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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Pour l’ozone [14], en France, la valeur limite d’exposition (VLE) est fixée à
0,2 ppm (soit 0,4 mg·m
–3
) ; la valeur moyenne d’exposition (VME) à 0,1 ppm
(soit 0,2 mg·m
–3 ). La valeur limite de 0,1 ppm est couramment admise dans la
littérature internationale [23].
En outre, il faut noter que l’ozone est un puissant oxydant produisant une
corrosion rapide d’éléments en acier ou en cuivre.
La NCRP [23] a décrit la cinétique de production et destruction de l’ozone
sous irradiation au moyen de l’équation différentielle (5.36).
d
d
N
Q
gI
N
IN
N
t
V
=
−α − κ −
(5.36)
avec dN/dt la production d’ozone par unité de volume (m
3
·s
–1 ) ; N le nombre
de molécules d’ozone par unité de volume au temps t (m
–3
) ; I l’énergie déposée
dans l’air par unité de volume (eV·m
–3
·s
–1 ) ; g le nombre de molécules d’ozone
formées par eV (eV
–1
) ; α le taux de décomposition des molécules d’ozones
(s
–1 ) ; κ le nombre de molécules d’ozone détruites par unité d’énergie et de
volume (eV
–1
·m
–3 ) ; Q/V le taux de renouvellement de l’enceinte (s
–1 ).
La solution de l’équation (5.36) est donnée par l’expression (5.37).
( )
1 exp
gI
Q
N t
I
t
V
Q
I
V
ª
º
§
·
§
·
=
−
−α + κ+
¨
¸
«
¨
¸»
©
¹
©
¹
¬
¼
α + κ +
(5.37)
À noter qu’à saturation (temps d’irradiation long), le taux d’ozone est donné par la solution (5.38).
sat
gI
N
Q
I
V
=
α + κ +
(5.38)
La NCRP [23] propose une valeur usuelle de g à 0,074 eV
–1 ou de 0,103
m
–3
·s
–1
·eV
–1 pour des forts débits de dose (au-delà de 5·10
8 Gy·s
–1 [9]). La valeur
de α est fixée à 2,3·10
–4 s
–1
. La valeur de κ est très faible, de l’ordre de 1·10
–16
,
aussi le produit κ × I est couramment négligé.
À noter qu’après la fin de l’irradiation d’une durée ti, le taux d’ozone variera comme l’équation (5.39).
( )
( )
exp
i
Q
N t
N t
t
V
ª
º
§
·
§
·
=
− α+
¨
¸
«
¨
¸»
©
¹
©
¹
¬
¼
(5.39)
Pour le calcul de l’énergie déposée dans l’air par unité de volume (eV·m
–3
·s
–1
),
I, deux cas peuvent être considérés : un faisceau d’électrons ou un flux de photons.
5.11.1 Cas d’un faisceau d’électrons dans l’air [9]
Pour un faisceau d’électrons d’intensité i (en A) dans un volume d’air V
(en m
3 ) qui parcourt une distance L (en cm) dans l’air, on calcule I en utilisant
le pouvoir d’arrêt massique (S/ρ)coll présenté dans le chapitre 2. L’expression
(5.40) donne la valeur de I.
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Pour l’ozone [14], en France, la valeur limite d’exposition (VLE) est fixée à
0,2 ppm (soit 0,4 mg·m
–3
) ; la valeur moyenne d’exposition (VME) à 0,1 ppm
(soit 0,2 mg·m
–3 ). La valeur limite de 0,1 ppm est couramment admise dans la
littérature internationale [23].
En outre, il faut noter que l’ozone est un puissant oxydant produisant une
corrosion rapide d’éléments en acier ou en cuivre.
La NCRP [23] a décrit la cinétique de production et destruction de l’ozone
sous irradiation au moyen de l’équation différentielle (5.36).
d
d
N
Q
gI
N
IN
N
t
V
=
−α − κ −
(5.36)
avec dN/dt la production d’ozone par unité de volume (m
3
·s
–1 ) ; N le nombre
de molécules d’ozone par unité de volume au temps t (m
–3
) ; I l’énergie déposée
dans l’air par unité de volume (eV·m
–3
·s
–1 ) ; g le nombre de molécules d’ozone
formées par eV (eV
–1
) ; α le taux de décomposition des molécules d’ozones
(s
–1 ) ; κ le nombre de molécules d’ozone détruites par unité d’énergie et de
volume (eV
–1
·m
–3 ) ; Q/V le taux de renouvellement de l’enceinte (s
–1 ).
La solution de l’équation (5.36) est donnée par l’expression (5.37).
( )
1 exp
gI
Q
N t
I
t
V
Q
I
V
ª
º
§
·
§
·
=
−
−α + κ+
¨
¸
«
¨
¸»
©
¹
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¹
¬
¼
α + κ +
(5.37)
À noter qu’à saturation (temps d’irradiation long), le taux d’ozone est donné par la solution (5.38).
sat
gI
N
Q
I
V
=
α + κ +
(5.38)
La NCRP [23] propose une valeur usuelle de g à 0,074 eV
–1 ou de 0,103
m
–3
·s
–1
·eV
–1 pour des forts débits de dose (au-delà de 5·10
8 Gy·s
–1 [9]). La valeur
de α est fixée à 2,3·10
–4 s
–1
. La valeur de κ est très faible, de l’ordre de 1·10
–16
,
aussi le produit κ × I est couramment négligé.
À noter qu’après la fin de l’irradiation d’une durée ti, le taux d’ozone variera comme l’équation (5.39).
( )
( )
exp
i
Q
N t
N t
t
V
ª
º
§
·
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·
=
− α+
¨
¸
«
¨
¸»
©
¹
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¹
¬
¼
(5.39)
Pour le calcul de l’énergie déposée dans l’air par unité de volume (eV·m
–3
·s
–1
),
I, deux cas peuvent être considérés : un faisceau d’électrons ou un flux de photons.
5.11.1 Cas d’un faisceau d’électrons dans l’air [9]
Pour un faisceau d’électrons d’intensité i (en A) dans un volume d’air V
(en m
3 ) qui parcourt une distance L (en cm) dans l’air, on calcule I en utilisant
le pouvoir d’arrêt massique (S/ρ)coll présenté dans le chapitre 2. L’expression
(5.40) donne la valeur de I.