Pr. Jean Claude ArtusPr. Jean Claude Artus
SFEN 19 fSFEN 19 féévrier 2014vrier 2014Tricastin Tricastin
ApprAppréécier les risques de la cier les risques de la radioactivitradioactivitéé et les et les ééllééments de ments de
la radioprotectionla radioprotection
Pour gPour géérer un risque rer un risque ……
Le connaLe connaîître tre ……
sa nature sa nature ……
ses ses
sources sources ……
Savoir comment on y est exposSavoir comment on y est exposéé
……
Estimer son importance Estimer son importance ……
sa sa grandeurgrandeur
Le craindre pour ses consLe craindre pour ses consééquences quences ……
Comprendre pour mieux respecter la Comprendre pour mieux respecter la rrééglementation glementation ……
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De la Source De la Source àà ses Effetsses Effets
SourceSource radioactivitradioactivitéé, nucl, nuclééaire, RX, RI ...aire, RX, RI ...
ExpositionExposition exposition externe, exposition externe, contacontaminationmination
AbsorptionAbsorption cc’’est la dosimest la dosiméétrie ... (Gy, mSv)trie ... (Gy, mSv)
EffetsEffets expressions pathologiquesexpressions pathologiques
RéglementationRRééglementationglementation radioprotectionPr JC - Artus SFEN
Rappels de Physique ! ! ! !Rappels de Physique ! ! ! !
ça part mal…
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1 - Natures et sources des rayonnements ionisants
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La radioactivitLa radioactivitéé–– NatureNature : : ««
»», , ««
»», , particulairesparticulaires
««
»» éélectromagnlectromagnéétiquestiques–– PPéérioderiode ou demiou demi--vie, de la sec. vie, de la sec. àà des 10des 106
annannééeses–– ÉÉnergienergie ss’’exprime en multiple dexprime en multiple d’é’électronlectron--
volt (eV)volt (eV)–– ActivitActivitéé : : curiescuries mais surtout en mais surtout en becquerelsbecquerels
Bq A=Bq A=n n 1 Ci 1 Ci = 37.10= 37.109 9 Bq = 37 GBqBq = 37 GBqPr JC - Artus SFEN
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Sources Sources dd’’exposition naturelle, exposition naturelle, 3 composantes3 composantes
–– TelluriqueTellurique (terrestre) : (terrestre) : ééllééments lourds et lments lourds et léégersgers(Uraniums 238 et 235 et Thorium 232) et K 40, Ru 87(Uraniums 238 et 235 et Thorium 232) et K 40, Ru 87
–– CosmiqueCosmique : : »» exposition directe varie avec lexposition directe varie avec l’’altitude, altitude, »» exposition radionuclexposition radionuclééides secondaires C14 et H3 mais ides secondaires C14 et H3 mais
aussi Pu 239aussi Pu 239
–– InterneInterne : : »» EndogEndogèène : K40 (ne : K40 (), C14 (), C14 (), soit de 10 kBq pour 75 kg), soit de 10 kBq pour 75 kg»» ExogExogèène : ne : inhalationinhalation du du radonradon, , , (U 238), tr, (U 238), trèès variable s variable
de 1mSv de 1mSv àà 20 mSv/an, 20 mSv/an, ingestioningestion alimentsaliments
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Sources Sources dd’’exposition artificielleexposition artificielle, trois , trois composantescomposantes
–– Origine Origine mméédicaledicale : radiodiagnostic, radioth: radiodiagnostic, radiothéérapie rapie depuis les anndepuis les annéées 1900 plus la mes 1900 plus la méédecine nucldecine nuclééaire aire depuis les anndepuis les annéées 1950es 1950
–– Origine retombOrigine retombééeses des des essaisessais nuclnuclééairesaires, de 1945 , de 1945 àà 1980, dans l1980, dans l’’atmosphatmosphèère terrestre Cs 135 et St 90 re terrestre Cs 135 et St 90
–– Origine Origine industrielleindustrielle en fonctionnement normal :en fonctionnement normal :»» Rejets liquides (H3, produit activation Co 60) et gazeux Rejets liquides (H3, produit activation Co 60) et gazeux
(gaz rares, H3, I 131, C14), les d(gaz rares, H3, I 131, C14), les dééchets chets (NON)(NON)
–– AccidentsAccidents : Windscale 1957, Three: Windscale 1957, Three--mile Island mile Island 1979, Tchernobyl 1986, Fukushima 20111979, Tchernobyl 1986, Fukushima 2011
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Radiothérapie
Répartition des doses médicales
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Mais je rêve ! ... vous nous Mais je rêve ! ... vous nous dites qudites qu’’il existerait du il existerait du
««
NuclNuclééaireaire
»»
naturel naturel ……!!! !!! Et encore que la radiologie Et encore que la radiologie serait aussi serait aussi ééquivalentequivalente
au au
««
NuclNuclééaireaire
»»
……
!!
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2 2 -- AprAprèès la source : les s la source : les diffdifféérentes farentes faççons de sons de s’’y y
exposer exposer ……
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Les différents types d’exposition
J-C Artus SFEN
Exposition Exposition àà distancedistance, (, (celle du celle du radiodiagnostic radiodiagnostic
par exemplepar exemple))-- Elle ne concerne de principe que les Elle ne concerne de principe que les REM : RX et REM : RX et ; ; les les sont vite arrêtsont vite arrêtééss
-- Les paramLes paramèètres de cette exposition sont :tres de cette exposition sont :»»La La distance distance «« d d »» : : ll’’exposition diminue comme exposition diminue comme
le carrle carréé de de «« d d »» (comme 1/d(comme 1/d22))»»LL’’attattéénuation exponentielle du faisceau par des nuation exponentielle du faisceau par des
éécrans crans (d(déépend de leur coefficient pend de leur coefficient dd’’attattéénuationnuation…… et donc de leur masse atomique)et donc de leur masse atomique)
»»Le Le tempstemps : l: l’’exposition est directement exposition est directement proportionnelle au tempsproportionnelle au temps
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ATTENUATION d’un faisceau de REM
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ConsConsééquences quences radiologiquesradiologiques
rayonnement diffusé
rayonnement transmis
rayonnement primaire
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Exposition au Exposition au contactcontact de la source de la source celle de la celle de la ContaminationContamination
-- Elle concerne Elle concerne tous les types de radioactivittous les types de radioactivitéé et et particuliparticulièèrement rement les les
-- Il faut distinguer la contamination Il faut distinguer la contamination externeexterne, sur la , sur la peau, (peau, (dont le traitement est le lavagedont le traitement est le lavage) de ) de ……
-- ll’’interneinterne …… : respiration, ingestion, effraction : respiration, ingestion, effraction cutancutanééee
-- Pour la cont. Intern. : ses Pour la cont. Intern. : ses paramparamèètres sont plus tres sont plus complexescomplexes et det déépendent de la nature des pendent de la nature des RadioRadioééllééments et de leurs affinitments et de leurs affinitéés pour les organess pour les organes
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La contamination radioactiveLa contamination radioactive
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3 3 -- LL’’absorption de labsorption de l’é’énergie nergie suite suite àà ll’’expositionexposition
( ( àà distance ou au contact ! distance ou au contact ! ))
DOSIMETRIEDOSIMETRIE Grandeurs et Unités en
Radioprotection : gray, sievert
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Dose absorbDose absorbééee D = D = éénergie/massenergie/masse, , 1J/kg = 1J/kg = 1gray, Gy1gray, Gy
Dose EfficaceDose Efficace E = E = D x WD x Wrr x Wx Wt t sievert, Svsievert, Sv
Dose engagDose engagééee : : sommation pour sommation pour les contaminations internes seulementseulement, elle d, elle déépend des pend des paramparamèètres de cette contaminationtres de cette contamination
Grandeurs de base
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Energie Energie …… et EFFETS de let EFFETS de l’é’énergienergie
Des Doses ! Selon leurs utilisations
De l’énergie dont la grandeur
est
la dose
De la dose absorbée à la dose efficace
1 Gy
Wr
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La Dose Efficace (E) est la La Dose Efficace (E) est la grandeur grandeur fondamentalefondamentale de la de la
radioprotectionradioprotection
C’est la grandeur estimée du risque, pour l’organisme entier, de voir apparaître des des effets tardifseffets tardifs (les cancers) …
Cette grandeur de radioprotection permet de ramener ce risque, lors de l’exposition partielle, à un risque équivalent pour la totalité de l’organisme ; les risques itératifs, de ce fait, deviennent cumulables…
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Doses Doses annuellesannuelles
ddéélivrlivréées par les es par les sources sources naturellesnaturelles
(en mSv)(en mSv)
Sources Dosemoyenne
Variations
cosmos 0,41 x 2 (1500 m)tellurique 0,46 0,3 à 200 mSvradon 1,30 0,2 à 20 mSvorganisme 0,23 stableTotal 2,4 mSv jusqu'à 400 mSv
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Importance relative des sources dImportance relative des sources d’’expositionexposition
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Autres exemples de doseAutres exemples de dose (ordre de grandeur)(ordre de grandeur)
Irradiation annuelle au KIrradiation annuelle au Kéérala : rala : 6 6 àà 15 mSv15 mSv
Vol Paris/NewVol Paris/New--York : York : 0,05 mSv0,05 mSv
Un jour en orbite de la terre : Un jour en orbite de la terre : 1 mSv1 mSv
Une radiographie du thorax : Une radiographie du thorax : 0,2 mSv0,2 mSv
Une radiographie dentaire : Une radiographie dentaire : 0,01 0,01 àà 0,02 mSv0,02 mSv Irradiation dIrradiation d’’une tumeur correspond une tumeur correspond àà : : 20 20 àà
60 Gy!!!60 Gy!!!
ATTENTION : irradiation totale ou partielle ?ATTENTION : irradiation totale ou partielle ?
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Comparaison du risque nuclComparaison du risque nuclééaire aire de cancer avec un autre facteur de cancer avec un autre facteur
canccancéérigrigèène bien connu !ne bien connu !
J-C Artus SFEN
Le Risque d’1 paquet jour / un an => À celui de 250/300 mSv
J-C Artus SFEN
Etonnant !Etonnant !
NON ?NON ?J-C Artus SFEN
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Expositions Médicales
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Vous l’avez compris,
l’important c’est la DOSE
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Ordre de grandeur de doses délivrées par les principaux examens médicaux
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En définitive connaitre le risque pour la santé est d’une extrême facilité …
4 - Effets Pathologiques des R.I. (radioactivité, RX, accélérateurs …)
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Résultent d’ionisations, excitations qui directement ou indirectement =>
lésions de l’ADN (pour rester simple…) importance du TEL lésions simples, dble brin, lésions complexes (épigénétiques), chromosomiques, instabilité génétique
Réparation de l’ADN (plusieurs étapes)– Fidèle « sb » : vie normale cellulaire– Fautive « db » : – Influence du débit sur le cycle cellulaire
(réponse adaptative)Pr JC - Artus SFEN
Effets élémentaires
R.I. (
RX)R.I. (
RX)Ionisations, excitations
Effets directsEffets directsRadiolyseRadiolyse
Lésion de l’ADNLésion de l’ADN
Réparation fidèleRéparation fidèle
Survie normaleSurvie normale
RIENRIEN
Réparation fautiveRéparation fautive
Effet létalEffet létal
Mort cellulaireMort
cellulaire
RadiopathologieInflammation, nécrose,
hypoplasie
RadiopathologieInflammation, nécrose,
hypoplasie
Mutation non létaleMutation non létale
Systèmeimmunitaire
Systèmeimmunitaire
+ -OrganesOrganes
cancerscancers
GonadeGonade
AnomaliesHéréditaires ?
AnomaliesHéréditaires ?
10-6 s.
min.heures
jours
semain.mois
années
générat.
10-6 s.
min.heures
jours
semain.mois
années
générat. Pr JC - Artus SFEN
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Ils sont schIls sont schéématiquement de matiquement de deux typesdeux types ::
DD’’apparition apparition obligatoireobligatoire
DD’’apparition apparition incertaineincertaine (estim(estiméée e
sur 1 grand nombre de cas !)sur 1 grand nombre de cas !)
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Quels effets pathologiques ?
Le Le «« coup de soleilcoup de soleil »» : : obligatoireobligatoire Le Le «« cancer cutancancer cutanéé »» : : alalééatoireatoire
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Je peux vous le Je peux vous le confirmer :confirmer :
--
jj
’’ai ai toujourstoujours
un un peu de bronchitepeu de bronchite
--
jj’’espespèèrere
ne ne jamais avoir une jamais avoir une ««
saloperiesaloperie
»»
du du
poumonpoumon
!
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Effets pathologiques des R.I.Effets pathologiques des R.I.Dose
TempsRIENSeuil
Gravitéaugmente
avec la dose
Obligatoires
PrPréécoces coces ((semainessemaines))
Probabilité
Le risque de cancers augmente avec :- la dose- le tempsGravité constanteSeuil incertain
Aléatoires
Tardifs (Tardifs (àà partir de 3 anspartir de 3 ans))
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De quels paramDe quels paramèètres tres ddéépendent les effets ?pendent les effets ?
Avant tout de la DOSEAvant tout de la DOSE
Du dDu déébit de dose !bit de dose !
De la nature du tissu concernDe la nature du tissu concernéé–– exposition corps entierexposition corps entier–– exposition partielleexposition partielle
De lDe l ’’âge (âge (surtoutsurtout ) du sexe (peu)) du sexe (peu)
SSûûrement de prrement de préédispositions gdispositions géénnéétiquestiques
QuQu ’’il sil s ’’agisse dagisse d ’’effets deffets dééterministes prterministes préécoces, coces, ou alou alééatoires tardifs ...atoires tardifs ...
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Effets sur la santEffets sur la santéé (1)(1)
Effets obligatoires Effets obligatoires exp. CE exp. CE (rares) :(rares) :–– obligatoires au dessus dobligatoires au dessus d’’un seuil de dose, un seuil de dose, àà
ddéébit bit éélevlevéé, , 800 mGy800 mGy–– la gravitla gravitéé augmente avec la dose jusquaugmente avec la dose jusqu’à’à la la
mort pour mort pour 6000 mGy6000 mGy–– apparition prapparition préécoce ( quelques coce ( quelques HeuresHeures àà
quelques quelques Jours Jours ) [br) [brûûlures, hlures, héémorragies, morragies, ststéérilitrilitéés, ns, néécroses, morts ... ]croses, morts ... ]
–– RRééapparaissent en radiologie interventionnelle apparaissent en radiologie interventionnelle ……Pr JC - Artus SFEN
Effets dEffets dééterministes : Radiopathologie*terministes : Radiopathologie* (pr(préécoces)coces)
0 0 àà 0,8 Gy0,8 Gy : aucun signe clinique: aucun signe clinique
0,8 0,8 àà 2 Gy2 Gy : asth: asthéénie, vomissements, nie, vomissements,
2 2 àà 4,5 Gy4,5 Gy : h: héémorragies, infections, morragies, infections,
4,5 4,5 àà 6 Gy6 Gy : accentuation des signes: accentuation des signes
> 6 Gy> 6 Gy : mort: mort* Exposition corps entier
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Doses seuils des effets dDoses seuils des effets dééterministesterministes (adulte)(adulte)
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La démonstration des effets stochastiques, qu'il s'agisse de cancers (ou d'anomalies génétiques) :• repose sur la mise en évidence d'uneaugmentation significative de la fréquence de ces affections sur un ensemble suffisamment important de sujets exposés• doit donc sdoit donc s’’appuyer sur d'appuyer sur d'éétudes tudes éépidpidéémiologiques particulimiologiques particulièèrement rement difficilesdifficiles
EFFETS TARDIFS non Déterministe (aléatoires)
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Evaluation du Risque Cancer Evaluation du Risque Cancer en fonction de la Doseen fonction de la Dose
Mais on n’a jamais observé d’excès de cancers au dessous de 150 mSv chez l’adulte et au dessous de 100 mSv chez l’enfant !
Pr JC - Artus SFEN
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5 – Radioprotection Organismes
et Origine des textes
La RadioprotectionLa Radioprotection
Trois grands PrincipesTrois grands Principes
JustifierJustifier ll’’expositionexposition
JustifiJustifiéée, il faut e, il faut ll’’optimiseroptimiser
Et au total, la Et au total, la limiterlimiter ((mais pas en mais pas en mméédecinedecine) )
La rLa rééglementationglementation
Pour les travailleurs : Pour les travailleurs : le le code du travailcode du travail
Pour le public et les Pour le public et les patients, le patients, le code de code de santsantéé publiquepublique
J-C Artus SFEN
Les textes Les textes ……
J-C Artus SFEN
Seuil de danger ou rSeuil de danger ou rééglementaire ?glementaire ? Ne pas confondre Ne pas confondre ……
J-C Artus SFEN
Doses à ne pas dépasser–
pour les effets incertains
(cancers, …) 100/150 mSv (seuil d
’effet décelable, chez les
adultes) –
pour les effets obligatoires
(brûlures, stérilité, etc.) 800 mGy (dose corps entier)
Dose à ne pas dépasserpour le public–
1 mSv/an (naturelle 2,3 mSv/an)
pour les travailleurs- 20mSv /an
ORGANISMES ORGANISMES INTERNATIONNAUXINTERNATIONNAUX
CIPRCIPR :: Commission Internationale de ProtectionCommission Internationale de ProtectionRadiologique (1928), Radiologique (1928), éédicte des Recommandations issues donndicte des Recommandations issues donnéés s scientifiques disponibles sous forme de publication : ex CIPR 60scientifiques disponibles sous forme de publication : ex CIPR 60
UNSCEARUNSCEAR :: comitcomitéé scientifique de lscientifique de l’’ONU (1955)ONU (1955)
BEIRBEIR :: agence scientifique amagence scientifique amééricaine, ricaine,
AIEAAIEA :: Agence Internationale de lAgence Internationale de l’’Energie Atomique,(1956) promotion de Energie Atomique,(1956) promotion de ll’’utilisation pacifique de lutilisation pacifique de l’é’énergie atomique (snergie atomique (sûûretretéé nuclnuclééaire)aire)
OMSOMS :: peu !peu !
Il faut retenir de l’existence, déjà
ancienne, de ces organismes, qu’ils sont à
l’origine d’une réglementation
internationale largement «
considérée »
qui préfigure ce qui pourrait se passer dans d’autres domaines …
La mise en La mise en œœuvre des uvre des dispositions rdispositions rééglementairesglementaires
Les Organismes Les Organismes NationauxNationaux
Les Organismes en question !Les Organismes en question !
• IRSN : institut de radioprotection et sûreté nucléaire
• ASN : direction générale de sûreté nucléaire et de radioprotection
• DRT : direction des relations du travail
Un seul organisme ne peut être juge et partie, il doit exister une séparation entre le contrôlecontrôle et ll’’expertiseexpertise … et il ne faut pas confondre les deux
Organisation gOrganisation géénnééralerale
MINISTRE INDUSTRIE
MINISTREENVIRONNEMENT
MINISTRE
SANTE
Contrôles
ASN
Depuis le 22 février 2002 (décret 2002-255)
ASN Rég.
DRIRE
Expertise
DRT
Inspection travail
ASN
SSûûretretéé nuclnuclééaire aire ……
• Ensemble des dispositions prises à tous les stades– de la conception – de la construction – de l’exploitation – de l’arrêt
• pour assurer la protection des personnes et de l’environnement contre la dispersion des produits radioactifs.
des installations nucléaires
Pratique médicale : SN = appareillage et installation
Missions de lMissions de l’’ASNASN
Elaborer, proposer et mettre en mettre en œœuvre ruvre rééglementationglementation en matière de sûreté nucléaire et de radioprotection
Prendre des ddéécisions rcisions rééglementairesglementaires à caractère technique pour
compléter les modalités d’application des décrets et arrêtés (…) à l’exception de ceux ayant trait à la médecine du travail
DDéélivrer les agrlivrer les agréémentsments requis aux organismes qui participent aux
contrôles et à la veille en matière de sûreté nuclnuclééaire ou de aire ou de radioprotectionradioprotection
Organiser des inspectionsOrganiser des inspections visant au contrôle de la radioprotection
dans les domaines industriel, médical et de la recherche.
Participer au contrôleParticiper au contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection
et à ll’’information du publicinformation du public
Missions et RôlesMissions et Rôles
expertise et recherche dans les domaines de la sûreté nucléaire et de la radioprotection
contribue à la formation en radioprotection des travailleurs professionnellement exposés et des professionnels de santé
participe à la surveillance radiologique de l’environnement
Organisme d’information, d’appui technique et d’expertise scientifique du matériel ; réalisera les mesures de radioactivité ; collecte et exploite sur la dosimétrie des travailleurs
Raison ou Raison ou convictions ?convictions ?
Les connaissances Les connaissances ne se dne se déécrcrèètent tent pas pas ……, elles se , elles se
rréévvèèlent !lent !
Et pour complEt pour complééter vos ter vos connaissances connaissances (en vous distrayant)(en vous distrayant)
[email protected] JC - Artus SFEN
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