DOC-FO-6_2 : Exposition externe

PROTECTION CONTRE
L’EXPOSITION EXTERNE
Marc AMMERICH
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PROTECTION CONTRE
L ’EXPOSITION EXTERNE
Exposition
Dose absorbée - débit de dose absorbée
Dose équivalente
Réduction du temps d ’exposition
Réduction du débit de dose
Distance X et  - 
Écrans
X et  -  - neutrons
Marc AMMERICH
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DÉFINITIONS
EXPOSITION
EXTERNE
INTERNE
PARTIELLE
GLOBALE
Organisme
entier
TOTALE
externe
+interne
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D DOSE ABSORBÉE
ENERGIE CEDEE A LA MATIERE
Des rayonnements ionisants qui cèdent une énergie
de 1 Joule dans 1 kilogramme de matière délivrent
une dose de 1 Gray
Unité : le Gray
1 Gy = 1 J/kg
Ancienne unité : rad
1 Gy = 100 rad
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o
D DÉBIT DE DOSE ABSORBÉE
ÉNERGIE CÉDÉE A LA MATIÈRE PAR UNITÉ DE
TEMPS
Unité légale : le Gray par seconde
pas pratique
On utilise : mGy/h ou Gy/h
o
Si D est constant :
o
D=Dxt
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H DOSE ÉQUIVALENTE
Afin de traduire la nuisance biologique des
rayonnements aux faibles doses on a créé cette
grandeur
H = D x wR
wR facteur de pondération des rayonnements
, X,  : wR = 1
neutrons : en moyenne wR = 10
 : wR = 20 (en exposition interne uniquement, l’alpha étant arrêté
par le couche cornée de l’épiderme)
Unité : le Sievert
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H DOSE ÉQUIVALENTE
1 kg de plomb
1 kg de plumes
avant
après
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H DOSE ÉQUIVALENTE
Unité : le Sievert
on utilise plutôt le mSv ou le Sv
1 Sv = 1 J/kg (!)
Ancienne unité : rem
1 Sv = 100 rem
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o
H DÉBIT DE DOSE ÉQUIVALENTE
Unité légale : le Sievert par seconde
pas pratique
On utilise : mSv/h ou Sv/h
faibles doses définies dans la partie
effets biologiques des rayonnements
Suspens !
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MOYENS DE PROTECTION
Pour diminuer la dose absorbée
Temps
Distance
Ecran
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MOYENS DE PROTECTION  ET 
Actions sur la durée
Conception des installations
Étude de poste
Préparation de l'opération
Savoir faire / entraînement / formation
Outillage adéquat et performant
Système à démontage rapide
Partage de la dose
Tirer les leçons des interventions précédentes
etc..
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MOYENS DE PROTECTION 
Distance
non
oui
d
l
Source Non Ponctuelle
l=2d
Idéal
l=5d
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MOYENS DE PROTECTION 
Distance
d1
d2
o
o
n = 1 x 4  x (d1)2 = 2 x 4  x (d2)2
o
 : débit de fluence
(proportionnel à l ’activité)
n : correspond au taux d'émission
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MOYENS DE PROTECTION 
Distance
Le débit de dose étant proportionnel au débit de
fluence

D1



D2
1

2

d 

2
2
d 1  2
Ce qui revient à écrire
o
o
D1 x (d1)2 = D2 x (d2)2
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MOYENS DE PROTECTION 
Distance
Le débit de dose absorbée à 1 mètre d'une source
ponctuelle est donné par la formule empirique
o
D = 1,3.10-10 x A x E x I/100
où
o
D est en mGy/h
A est en becquerel
E est en MeV
I est en %
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MOYENS DE PROTECTION 
Distance
Cas général
On ne considère plus seulement les sources
ponctuelles. La loi en 1/d2 n'est plus forcément
applicable
On a négligé le rayonnement diffusé
Le débit de dose est supérieur
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Distance
MOYENS DE PROTECTION 
La loi en 1/d2 n'est pas applicable
Les courbes données en annexe donne la valeur du
débit de dose à 1 m et à 10 cm
Le débit de dose absorbée à 10 cm d'une source
ponctuelle est donné par la formule empirique
o
D = 9.10-7 x A x I/100
où
o
D est en mGy/h, A est en becquerel
I est en %
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COMPARAISON
Calcul du débit de dose dû aux bêta et aux gamma
à énergie égale et activité égale à 10 cm pour une
source ponctuelle
A = 0,1 MBq
Emax = 1 MeV I = 100 %
E = 1 MeV I = 100 %
o
D = 90 Gy/h
o
D = 1,3 Gy/h
A proximité de la source la dose bêta est 70 fois
supérieure à la dose gamma.
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MOYENS DE PROTECTION 
Écran
Le rayonnement  est atténué par la matière
o
o
D = D0 x e-x
 : coefficient d ’atténuation linéique
Nature des écrans :
plomb
efficacité
eau
coût
béton
construction
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Écran
MOYENS DE PROTECTION 
Épaisseur moitié
Épaisseur dixième
valeurs théoriques pour des rayonnements avant et après l ’écran
x1 / 2
ln 2


x1/ 10
ln 10


Exemple
Une épaisseur 1/10 et trois épaisseurs 1/2 atténuent
d'un facteur 80
 fonction de l ’énergie du rayonnement et du matériau
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MOYENS DE PROTECTION 
Écran
Cas général
o
o
D = D0 x BD x e-x
On tient compte du facteur d'augmentation en dose
(Build up) dû aux rayonnements diffusés
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Écran
MOYENS DE PROTECTION 
Les particules  sont stoppées par la matière
1 cm de plexiglas arrête
tous les  d'énergie < 2 MeV
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MOYENS DE PROTECTION 
Écran
Spécificité des particules Rayonnement de freinage
Nature de l'écran
Énergie du 
Activité
Spécificité des particules +
Annihilation
La peau : Emax > 100 keV
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MOYENS DE PROTECTION neutrons
Écran
Ralentissement
Matériaux hydrogénés
Absorption
Cadmium, Bore
Attention aux  produits
Même comportement que les gamma : atténuation
exponentielle
o
o
H = H0 x e-x
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Pour résumer
Exposition globale ou partielle - externe et/ou interne
Dose absorbée : GRAY
Dose équivalente : SIEVERT (faibles doses)
Protection : TEMPS
DISTANCE
ECRAN
Débit de dose proportionnel à l ’activité
à proximité des sources : importance de la dose bêta
à distance des sources : importance des doses gamma,
neutrons
Écrans adaptés aux
rayonnements
photons : atténuation fonction du matériau et de l’énergie,
effet compton, rayonnements diffusés
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Pour résumer
Écrans adaptés aux rayonnements
électrons : arrêt avec 1 cm de plexiglas
cas particulier des bêta plus
neutrons : ralentissement et absorption
attention aux rayonnements secondaires
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