées

- non scellées

8

Atome

A = nombre de masse A - Z = N = nombre de neutrons

Z = numéro atomique Z = nombre de protons et d’électronsXA

Z

Isotopes A différent

Z identique

H1

1H2

1H3

1

C11

6C12

6C14

6

U234

92U236

92U238

92

� Stable ou instable - noyau trop volumineux- excès de protons ou de neutrons- excès d'énergie

� Origine naturelle ou artificielle

9

XA

ZY

A - 4

Z - 2α

4

2+ possible si Z > 82Emission α

XA

Z2 fragments + n1

0 libération ≈ 200 MeV

Z > 90Fission

trop de neutronsEmission β- XA

ZY

A

Z + 1e

0

-1+ ν0

0+

XA

ZY

A

Z - 1e

0

+1+ ν0

0+ trop de protonsEmission β+

X*A

Zh ν+X

A

ZEmission γ

Désintégration radioactive

10

Lois de décroissance radioactive

� Activité A = λ . N (Bq) 1 Ci = 37.109 Bq1 Becquerel = 1 désintégration par seconde

A = A0 . e-λ.t A0 = activité au temps t = 0A = activité au temps t

� Période T = 0,693 / λ (s, jours, ans)1 période � activité 2 fois plus faible2 périodes � activité 4 fois plus faible10 périodes � activité 1 000 fois plus faible

1 000 000 000 Bq � 1 000 000 Bq ≠ 0

� Activité spécifique (Bq.g-1)210Po (T = 138 jrs) 238U (T = 4,5.109 ans)AS ≈ 1,7.1014 Bq.g-1 AS ≈ 12 000 Bq.g-1

2 GBq � ≈ 12 µg ≈ 167 kg

Décroissance d'un radionucléide

11

Les rayonnements transfèrent tout ou partie de leur énergie à la matière

La dose D est la quantité moyenne d’énergie cédée par unité de masse

1 Gray (Gy) = 1 J.kg-1

nécessité de quantification � Dose

nécessité de caractérisation car les mécanismes sont différents

or, ils conditionnent : - les effets biologiques

- le choix des - moyens de protection

- systèmes de détection

Interactions des rayonnements avec la matière

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Modes d'exposition

- contamination cutanée

- curiethérapie ou radiothérapie interstitielle

*

Exposition externe

* *

**

*

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**

** **

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*

**

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***

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*

*

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**

*

***

Exposition interne

13

Exposition interne

� Répartition

• Homogène dans tout le corps : tritium, 14C, 40K, 137Cs

• Fixation dans certains organes radon � poumonsiode � thyroïdestrontium � os…

� Evolution de l'activité dans le temps

L'activité d'un radionucléide contenu dans un compartiment, un organe ou dans l'organisme entier diminue par décroissance radioactive et élimination biologique

� Dose intégrée ou engagée

Pas de risque d'exposition interne pour les femmes enceintes ou allaitant

Les radionucléides se répartissent dans le corps humain et persistent plus ou moins longtemps selon les organes et les radionucléides

14

Evolution de la contamination interne par du 137Cs (T1/2 = 30 ans)

* *

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**

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***

> 3 mois > 3 mois

� Durée de l'exposition …

100 50 25

Iode, technétium … plutonium

100 99,99.. 99,99..

15

Traitement

� Prévention de l'incorporation- décontamination externe

- action au niveau de la voie d'entrée - blessure ou peau saine- poumons- tube digestif

� Limiter la fixation et augmenter l'élimination- chélation- dilution isotopique- blocage : iode- autres : bicarbonate (U),…

- diurétiques, …

Le traitement des urgences médicales prime sur celui de l’urgence radiologique

Nécessité traitement précoce

16

Risque d'exposition interne et/ou externe ?

� nature de la source

� nature du (ou des) rayonnement(s) émis

� Sources naturelles

� Sources artificielles� sources radioactives

- scellées : gammagraphie industrielle, radiothérapie ..� Exposition externe

- non scellées : laboratoire de biologie, médecine nucléaire....� Exposition interne et externe

� générateurs électriques : appareils de radiologie, accélérateurs…� Exposition externe

17

Effets biologiques des rayonnements ionisants

Faible densité

Rayons X et γ, β

Forte densité

Neutrons, α, ions lourds

� Différences quantitatives et qualitatives selon nature du rayonnement

(distribution des dépôts d'énergie à l'échelle microscopique)

Au niveau de la cellule : dommages de l'ADN

18

Devenir de la cellule

IrradiationCellule normale Cellule modifiée

Réparation des lésionscomplète et parfaite

Mort de la cellule

Survie de la cellulemodifiée

19

Cellules germinales(sexuelles)

Cellules somatiques

Effets obligatoires (déterministes)

Stérilité Tissus à renouvellement rapide

Effets probabilistes (stochastiques)

Cancers, leucémiesEffets génétiques

Conséquences au niveau du corps humain

21

Effet biologiques des rayonnements ionisants

0

25

50

75

100

Dose

Fré

quen

ce


Formes des relations dose - effet

• Exposition professionnelle

• Exposition naturelle

• Radiodiagnostic

Tous égaux �

• Irradiation thérapeutique

• Surexposition accidentelle

Fortes doses

Présence d’un seuil

22


0

25

50

75

100

Dose

Fré

quen

ce

Dose augmente � effet plus grave


� Objectif : éviter les effets déterministes

Gravité augmente avec la dose


23

Effets déterministes des rayonnements ionisants

� Circonstances - exposition accidentelle

- radiothérapie

On distingue :

� surexposition localisée : une partie du corps est fortement irradiée, les dommages sont essentiellement cutanés

� surexposition généralisée : tout ou une grande partie du corps a étéirradiée

� l’irradiation peut être - homogène - hétérogène

Surexpositions localisée et généralisée peuvent coexister chez une même personne

� Symptômes = atteinte des tissus à renouvellement rapide

24

Temps après exposition

prodromes

phase critique25

1053

1,5

0,5

1264230152minutes heures

2 3 4 5 6 2 3 4 5 6jours semaines

Gra

vité

Dos

e (G

y)

Evolution en fonction du temps après irradiation

Phase prodromique

Phase critique

Phase de latence Phase de récupération

Tri

(d'après J-C. Nénot)

25

Surexposition généralisée

Dose létale 50 (DL50)

DL50 ≈ 4 à 5 Gy pour des photons

Dose (Gy)1 5 10 20

Atteinte de l'épithélium intestinal

Atteinte de la moelle hématopoïétique

Signes neuro-végétatifs

Syndrome aigu d’irradiation

Gravité en fonction de la dose pour des photons :

Paramètres influençant l’évolution : type de rayonnement, dose totale, débit de dose, organes les plus irradiés, lésions associées

Grave> 5 Gy

Signes cliniques sévères, signes paracliniques précoces2,5 à 5 Gy

Sévérité moyenne1 à 2,5 Gy

Peu de signes cliniques, signes paracliniques modérés0,25 à 1 Gy

Pas de signes cliniques0 à 0,25 Gy

26

Affinement des poils1 - 3 Gy

Nécrose25 - 30 Gy

Phlyctènes / épidermite exsudative15 - 20 Gy

Oedème / épidermite sèche12 - 15 Gy

Erythème5 - 12 Gy

Dépilation4 - 5 Gy

Signes cliniquesDose (Gy)Exemple d’une irradiation par une source de gammagraphie industrielle

� Paramètres influençant l’évolutionType de rayonnement, dose et débit de dose, volume irradié, localisation de la lésion

Surexposition localisée� Symptômes

Atteinte cutanée (épithélium + derme)

cf brûlure thermique (stade I, II, …) mais atteinte en profondeur � ….

� Risques de conséquences à long termeCancer, fibrose, atteinte neurologique, modif. pigmentation et/ou vascularisation, …

Douleurs très intenses

Si DD très élevé � sensation de chaleur et/ou de picotements pdt expositionProdromes : érythème

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� Gonades� Testicules

Stérilité temporaire seuil ~ 0,15 Gy (exposition aiguë)

permanente seuil ~ 3,5 à 6 Gy (exposition aiguë)

� Ovaires (importance de l’âge au moment de l’exposition)

~ 1 à 1,5 Gy � aménorrhée chez 50% des femmes

~ 2 Gy � stérilité temporaire (~ 1 à 3 ans)

> 4 à 6 Gy � stérilité permanente

� Fibrose- Symptômes : perte d’élasticité et aspect rétractile

- Différents organes : peau, intestin, poumons, …

- Pathologie du tissu conjonctif

- Traitement par des antioxydants ++++

� Œil Cristallin : opacités � cataracte

irradiation aiguë seuil 2 Gy (� ≈ 0,5 Gy � � LAE cristallin ?)

100% ~ 12 Gy »

29

Phase pré-implantatoire (� stade 32 cellules) � loi de tout ou rien (sujets hypersensibles� …)

Organogenèse (taille ≈ 30 mm / poids ≈ 2,3 g / > 90 % des structures)

Période fœtale (croissance générale et histogenèse du système nerveux central)

� Effet létal

� Malformations - divers organes

- système nerveux central (microcéphalies et/ou retards mentaux sévères)[8-15 semaines] > [16-25 semaines]

� Augmentation de l’incidence des cancers (� Limite exposition "fœtus" = 1mSv)

8 jrs 60 jrs Terme

Conséquences de dommages produits par un agent toxique au niveau du produit de conception

≠ des effets génétiques qui interviennent sur les cellules germinales

Effets tératogènes

Données épidémiologiques et expérimentation animale

interruption thérapeutique de grossesse après explication des risques

pas d’interruption de grossessesuivi pdt et après la grossesse

décision individuelleaprès discussion

0,1 Sv 0,2 Sv

30

Effet déterministes des rayonnements ionisants

Relations dose – effet bien définies

Effets des différents types de rayonnements (ex : Tokai-Mura)

Radiothérapie : - pb identification personnes à risque pour effets 2aires

- effets secondaires "normaux" / anormaux

Accidents :- pb diagnostic car symptômes peu spécifiques

- Exposition généralisée : anorexie, nausées, vomissements, diarrhée …- Lésions cutanées : érythème …zones de nécrose ("caractéristiques")

(coup de soleil, allergie, …)

- recherche marqueurs biologiques de dommages

Radiologie interventionnelle : pb pour patient et prof. de santé

Effets fortes doses� possibilité de fixer une limite d'exposition pour les éviter

Existence de seuils

31


0

25

50

75

100

Dose

Fré

quen

ce

Effets probabilistes (stochastiques)


• Exposition naturelle

• Radiodiagnostic

• Irradiation thérapeutique

• Surexposition accidentelle


Seuil significativité

�

� fréquence augmente avec la dose

� gravité indépendante de la dose

� pas de seuil (?)

32

Effets stochastiques : relation dose - effet

?0

0

Dose

Ris

que

d’ef

fet s

toch

astiq

ue

Problèmes dus à l’utilisation de la dose collective

� simplicité (règle de trois)

� additivité des doses

� pas de sous-estimation du risque

Hypothèse relation linéaire sans seuil

Justification scientifique

Gestion / Evaluation

Risque zéro n'existe pas � ……

100 mSv

Pas de possibilité d'éviter les effets stochastiques � obligation d'optimiser

33

- cancers

- effets génétiques

- autres pathologies tissulaires ?

� Exposition aux rayonnements ionisants � � fréquence

� Nécessité d’étudier des populations (épidémiologie)

- Etudes cas-témoins- Cohortes

Effets stochastiques

� Délai minimum de quelques années avant apparition

34

Enquêtes épidémiologiques

� Hiroshima et Nagasaki

� Expositions accidentelles (Tchernobyl, Iles Marshall)

� Expositions médicales

- diagnostic : tuberculose, scoliose, Thorotrast,131I …

- traitement - affections bénignes : teignes, H. Thymus, hémangiomes …

- affections malignes : m. Hodgkin, c. seins, enfants …

� Expositions professionnelles- radiologues, peintres radium, mineurs, Mayak ..

- travailleurs du nucléaire

� Expositions dues à l’environnement- radioactivité naturelle : Kerala (Inde, Yangjiang (Chine) …

- radioactivité artificielle : installations nucléaires, rivière Techa

35

bilan : 1950 - 1997

Intervalle de temps depuis les explosions = 52 ans

Life Span Study (LSS) � plus de 86572 personnes suivies (doses de <10 à plus de 2000 mSv)

Cohorte LSS = 50 % des personnes présentes dans la zone des 3 km autour de l’épicentre

(60 % personnes : doses > 5 mSv et 30 % personnes : doses < 200 mSv)

Tumeurs solides 9335 décès : 8895 spontanés + 440 radio-induits (5 %)

Leucémies ≈ 235 décès : 160 spontanés + ≈ 75 radio-induits (1950 - 1990)

Autres pathologies 31851 décès : 31631 spontanés + 250 radio-induits (0,8 %)

Fin 1997 : 48 % de la cohorte en vie dont 90 % des moins de 10 ans au moment de l’explosion

Survivants d’Hiroshima et Nagasaki

36

Risque de cancers radio-induits

� Temps de latence après exposition ?

� Spécificité ?

� Evolution en fonction de la dose ?

� Risque identique pour toutes les personnes ?

� Risque identique pour tous les cancers/organes ?

� Effet de synergie avec d'autres agents toxiques ?

� Effets de différentes conditions d'exposition ?

37

Temps de latence après exposition ?

Autres cancers

Leucémies

Temps depuis l’irradiation (années)

Tumeurs osseuses � temps de latence court

� Mécanismes de cancérogenèse différents

Tchernobyl � …

Hiroshima et Nagasaki

38

Spécificité ?

Tumeurs radio-induites : pas de spécificité identifiée à ce jour

Taux de cancers spontanés et dus à d'autres agents toxiques� Différence de nombre

� Pas de type spécifique de tumeurs� différent par rapport à

- UV � tumeurs cutanées- amiante � mésothéliomes- certaines substances chimiques � T. vessie

� Pas de signature moléculaire pour une tumeur

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Tumeurs solides Leucémies

Dose équivalente à la moelle osseuseDose équivalente au colon

Exc

ès d

e ris

que

rela

tif

Exc

ès d

e ris

que

rela

tif

ERR = a x D ERR = a x D + b x D2

Relation linéaire Relation linéaire - quadratique

Evolution en fonction de la dose ?

Survivants d’Hiroshima et Nagasaki

40

Evolution en fonction de la dose ?

1 µCi = 37 000 Bq

Ost

éosa

rcom

es.P

Y-1

µCi 226Ra + 2,5 µCi 228Ra

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

010-1 100 101 102 103 104

≈ 10 Gy

Peintres en cadrans lumineux (radium)

41

Risque identique pour toutes les personnes ?

� Influence de l’âge au moment de l’exposition

� Influence du patrimoine génétique

� Risque femmes > hommes

0

5

10

15

20

0 - 9 10 - 19 20 - 29 30 - 39 > 40

Age au moment de l'exposition (ans)

ER

R à

1 G

y

Hommes

Femmes

0

2

4

6

8

10

0 - 9 10 - 19 20 - 39 > 40R

isqu

e re

latif

Age au moment de l’exposition (ans) Age au moment de l’exposition (ans)

Leucémies Cancer de la thyroïde

� Accident de Tchernobyl

42

Risque identique pour tous cancers / organes ?

Iode � thyroïde

Radium / strontium � os

…

� En cas d'exposition interne

Organe(s) à risque = organe(s) où se concentre le radionucléide

� Pour une même dose, le risque de développer un cancer n'est pas le même pour tous les organes

� Valeurs des coefficients de pondération tissulaire (wT)pour le calcul de la dose efficace

- Risque très élevé : moelle hématopoïétique, seins, colon, poumons- Risque élevé : thyroïde, vessie, foie, œsophage, estomac- Risque modéré : peau, os, cerveau, glandes salivaires- Risque faible : reste du corps

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Effet de synergie avec d'autres agents toxiques ?

• Agents utilisés en chimiothérapie

• Autres polluantsRadon et tabac : effet synergique

….

• Exposition externe ou exposition interne

• Fortes ou faibles doses

• Fort ou faible débit de dose

• Nature du rayonnement

Effets de différentes conditions d'exposition ?

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Effets génétiques

1907 Induction de mutations par RX (crapauds)

1927 Effets génétiques des RX sur la drosophile (Muller HJ.)

� outil d'étude du génome

� …

…. Travaux sur des souris

� Grande "crainte"

�coefficient de risque pour les gonades≈2 fois celui pour le risque de leucémies,cancer du poumon …

A ce jour, pas d’effet génétique reconnu dans les populations irradiées

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Effets déterministes Effets stochastiques

Conséquences au niveau du corps humain

obligatoires

présence d’un seuil

fortes doses

gravité augmente avec la dose

probabilistes(fréquence augmente avec la dose)

pas de seuil (?)

toutes doses

gravité indépendante de la dose

46

protection de l’Homme et de l’environnement

contre les effets néfastes des rayonnements

Radioprotection


47

Objectifs en radioprotection

� Eviter les effets déterministes

� Limiter à un niveau acceptable le risque

d’effets stochastiques

48

Exposition aux rayonnements ionisants

Exposition naturelleExposition artificielle* Exposition médicale

Travailleurs Public Patients

Exposition accidentelle* hors médical

49

*

Source Interactions

Tension (kV)

Intensité (mA)

Filtre(s)

Activité (Bq)

Nature du radionucléide- rayonnement α, β, γ- période

Dose (Gy)

Grandeurs et unités

50

Evaluation de risques sanitaires pour l'Homme ?

Dose = quantité moyenne d’énergie cédée par unité de masse

(1 Gy = 1 J par kg)

1 kg de plume ≠ 1 kg de plomb

Plomb : 1 kg de grenaille ≠ 1 boulet de 1 kg

Pour une même dose, les rayonnements ont des effets différents

Influence des dépôts d'énergie à l'échelle microscopique

51

Distribution des dépôts d’énergie à l'échelle microscopique

Faible densité

ionisationionisation

excitation

γ

γ

γ

γ

Electrons, photons

Forte densité

ionisations et excitations

particule α

particule α

Neutrons, particules α, ions lourds ..

52

Estimation de risque

� Pour un travailleur, par exemple :

1987 D1 = 2 mGy rayons γ

1988 D2 = 3 mGy rayons α

2000 D3 = 5 mGy rayons β (iode radioactif)

Souvent exposition à des rayonnements de natures différentes

� Pour une personne de la population :

- inhalation de radon rayons α

- exposition médicale rayons X

53


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ris

que

D

Dose

photons

autre rayonnement (par exemple neutrons)

Hypothèse : relation linéaire sans seuil

54


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ris

que

D H = D x wR

Dose équivalenteDoseLe risque après une exposition à une dose D par des neutrons (dans cet exemple) est comparable à celui d'une exposition à une dose équivalente H délivrée par des photons

photons

autre rayonnement (par exemple neutrons)

Hypothèse : relation linéaire sans seuil

55

Effets des différents types de rayonnements ?

Données épidémiologiques


Données expérimentales

� Enquêtes épidémiologiques � informations sur l'efficacité des rayons X et γ, des α pour le poumons, les os et le foiemais pas pour les neutrons, le tritium …. faible débit de dose…

� Pas de possibilité d'extrapoler directement les résultats expérimentaux(rats, souris …)

56

Evaluation de risques sanitaires pour différents rayonnements

Evaluation de risques Données expérimentales

β, neutrons …

Données expérimentales

photons

Données épidémiologiquesphotons

Efficacité biologique relative

Influence du débit de dose

wR

� Coefficient de pondération pour le rayonnement dans le calcul de la dose efficace

DDRRF

� Coefficient de réduction pour le débit de dose

57

Dose équivalente à un tissu ou un organeGrandeurs dosimétriques

H = D1 wR1 + D2 wR2 + D3 wR3 … = Σi Di wRi Sievert (Sv)wRi = facteur de pondération pour le rayonnement i

wRi reflète la nocivité du rayonnement i

5En > 20 MeV

102 MeV < En < 20 MeV

200,1 MeV < En < 2 MeV

100,01 MeV < En < 0,1 MeV

5Neutrons En < 0,01 MeV

20Alphas, partic. lourdes chargées

5Protons E > 2 MeV

1Electrons - ou +

1Photons (RX, rayonnement γ)

wRRayonnement

Résultats expérimentaux

58


Souvent exposition de différentes régions du corps

� Pour une personne de la population :

inhalation de radon rayons α poumons

exposition médicale rayons X bassin, tête, …

…..

Or le risque d'effet stochastique n'est pas le même pour tous les organes

� Pour un travailleur, par exemple :

1987 rayons γ D1 = 2 mGy corps entier

1988 rayons α D2 = 3 mGy poumons

2000 rayons β D3 = 5 mGy thyroïde

59

Dose efficaceGrandeurs dosimétriques en radioprotection

E = H1 wT1 + H2 wT2 + H3 wT3 … Sievert (Sv)

E = [(D11 wR1 + D12 wR2 + ..) wT1] + [(D21 wR1 + D22 wR2 + ...) wT2] + …wTj = facteur de pondération = reflète le risque d'effets stochastiques pour l'organe j

Thyroïde H = 1 Sv E = 0,05 Sv

Poumons H = 1 Sv E = 0,12 Sv

Corps entier

Le risque après une exposition au niveau des poumons à une dose équivalente H égale à 1 Sv est comparable à celui d'une exposition sur le corps entier à une dose efficace E égale à 0,12 Sv par des photons

1,0Total =

0,05Reste du corps0,01Surface osseuse0,01Peau0,05Thyroïde0,05Oesophage0,05Foie0,05Seins0,05Vessie0,12Estomac0,12Poumons0,12Colon0,12Moelle hématopoïétique0,20GonadeswTOrgane

60


Pour le travailleur :

corps entier γ D1 = 2 mGy E = 2 x 1 x 1 = 2 mSv

poumons α D2 = 3 mGy Hp = 3 x 20 = 60 mSv E = 60 x 0,12 = 7,2 mSv

thyroïde β D3 = 5 mGy Ht = 5 x 1 = 5 mSv E = 5 x 0,05 = 0,25 mSv

Souvent exposition à des rayonnements de natures différentes

sur différentes parties du corps

Etotale = 2 + 7,2 + 0,25 = 9,45 mSv

Possible car hypothèse relation linéaire sans seuil

E = [(D11 wR1 + D12 wR2 + ..) wT1] + [(D21 wR1 + D22 wR2 + ...) wT2] + …

61

*

Source Interactions Conséquences ?

Tension (kV)

Intensité (mA)

Filtre(s)

Activité (Bq)

Nature du radionucléide- rayonnement α, β, γ- période

Dose (Gy)

Risque d'effets

stochastiques

Dose efficace (Sv)

Grandeurs et unités

62

Effets stochastiques - conclusions

� Autres pathologies tissulaires

� Exposition interne ↔ Exposition externe ?� Programmes de recherches

� Questionnement sur la relation linéaire sans seuil

� Outil de gestion du risque, pas d'évaluation de conséquencesProcessus de cancérogenèse = complexe

effet tissulaire / pas une mutation dans une cellule …

� Remise en cause du dogme : "dommages directs de l'ADN"

Rôle des nouveaux phénomènes dans cancérogenèse ?Evaluation de risques à partir des conséquences sanitairesmais si mécanismes différents ?

� Effets des faibles doses ? � étude mécanismes de cancérogenèse

63

Conclusions

� Nocivité différente des différents rayonnements

� Evaluation de risques� Tous travailleurs

- effets déterministes : surexposition accidentelleSymptômes si Dhν > 0, 2 Gy exp. généralisée / Dhν > 1-2 Gy exp. localiséePb diagostic si pas notion d'accidentEvolution en fonction du temps après irradiation

- effet stochastiques : hypothèse relation linéaire sans seuilcancers : délai plrs années, effet âge, prédisposition génét., f(organe), non spécif., …effets héréditaires : pas d'augmentation statistiquement significative à ce jour

� Pratiques particulièresRadiologie interventionnelle : mains et yeux…

� Femmes enceintesRisque d'effets tératogènes et carcinogène pr fœtus

64

Sources d'exposition aux rayonnements ionisants

� Sources naturelles

� Sources artificielles - exposition médicale

- autres sources

• Exposition de la population générale


65

Exposition naturelle

Exposition externe Exposition interne

- altitude

- latitude

- protection

- activité solaire

- 14C (≈ 3700 Bq � ≈ 12 µSv)

- 22Na (≈ 0,15 µSv)

- 7Ba (≈ 0,03 µSv)

- 3H (≈ 0,01 µSv)

- ….

Rayonnements cosmiques

66


Rayonnements cosmiques Radioactivité tellurique

- géologie

- habitation

- radon

- autres radionucléides

f(habitudes de vie)

Exposition externe Exposition interne

67

Radioactivité tellurique

non mesurée

< 50 Bq.m-3

[50 – 100[ Bq.m-3

≥ 150 Bq.m-3

[100 – 150[ Bq.m-3

Radon : activité volumique dans les habitations

d'après Billon S. et al. Rad. Prot. Dos. 113 (3), 314-320, 2005

Moyenne arithmétique corrigée (variations saisonnières et caractéristiques des habitations)

12 261 mesures

68


Rayonnements cosmiques Exposition externe 0,38

Exposition interne 0,01

Radioactivité tellurique Exposition externe 0,46

Exposition interne (hors Rn) 0,23

Radon 1,3

Total = 2,4

Dose efficace annuelle moyenne (mSv)

Exposition interne

Exposition externe

69

Exposition professionnelle

Exposition naturelle renforcée

� Personnel navigants

� Mineurs et, tout particulièrement, mineurs d'uranium

� Autres : exploitation de phosphates …

70

Exposition artificielle

� Médicale

� Militaire - production d'armes- essais nucléaires

� Industrielle - production d’énergie - non nucléaire- nucléaire

- autres applications

� Production et utilisation d'isotopes(recherche, médecine ...)

71

Exposition médicale

d'après rapport IRSN – InVS (2010)

72



73

Exposition médicale à but diagnosticE (mSv)Examens

9Vasculaire cœur non thérapeutique Radiologie interventionnelle

6,7Abdomen ou pelvis

5,5ThoraxScanographie

0,005Dentaire

0,37Mammographie bilatérale

0,0005 Membre

0,8Rachis thoracique

2,4Rachis lombaire

Radiographie standard


5TEP 18F (FDG)Cérébrale

7700Hématies - 99mTc Cavités card.

23100201TlMyocardique

4700MDP - 99mTcOsseuse

482131IThyroïdienne

0,42099mTc

Dose efficace (mSv)Activité (MBq)RadiopharmaceutiqueScintigraphie

74

Radiothérapie

Tumeurs primaires ou métastases, hémopathies

Objectif - délivrer une dose suffisante au niveau des cellules cancéreuses

- limiter l'exposition des tissus sains

Problèmes - radiosensibilité des cellules tumorales

- effets secondaires - précoces

- tardifs (fibrose, paralysie, cancers)

Evolution +++ - progrès informatique

- imagerie médicale

� différentes méthodes- radiothérapie externe, curiethérapie, radiothérapie métabolique- immunoradiothérapie, hadronthérapie …

76

Sources d'électricité en France

Nucléaire83,4

Autres0,3

Renouvelable8,1

Gaz3,8

Charbon3,1

Pétrole1,3

Données EDF

19 centrales nucléaires (58 réacteurs)

77

Modes d’exposition

Données démographiques

nombre, sexe, âge

Données physiologiques

Habitudes de vie

- régime alimentaire - nature- origine

- habitudes culinaires

- temps à l'intérieur / extérieurHomme

Rejets gazeux Rejets liquides

Contamination

atmosphérique

Contamination sols+

milieux aquatiques

InstallationNature des rejets

- Activité

- Radionucléides(période, Rt émis, métabolisme)

78

Autres applications industrielles

� Modifications de structures

� Stérilisation

� Recherche de plomb

� Irradiation d’aliments

� Radiographie industrielle

� Jauges d’épaisseur ou de remplissage

79

Appareil de gammagraphie

Télécommande manuelle ou électrique

Le temps de pose varie de qques secondes à plusieurs h selon la

nature et épaisseur du matériau à radiographier

Vérification de soudures, …Domaines : pétrole, nucléaire, aéronautique…

80

Gammagraphie

� Défaut de fonctionnement (pb maintenance…) - blocage : corps étranger (sable, rouille…) / écrasement câble éjection- perte de la source

� Problème de délimitation du périmètre- insuffisant- évacuation incomplète- franchissement involontaire ou volontaire

� Perte ou vol pdt transport

� Défaut de formation

Risques d'accidents et/ou d'incidents

Risque d’exposition pour les manipulateurs / autres travailleurs / population

DD élevé � risques sanitaires graves (amputation, décès)

81

Gammagraphie

� Erreur humainepas de vérif. appareils, non respect des procédures de travail…

� Conditions d'utilisation - fatigue : travail de nuit…

- pression : autres chantiers en parallèle

- bruit environnant, pb accessibilité, éclairage

- risque d’incendie ou d’explosion élevé sur certains chantiers

- niveau d'exposition et/ou contamination

- …

� Absence ou mauvaise utilisation des appareils de mesure

� …

Risques d'accidents et/ou d'incidents

82

Recherche en biologie

� Biologie moléculaire (32P, 33P …)

� Utilisation de molécules marquées (3H ou 14C)

� Test de toxicité cellulaire (51Cr)

� Marquage de protéines (125I ou 35S)

83

Population générale

Autres 0,001 mSv

Essais nucléaires 0,01 mSv

Industrie 0,02 mSv

Médecine 1,1 mSv

Radon 1,3 mSv

Naturelle (hors Rn) 1,1 mSv

Dose efficace annuelle moyenne (mSv)

� importance exposition médicale

� importance radon

84


• De loin principale source d'exposition d'origine artificielle

• Distribution très hétérogène en nombre et en dose

• Evolution des pratiques

� Importance de la radioprotection des patients

85


� Secteur médical et para-médical

� Industrie nucléaire

� Industrie classique

� Recherche

� Autres

86

Bilan de l'exposition des travailleurs en France

(2009)

� Radioprotection des travailleurs

Effectif total surveillé : 319 091 travailleurs (+ 4 %)

Dose collective totale : 65,68 Homme.Sv

Dose individuelle moyenne sur effectif total : 0,21 mSv

Dose individuelle moyenne sur effectif avec dose > seuil : 0,89 mSv

Effectif � dose > 1 mSv : 14 631 travailleurs (≈ 4,6 %)

� dose > 20 mSv : 14 travailleurs (8 pr médical / 5 ind. non nucléaire / 1 nucléaire)

� dose extrémités > 500 mSv : 3 travailleurs (médical)

d'après bilan IRSN

87

Utilisation de sources de rayonnements ionisants

CNPE

Cycle du combustible

Activités de recherche

Activités (para)médicales

Utilisations industrielles

Activités de défense

Transport de matières radioactives

Installations nucléaires de recherche

Nucléaire civil

Nucléaire

Nucléaire de défense

88

Organismes compétents en radioprotection

� Internationaux- CIPR (Commission Internationale de Protection Radiologique)

- UNSCEAR (Comité scientifique des Nations Unies pour l'étude des effets des rayonnements ionisants)

- AIEA (Agence Internationale de l'Energie Atomique)

- …

� Nationaux- Autorité de sûreté nucléaire (ASN)

- Institut de radioprotection de de sûreté nucléaire (IRSN)

- Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA)

� Organismes nationaux et internationaux non spécifiques

89

Autorité de sûreté nucléaire

champ d'application = nucléaire civil

Missions

- contrôler (inspections ..)

- contribuer à l'élaboration de la réglementation

- informer le public

- en cas d'incident ou d'accident � - appui aux autorités- information du public

Site web : www.asn.fr

loi n°2006-686 du 13 juin 2006 relative à la transpa rence et à sécurité en matière nucléaire (dite « loi TSN »)

Autorité administrative indépendante

Organisation

- collège de 5 membres

- unités fonctionnelles

- 8 directions opérationnelles (rayonnements ionisants et santé, centrales nucléaires / équipements nucléaires sous pression / environnement et situations d'urgence / relations internationales / transport et sources / déchets, des installations de recherche et du cycle / communication et de l’information des publics)

- 11 divisions régionales

90

Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

Tutelles : ministres chargés de la défense, de l’environnement, de l’industrie, de la recherche et de la santé

EPIC (établissement public à caractère industriel et commercial)

Site web : www.irsn.org

Organisation- Directions fonctionnelles : Evaluation scientifique et technique et de la qualité, Stratégie, du développement et des relations extérieures, Communication, Secrétariat général

- Directions opérationnelles : Expertise nucléaire de défense, Environnement et intervention, Prévention des accidents majeurs, Radioprotection de l'Homme, Sûreté des réacteurs, Sûreté des usines, des laboratoires, des transports et des déchets

ImplantationsClamart, Fontenay-aux-Roses, Le Vésinet, Cadarache, Pierrelatte, …

Missions- expertises (interventions en cas d'accident ...)- recherches- prestations : surveillance dosimétrique, études de postes, formations en radioprotection ...- appui technique (ASN, DSND, autorités et services de l’Etat)- veille permanente en radioprotection

- surveillance radiologique de l’environnement- gestion et exploitation des données dosimétriques concernant les travailleurs exposés- gestion de l’inventaire des sources de rayonnements ionisants….

- actions vis-à-vis de la société civile- information du public (rapport annuel d’activité, site internet, ….)

91

Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs

ANDRA

EPIC (établissement public à caractère industriel et commercial)

Tutelles : ministres chargés de l'industrie, de la recherche et de l'environnement

Mission : gestion à long terme des déchets radioactifs

- contribuer aux programmes de recherche et de développement concernant la gestion à long terme des déchets radioactifs, en coopération avec le CEA

- gérer les centres de stockage à long terme

- concevoir, implanter et réaliser les nouveaux centres de stockage et effectuer toutes études nécessaires (réalisation et l'exploitation de laboratoires souterrains)

- définir, en conformité avec les règles de sûreté, des spécifications de conditionnement et de stockage des déchets radioactifs

- répertorier tous les déchets radioactifs (état et localisation) se trouvant sur le territoire national

- Information du public

loi du 30 décembre 1991 Site web : www.andra.fr

92

• Manipulateurs

• Autres personnes

- travailleurs de l'installation

- public

Protection contre l'exposition externe / interne

• Equipements de protection individuelle

• Equipements de protection collective

� Evaluation risque d'exposition

� Moyens de protection

� Personnes concernées

93

Protection contre l'exposition externe

Feuille de papier Feuille d’aluminium Béton, plomb, ...

α, ions lourds

β

γ, neutrons

x

Parcours des rayonnements

94

Risque d'exposition externe

≈ 0,6 mm

8 mm

< 0,3 mm

≈ 6 µm

Parcours tissu

≈ 80 cmEβmax ≈ 0,25 MeV33P

Plusieurs mEβmax = 1,7 MeV32P

≈ 25 cmEβmax = 156 keV14C

Eβmax = 19 keV

Energie

≈ 8 mm3H

Parcours airRadionucléide

Quelques diz. de µm

Parcours tissu

Quelques cm4 à 9 MeV

Energie Parcours air

� Rayonnement α émis par désintégration radioactive

� Rayonnement b

95

Alphas (*) neutronsBetas (*) gammas

Peau

0,1 mm

Parcours des rayonnements dans les tissus

(* variable selon l'énergie des particules)

96

� Protection générale- parois murs / plafond / sol � écran

- pièce isolée (au minimum pas zone de passage, repos ...)

- disposition source / accès (pas dans l'axe … chicane … sas)

- identification des sources � marquage

- délimitation zonage

- limitation accès : signalisation, badge, …

- protection par EPC

- détecteurs à réponse immédiate � alerte

� Protection individuelle- temps

- distance (1/d2)

- écran

Protection contre l’exposition externe

Ne pas oublier rayonnement diffusé

97

Ecran

Protection contre l’exposition externe

� Electrons Parcours fini � possible supprimer toute exposition

(épaisseur d'écran > parcours des particules)

Si énergie élevée � écrans en matériau de faible n°atomique pour limite r le rayonnement de freinage (plexiglas…)

β+ � production de photons de 0,511 MeV

DD = débit de dose

� Photons Ecran � atténuation du faisceau de rayonnement

DD = DD0 . e-µX = DD0 . e-Ln2.X / CDA

Couche de demi-atténuation (CDA)

1 CDA � DD1 = DD0 / 2

2 CDA � DD2 = DD1 / 2 = DD0 / 4

….

n CDA � DDn = DDn-1 / 2 = DD0 / 2n

10 CDA � DD10 = DD0 / 210 ≈ DD0 / 1000

98

Protection contre les RX et γ

Ecran

� Equipement de protection collective- murs

- écrans fixe

- pupitre avec verre au plomb

- bavolets sur appareil de radiologie …

� Equipement de protection individuelle- écran mobile

- tablier de plomb

- cache thyroïde

- lunettes

- gants …Ne pas plier

99

Atténuation par des écrans (épaisseur en cm)

0,12111,290,2912,8299,9

0,0242,270,062,5775,0

0,0121,130,031,2950,0

0,0050,470,010,5325,0

PlombBétonVerre plombé

VerrePourcentage d'atténuation

Energie = 60 keV

Energie = 600 keV

4,8636,479,7638,5599,9

0,977,321,967,7475,0

0,493,660,983,8750,0

0,201,520,411,6125,0

PlombBétonVerre plombé

VerrePourcentage d'atténuation

Tablier de plomb - épaisseur = 0,35 mm � atténuation ≈ 87 %

100

Risque d'exposition interne

Eeng(t) = AI x DPUI

Sv = Bq x Sv.Bq-1

* Exposition professionnelle � pas ingestion

5,3.1071,9.10-11Forme M99mTc

4,2.1052,4.10-9Forme M131I

6,7.105

2,9.105

5,0.105

2,2.107

AI (Bq) � 1 mSv

1,5.10-9Forme M33P

3,4.10-9Forme M32P

2.10-9Forme M14C

Forme M

Forme phys.chim.

4,5.10-113H

DPUIinh* (Sv.Bq-1)Radionucléide

AI = activité incorporée

DPUI = dose efficace engagée par unité d'activité incorporée

� Radiotoxicité très variable

101

Risque d'exposition interne

* Exposition professionnelle � pas ingestion

5,3.1071,9.10-11Forme M

1,1.1079,2.10-11Forme F33P

1,4.1057,4.10-9Forme F

4,2.1052,4.10-9Forme M131I

8,3.107

6,7.105

5,0.105

5,0.106

AI (Bq) � 1 mSv

1,2.10-11Forme F99mTc

1,5.10-9Forme M

2.10-9Forme M

Forme F

Forme phys.chim.

2.10-1014C

DPUIinh* (Sv.Bq-1)Radionucléide

� Nécessité caractériser poste de travail

102

� Eviter toute dissémination de substance radioactive

Contamination atmosphérique � inhalation

Contamination surfacique (fixée / non fixée)

Contamination cutanée � possib. ingestion

Protection contre l’exposition interne

Objectif : éviter exposition interne

103

� Individuelle - habillement

- comportement

� Générale - conception des locaux(organisation / parois / ventilation)

- fonctionnement

- contrôle des effluents (liquides et gazeux)

- gestion des déchets


104

� Habillement � au minimum : gants + blouse

� … tenue ventilée pressurisée = scaphandre (cf. tenue "Mururoa")dans certaines installations / pour certaines opérations, lorsque justifiépar le risque (� durée limitée du temps de travail)

� Comportement- ne pas s'alimenter, boire, fumer, ...

- ôter les gants pour répondre au téléphone,ouvrir les poignées de porte, ...

- éliminer (limiter) et signaler toute contamination accidentelle

- préparer intervention � réduction temps et risques

- respecter consignes

Protection individuelle


� Techniques d'habillage et déshabillage

105

Tenues de protection

106

� Conception des locaux

• plan, agencement

• en théorie au minimum pièce isolée (pas dans une zone de passage)

• parois (murs / sol / plan de travail)- imperméables

- facilement décontaminables (lisses, pas de joint, ni angle vif)

Protection générale


107

� Conception des locaux

• Ventilation des locaux � Confinement dynamique

épuration - assainissement / surveillance / confort

- légère dépression

- taux de renouvellement de l'air

Pb filtres adaptés et changés régulièrement

• Enceintes de confinement si nécessaire

- hotte ventilée � confinement dynamique

- boites à gants � confinement statique (éventuellement blindées � protection contre exp. ext.)

• Construction sas de confinement (vinyle…) en cas d'intervention spéciale



108

Enceintes de confinement

Photo CEA

Photo Service de méd. nucléaire CH Avignon

Photo CEA

Contrôles +++- étanchéité- taux de renouvellement horaire- filtres ( Pb de colmatage � perte de charge)

109

� Fonctionnement

�� Propreté radiologique

- Protéger les surfaces de travail

(ex : benchkoat à changer régulièrement)

- Limiter, au strict nécessaire, le matériel qui entre en zone "chaude"

(éviter si "contaminable")

- Vérifier régulièrement l'absence de dispersion de matière radioactive

� sonde pour contamination surfacique ou frottis (rendement)

- Eliminer toute radioactivité dispersée (méthode de nettoyage ++)



110

� Fonctionnement

- surveillance de la contamination- atmosphérique- surfacique- individuelle

Détecteurs à réponse immédiate � alerte

- évaluation prévisionnelle de dose � zonage

- signalisation locaux

- gestion et signalisation des sources

- sécurisation locaux et sources



111

� Contrôle des effluents

- liquides (évier …)

- air

� Gestion des déchets� plan de gestion des déchets radioactifs



114

Equipements de protection

� Equipements de protection collective (EPC)

- exposition externe : écran fixe, pupitre avec verre au plomb, bavolet sur

appareil de radiologie, sas, blindage murs …

- exposition interne : ventilation de la pièce, hotte, boite à gants …

� Equipements de protection individuelle (EPI)

Choix d'EPI adapté(s) avec le médecin du travail

- exposition externe : tablier plombé, cache thyr., lunettes, écran mobile …

- exposition interne : blouse, gants … masque, combinaison …

115

Radioprotection dans les installations

116

Radioprotection

Les 3 principes fondamentaux sont :

- Justification

- Optimisation

- Limitation• en terme de doses équivalentes � éviter les effets déterministes

• en terme de dose efficace � limiter le risque d'effets stochastiques

La limite n’est pas une autorisation d’exposition (≠ limite de vitesse)

Démarche ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

Hth relation linéaire sans seuil � risque zéro n'existe pas� Pas de possibilité d'éviter les effets stochastiques

� obligation d'optimiser

117

Limites d’exposition pour les travailleurs

Eviter effets déterm.

Limiter effets stoch.

Objectif

Dose équivalente

Dose efficace

Grandeur

50

150

150

6

Apprentis

(16-18 ans)

150

500

500

20

Extrémités**

Cristallin

Peau (1 cm2)

Corps entier*

Organe Adultes

* expositions interne et externe

** mains, avant-bras, pieds et chevilles

Limites d’exposition (E ou H) en mSv pour 12 mois consécutifs

Cas particuliers : - CDD � prorata temporis

- femmes enceintes et allaitant (pas de risque d'exposition interne)

- femmes enceintes (limite d'exposition foetus = 1 mSv)

- expositions concertée

- situations d’urgence

N'inclut pas les doses reçues lors des examens médicaux auxquels sont soumis les travailleurs

118

Limites d’exposition pour la population générale

H

E

Grandeur

15Cristallin

50Peau (1 cm2)

1Corps entier

LimitesOrgane

Limites d’exposition (E ou H) en mSv pour 12 mois consécutifs

Exposition artificielle

Limites de dose pas applicables aux :

- patients exposés au titre d'un diagnostic ou d'un traitement médical dont ils bénéficient

- personnes qui, en connaissance de cause et de leur plein gré, participent à titre privé au soutien et au réconfort de ces patients

- personnes participant volontairement à des programmes de recherche médicale et biomédicale

- personnes ou des intervenants en cas de situation d'urgence auxquels s'appliquent des dispositions particulières

- travailleurs lorsque celle-ci résulte de leur activité professionnelle et auxquels s'appliquent des dispositions particulières

- personnes exposés aux rayonnements ionisants d'origine naturelle

119


� Avant - classement de l’installation � demande d’autorisation / déclaration ?- conception des locaux : plan, agencement… choix des équipements- identification des zones de travail- choix des moyens de surveillance

� Pendant fonctionnement - responsabilité des parties prenantes- information et formation des travailleurs- gestion des sources- gestion des déchets- étude prévisionnelle de dose - contrôles- surveillance de l'exposition- …

� Après - déclassement- démantèlement

Activités / Locaux / Personnes (travailleurs et public)

120

Identification des locaux

Tenir compte des activités totales de tous les travailleurs

- Stockage - sources- déchets

- Manipulation

Identification des activités

� Nature des activités : pharmacocinétique, biologie moléculaire …

� Justification- qualité : oui ou possibilité remplacement autre tech. sans RI ou autre RN

- quantité : vérification adéquation quantité commandée et besoin

121

Identification des personnes concernées

� Travailleurs directement concernés ou pas par l'activité

- de l'entreprise

- entreprise(s) extérieure(s) : sous-traitance, …

- stagiaires

- intérimaires

- entretien

- maintenance/réparation

- personnel administratif : réception commandes …

� Public

- prévu : salle d'attente par exemple

- non prévu si accès pas réglementé : m. hospitalier, universitaire sans contrôle d'accès

� Patients

122

Organisation de la radioprotection en milieu professionnel

� Au sein de l'entreprise

- Travailleurs

- Chef d'établissement et/ou employeur

- Personne compétente en radioprotection (PCR)

- Médecin du travail

- Comité d'Hygiène et de Sécurité des conditions de travail (CHSCT)

� Hors entreprise

- Inspecteurs du travail, inspecteurs en radioprotection…..

- Organismes de surveillance dosimétrique

- Organismes de contrôle

- Organismes d'expertise….

123

� Rôles - administratif - constitution de dossiers- vérification du respect des prescriptions réglementaires

- technique - recensement des situations avec risques d’exposition- définition des zones- définition des moyens de protection- gestion données dosimétriques- analyse des postes de travail � optimisation- définition des moyens nécessaires requis en cas de situation anormale

- pédagogique - formation à la sécurité des travailleurs

� Désignation (service compétent en radioprotection si INB ou ICPE à déclaration ou autorisation)

� Formation - obligatoire- dispensée par un organisme agréé

� Relations - internes - responsables hiérarchiques d’établissement- CHSCT- médecin du travail- personnel

- externes - autorités d’expertises et de contrôle en radioprotection- Inspection du travail- DDASS

� Responsabilités de la PCR et du chef d’établissement

Personne compétente en radioprotection

124

Gestion des sources

� Détention de sources :

Régime : exemption, déclaration, autorisation

Vérifier justification et adéquation quantité commandée / utilisée

� Suivi jusqu’à l’élimination

- enregistrer toute source à la livraison

- noter les quantités consommées si sources non scellées

- suivi localisation des sources mobiles

- éviter disparition / apparition de sources "

logiciel de gestion des sources radioactives � calcul activité des sources

Bilan transmis annuellement � IRSN / UES (Unité d'Expertise des Sources)

� Stockage des sources radioactives

125

Gestion des déchets radioactifs

- la nature des déchets - liquides - aqueux- solvants

- solides

- flacons avec liquide scintillant

� Sources non scellées � Tri en fonction de

� Sources scelléesreprises par fournisseur au bout de 10 ans même si activité résiduelle ≈ nulle

- la période radioactive du radionucléide Tphys > 100 jours � ANDRA

Tphys < 100 jours � décroissance

Eviter autres risques : - blessures : objet métalliques (aiguilles), verre, …

- biologique : infection

- chimique (pH entre 2 et 13 pour liquides …)

� Différents conteneurs (éventuellement blindés)

126

Evaluation des risques d'exposition

� Evaluation des niveaux d'exposition- calcul

- validation par des mesures

Ne pas oublier les autres risques : mécaniques, chimiques …

Etude prévisionnelle de dose

� Caractérisation des sources d'exposition- exposition externe : nature(s), énergie(s), débit(s) de dose …

- exposition interne : nature, forme physico chimique(� volatilité, solubilité, métabolisme…)

127

Evaluation prévisionnelle de dose

� Travailleurs � Etude de poste

- Elaboration fiche d'exposition

- Classification en fonction du risque radiologique

- Surveillance - médicale

- dosimétrique

- Intervention en zone contrôlée …

� Locaux - Adéquation moyens de protection et surveillance risques

- Identification des zones de travail (sans EPI)

Objectifs

Optimisation

128

Evaluation prévisionnelle de dose

Pour certaines activités � Σ [exposition(s) externe(s) + exposition(s) interne(s)]

Mesures � vérification de l'évaluation par calcul

Méthodologie

Nécessité analyse détaillée des manipulations(incubation, évaporation, …)

- Manipulation(s)

- Transport lieu de stockage lieu d'utilisation

Pour certains travailleurs � Σ manipulations

129

Fiche d'exposition

� Risques radiologiques - caractéristiques des sources émettrices

- nature des rayonnements ionisants

- périodes d'exposition

médecin du travail et travailleur

� Nature du travail effectué

� Risques chimiques, physiques, biologiques ou organisationnels du poste de travail

� En cas d'exposition anormale (durée et nature)

� …

Mise à jour régulièrement

130

Classification des travailleurs

� Travailleurs exposés � susceptibles de recevoir, dans les conditions

normales de travail, une dose efficace ou une dose équivalente

> 3/10 des limites annuelles d’exposition pour les travailleurs � Catégorie A

tous les autres travailleurs exposés* � Catégorie B

� Travailleurs non exposés

Cas particuliers : femme enceinte ou allaitant et apprenti (16-18 ans) ne

peuvent être en catégorie A

� conditions de surveillance radiologique et médicale

* Parfois interprétation plus restrictives (exposition > LAE population)

131

Surveillance médicale

� Aptitude au poste de travail

- absence de contre-indication

� Suivi médical spécial des travailleurs classés catégorie A ou Bfréquence = au minimum 1 fois par an

- dépistage de pathologies radio-induites� Dossier médical avec résultats suivi dosimétrique

� Suivi après exposition exceptionnelle et/ou accidentelle

� Autres situations non spécifiques

Tableau n°6 des maladies professionnelles (4 janvie r 1931)

� Reconnaissance automatique, mais possib. ds autres conditions

132

Information et formation des travailleurs (1)

� Obligation d'information et de formation en radioprotection

• Contenutous travailleurs : directement concernés ou pas en adaptant le contenu...

• Fréquence - initiale au moment de la prise de fonction

- mise à jour régulière

problème stagiaire courte durée � report responsabilité sur maître de stage ?

attention aux "radiophobes" comme aux "trop sûrs d'eux-mêmes"

133

Information et formation des travailleurs (2)

� Formation qualifiantes

- CAMARI (Certificat d’aptitude à la manipulation des app. de radiographie industrielle)

- Transport de matières dangereuses

- Personne compétente en radioprotection

- Personne spécialisée en radiophysique médicale

- Médecin du travail

- Radioprotection patients

… - Objectifs, contenu et durée de la formation

- Modalités d’examen, durée de validité

- Conditions de reconnaissance d’équivalence

- Conditions et modalités d’agrément des organismes de formation

134

Locaux

� Zone d'accès non réglementé

� Zone surveillée

� Zone contrôlée

� Zones spécialement réglementées- zone contrôlée jaune

- zone contrôlée orange

� Zone interdite : zone rouge

En fonction du risque d'exposition

� Signalétique trèfle de la couleur correspondante sur fond blanc (si seulement risque d'expo. ext.), sinon fond avec pointillé ou hachuré…

Zones "normales de travail"

Zonage radiologique

135

Délimitation des zones

Zone interdite rouge

Zone contrôlée orange

Zone contrôlée

jaune

Zone contrôlée

Zone surveillée

Zone non réglementée

7,5 µSv

▼

< 80 µSv/mois

▼

25 µSv

▼

100 mSv

▼

2 mSv

▼

▲

0,2 mSv

▲

0,65 mSv

▲

2,5 Sv

▲

50 mSv

< 2 mSv.h-1 < 100 mSv.h-1

Dose équivalente extrémités susceptible d'être reçue en 1 heure

Dose efficace susceptible d'être reçue en 1 heure

Débit de dose corps entierExposition externe

Appareils mobiles ou portables � délimitation zone d'opération

136

Zonage radiologique

� En fonction du risque d'expositionSans prendre en compte le port d'EPI � dangerosité des sources

� Indépendant / classement des travailleurs mais nécessité cohérence� durée de présence dans la zone : illimitée / limitée /exceptionnelle / interdite

� Idéalement progression, mais en pratique …

� Zone surveillée et contrôlée : possibilité suspension si usage intermittent (dans ce cas, nécessité signalisation lumineuse et sonore)

pas si sources non scellées

� Accès zones contrôlées orange et rouge � enregistrement nominatifinterdit aux travailleurs à contrat précaire

� Zone rouge : obligation dispositif matériellement infranchissable

137

Affichages

- signalisation zonage et risque d'exposition

- consignes de radioprotection pratique

- protocole(s)

- consignes en cas d'incident/accident (avec ou sans implication de personne)

- nom et coordonnées de la PCR

- nom et coordonnées du responsable de l'installation

- identification lieux de stockage sources et déchets

- identification espace de travail si pas de pièce dédiée

138

Surveillance dosimétrique

Dépend

• du risque d'exposition : - conditions (externe / interne)

- niveaux (cf zonage radiologique)

• des rayonnements impliqués - nature : α, β, n, X ou γ- énergie

• des manipulations effectuées et de leurs fréquences

• du type de surveillance : individuelle / d'ambiance / transfert sources

Adaptée aux risques (type de dosimétrie / fréquence)

Réglementaire ou complémentaire

139

Surveillance dosimétrique individuelle

� vérification respect des limites d'exposition(périodicité mensuelle ou trimestrielle selon évaluation prévisionnelle)

� optimisation de la radioprotection

� enquêtes épidémiologiques

Gestion des données de surveillance dosimétrique par l'IRSN

� transfert des données sur la base de données SISERI

Si dépassement limite(s)

� information immédiate du médecin du travail et de l'employeur

Diffusion limitée des données dosimétriques� pas de gestion par la dose …

140

Surveillance dosimétrique individuelle des travailleurs

• Modalités selon conditions d'exposition / zone(s) de travail- principes : dosimètre passif ± opérationnel

- point(s) de mesure : poitrine ± extrémités

- fréquence : mensuel / trimestriel

Exposition externe

Dosimétrie passive � laboratoires agréés

Sensibiliser - au port du dosimètre (ne pas ôter si exposition)

- nécessité "relève" de dosimètre (pb coût et gestion données)

- lieu de stockage entre périodes de port

tout équivalent de dose enregistré par le dosimètre est réputé reçu par le porteur

Manque de concordance passive / opérationnelle � médecin du travail (+ appui IRSN)

141

Dosimètres passifs individuel ou ambiance

Film photographique Dosimètre thermoluminescent

Badge poitrineBague

Organisme

Unité

Nom Prénom

Organisme

NOM

Prénom

Code

Dosimètre OSLLCIE LANDAUER

Dosimètre radiophotoluminescent (RPL)IRSN

142

Dosimètres opérationnels

Photo EPD SIEMENS

Photo DMC ICN

Photo Saphydose-g SaphymoPhoto DOSICARD (EURISYS MESURES)

Photo

alarme sonore / visuelle

débit et intégration

143

Surveillance dosimétrique individuelle

� Mesure - anthroporadiamétrie

- radiotoxicologie sur excréta

Selon le(s) radionucléide(s) � choix de la méthode de surveillance

� Dépistage - portiques

- contrôleurs mains - pieds

- mouchoirs, …

Exposition interne

� adaptée au(x) radionucléide(s) utilisé(s)

- modalités = f(rayonnement(s) émis)

- fréquence = f(Teff, radiotoxicité et qté manipulée)

144

Surveillance de l’exposition interne individuelle

Photos IRSN

Mesure

Anthroporadiamétrie Radiotoxicologie urines et/ou selles

Mesure - corps entier

- organe (poumons/thyroïde)

Mesure - directe

- après traitement radiochimie

f(rayonnements émis càd RN) fréquence examen = f( Teffective)

selles ou urines = f(RN)

Photos IRSN

145

Surveillance de l’exposition interne individuelle

Détection

Photo Berthold Photo Canberra Photo Canberra

146

Dosimètre d'ambiance

� Risque d’exposition externe

- fixe : direct ou différé, permanent ou périodique

- mobile

� Risque d’exposition interne

- air : direct ou différé (filtre)

- surface : direct ou indirect (frottis)

- liquide : effluents, …

Pour les systèmes à lecture directe :

- alarme sonore et visuelle

- possibilité de report d'alarme à distance

147

Dosimétrie d'ambianceRisque d'exposition externe

Balises

Photo Eurisys MesuresPossibilité de report alarme à distance

Fixes � Permanent

� Périodique

Cf dosimètre individuel

148

Dosimétrie d'ambianceRisque d'exposition externe

Photo Babyline Eurisys Mesures Photo FieldSPEC (ARIES)

Détecteur à scintillation solide + Geiger-Muller

Photo Téléradiagem Eurisys Mesures

Télédétecteurs

Mobiles

149

Dosimétrie d'ambianceRisque d'exposition interne

Contamination surfacique

Mesure directe � ictométres

Mesure différée

Photo SBG Eurisys Mesures

Photo MIP21 Eurisys Mesures

Frottis

150

Dosimètre d'ambianceRisque d'exposition interne

Contamination atmosphérique

Mesure directe

Mesure différée Filtres

Photo EDF

aérosol avec système d'aspiration � Pb si atmosphère empoussiérée

151

Détection de transport de sources

Portiques

Photo Eurisys Mesures

Sortie de sites

Entrée des déchetteries

152

Contrôles techniques de radioprotection

• Quoi ?- sources et appareils émetteurs de rayonnements ionisants

- dispositifs de protection et d'alarme

- instruments de mesure utilisés

• Quand ?- à réception dans l'entreprise

- avant la première utilisation- lorsque les conditions d'utilisation sont modifiées

- périodiquement

• Comment ?nature et périodicité = f(nature source scellée ou non, spécificité …) / avis de l'IRSN

• Qui ?- personne ou service compétent en radioprotection / IRSN / organisme agréé

- au moins une fois l'an par l'IRSN ou par un organisme agréé

153

Inspection de radioprotection

• Deux modes d’inspection - annoncée- inopinée

• Différents types d’inspection : courante, renforcée, réactive

� Suite de l'inspection : synthèse, demandes d’actions

correctives, demandes d’informations complémentaires,

observations, suivi des réponses …

154

Expositions exceptionnelles

• Expositions exceptionnelles concertée

• Situations d'urgence radiologique

• Situations d'exposition durable

155

Pas statique � évolution en permanence

- amélioration des conditions de travail : aliquotes, fréquence commandes…

- analyse des anomalies � retour d’expérience

Si multiples lieux : étude possibilité regroupement par type d'activité

� réduction coût financier

� optimisation radioprotection

Optimisation de la radioprotection

Détermination de contraintes de doses (< LAE)

Evaluation des pratiques les plus "dosantes"

156


Démarche d’optimisation

Démarche ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

157

1000

1000

1000

1000

Débit de dose

40

1,25

2,5

5

10

20

Coût

0

5000

4000

3000

2000

1000

1000

As Low As Reasonably Achievable

158

d'après bilan IRSN 2009


E > 20 mSvDirective 96/3

Changement LAE

Délai officiel transcription

159

Autres risques / nuisances

� Mécaniques : chute, blessures doigts, port poids lourds, ……

� Electriques

� Chimiques : manipulation de produits toxiques, explosifs, asphyxie, …

� Biologiques : manipulation d’échantillons biologiques

� Allergiques : talc/gants, poils d’animaux, …

� Autres : horaire et rythme de travail, bruit, intensité lumineuse, station debout prolongée …


Evolution vers gestion intégrée des risques

160

Situation normale de fonctionnement

Accident (impact sanitaire justifiant d'un traitement)

Incident

Personnes impliquées - nombre- nature (professionnels ou public)

Ecart

Anomalie

Evénements en radioprotection

� Nécessité classification des événements

« événements significatifs »

161

Echelle INES des gravité des accidents nucléairesCritères de gravité lies à la sûreté

Aucune pertinence du point de vue de la sûretéEvenement hors échelle

Aucune importance du point de vue de la sûretéEcart0

Anomalie sortant du régime de fonctionnement autorisé

Anomalie1

Incident assorti de défaillances importantes des dispositions de sécurité

Contamination importante / surexposition d’un travailleur

Incident2

Accident évité de peu pertes des barrières

Contamination grave / effets aigus sur la santé d’un travailleur

Très faible rejet : exposition du public représentant une fraction des limites prescrites

Incident grave3

Endommagement important du cœur du réacteur / des barrières radiologiques / exposition mortelle d’un travailleur

Rejet mineur : exposition du public de l’ordre des limites prescrites

Accident4

Endommagement grave du cœur du réacteur / des barrières radiologiques

Rejet limité susceptible d'exiger l'application partielle des contre-mesures prévues

Accident5

Rejet important susceptible d'exiger l'application intégrale des contre-mesures prévues

Accident grave6

Rejet majeur : effets considérables sur la santé et l'environnement

Accident majeur

7

Dégradation de la défense en profondeur

Conséquences à l'intérieur du site

Conséquences à l'extérieur du site

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