30
Radioprotection et ingénierie nucléaire
différents types d’expositions. Elle ne se mesure pas chez l’homme, on l’estime à partir de
dosimètres qui sont décrits dans le chapitre 3. Le passage de la dose mesurée par le dosimètre à la dose reçue par un individu dans son entier ou au niveau d’un organe fait l’objet
du chapitre 4 lorsque l’irradiation provient d’une source externe à l’individu. En ce qui
concerne la dose reçue par un individu après contamination interne, le mode de calcul est
plus difficile à mettre en œuvre, il sera développé dans le chapitre 5.
1.4.1. La dose absorbée
Les rayonnements émis par les substances radioactives interagissent avec la matière en y
cédant de l’énergie. La quantité d’énergie cédée est appelée la dose absorbée. Elle
s’exprime en Gray (Gy) qui correspond à une énergie de 1 joule cédée dans un kilogramme de matière (1 Gy = 1 J>kg –1 ). Ce dépôt d’énergie est à l’origine de perturbations
dans la matière exposée, l’ionisation des atomes qui la constitue, mais l’effet biologique
observé n’est pas lié à un effet thermique, minime, comme le laisserait supposer l’unité,
mais au site touché, brin d’ADN par exemple, comme nous l’avons décrit ci-dessus. C’est
pourquoi, pour la matière vivante, la dose absorbée n’est pas seule représentative du
risque encouru et que deux concepts ont été créés : la dose équivalente et la dose efficace.
1.4.2. La dose équivalente
Tous les rayonnements ne produisent pas les mêmes effets. Si l’énergie est cédée dans un
petit volume de tissu, la nuisance sera plus grande que si cette même énergie est cédée sur
une plus grande distance. Le rayonnement α, dont le parcours moyen dans la matière vivante
est d’environ 40 μm est a priori plus nocif que le rayonnement γ qui n’est que partiellement
arrêté par l’homme. Le concept de dose équivalente permet d’exprimer de manière équivalente ces deux effets, en tenant compte d’un facteur de nocivité du rayonnement.
La dose équivalente à l’organe H T,R dans un tissu T liée à l’irradiation par le rayonnement
R est donnée par l’équation :
où D T,R est la dose absorbée à l’organe T par l’irradiation R et W R est le facteur de pondération lié à la nature du rayonnement R. La dose équivalente totale, H T , est la somme de
H T,R pour tous les types de rayonnement. Le facteur de pondération étant sans dimension,
l’unité est la même que pour la dose absorbée, J>kg
–1 , et son nom spécifique est le sievert
(Sv).
La publication 60 de la CIPR (ICRP 1991) attribue à chaque type de rayonnement les
facteurs de pondération W R portés dans le tableau 1.1.
Dans le cas du rayonnement α, la dose équivalente est égale à vingt fois la dose absorbée,
alors que pour le rayonnement γ, elle est égale à la dose absorbée.
Cette notion de dose équivalente est souvent utilisée pour quantifier la dose reçue par un
organe particulier, irradié par plusieurs rayonnements, la thyroïde par exemple.
Ce concept de dose équivalente est un concept simplifié qui permet d’additionner des
effets biologiques produits par des rayonnements différents. Son utilité n’est que réglementaire, le scientifique qui souhaite étudier les effets des rayonnements se contentera de la
dose absorbée en Gy. Ces coefficients sont des estimations faites par des experts comparant l’efficacité biologique relative des différents rayonnements pour produire des cancers
H T R
,
W R D T R
,
R
Α
ϭ
Radioprotection et ingénierie nucléaire
différents types d’expositions. Elle ne se mesure pas chez l’homme, on l’estime à partir de
dosimètres qui sont décrits dans le chapitre 3. Le passage de la dose mesurée par le dosimètre à la dose reçue par un individu dans son entier ou au niveau d’un organe fait l’objet
du chapitre 4 lorsque l’irradiation provient d’une source externe à l’individu. En ce qui
concerne la dose reçue par un individu après contamination interne, le mode de calcul est
plus difficile à mettre en œuvre, il sera développé dans le chapitre 5.
1.4.1. La dose absorbée
Les rayonnements émis par les substances radioactives interagissent avec la matière en y
cédant de l’énergie. La quantité d’énergie cédée est appelée la dose absorbée. Elle
s’exprime en Gray (Gy) qui correspond à une énergie de 1 joule cédée dans un kilogramme de matière (1 Gy = 1 J>kg –1 ). Ce dépôt d’énergie est à l’origine de perturbations
dans la matière exposée, l’ionisation des atomes qui la constitue, mais l’effet biologique
observé n’est pas lié à un effet thermique, minime, comme le laisserait supposer l’unité,
mais au site touché, brin d’ADN par exemple, comme nous l’avons décrit ci-dessus. C’est
pourquoi, pour la matière vivante, la dose absorbée n’est pas seule représentative du
risque encouru et que deux concepts ont été créés : la dose équivalente et la dose efficace.
1.4.2. La dose équivalente
Tous les rayonnements ne produisent pas les mêmes effets. Si l’énergie est cédée dans un
petit volume de tissu, la nuisance sera plus grande que si cette même énergie est cédée sur
une plus grande distance. Le rayonnement α, dont le parcours moyen dans la matière vivante
est d’environ 40 μm est a priori plus nocif que le rayonnement γ qui n’est que partiellement
arrêté par l’homme. Le concept de dose équivalente permet d’exprimer de manière équivalente ces deux effets, en tenant compte d’un facteur de nocivité du rayonnement.
La dose équivalente à l’organe H T,R dans un tissu T liée à l’irradiation par le rayonnement
R est donnée par l’équation :
où D T,R est la dose absorbée à l’organe T par l’irradiation R et W R est le facteur de pondération lié à la nature du rayonnement R. La dose équivalente totale, H T , est la somme de
H T,R pour tous les types de rayonnement. Le facteur de pondération étant sans dimension,
l’unité est la même que pour la dose absorbée, J>kg
–1 , et son nom spécifique est le sievert
(Sv).
La publication 60 de la CIPR (ICRP 1991) attribue à chaque type de rayonnement les
facteurs de pondération W R portés dans le tableau 1.1.
Dans le cas du rayonnement α, la dose équivalente est égale à vingt fois la dose absorbée,
alors que pour le rayonnement γ, elle est égale à la dose absorbée.
Cette notion de dose équivalente est souvent utilisée pour quantifier la dose reçue par un
organe particulier, irradié par plusieurs rayonnements, la thyroïde par exemple.
Ce concept de dose équivalente est un concept simplifié qui permet d’additionner des
effets biologiques produits par des rayonnements différents. Son utilité n’est que réglementaire, le scientifique qui souhaite étudier les effets des rayonnements se contentera de la
dose absorbée en Gy. Ces coefficients sont des estimations faites par des experts comparant l’efficacité biologique relative des différents rayonnements pour produire des cancers
H T R
,
W R D T R
,
R
Α
ϭ