Qu’est-ce que la contamination radioactive – Définition

La contamination est généralement désignée comme la présence d’un constituant indésirable, d’une substance nocive ou d’une impureté dans un endroit (matériel, corps physique, environnement naturel, lieu de travail) où elle n’est pas prévue ou souhaitée. La contamination a une signification beaucoup plus générale, car elle peut être définie dans des disciplines telles que la chimie, la protection de l’environnement, la radioprotection ou l’agriculture.

La contamination radioactive est désignée par la présence de substances radioactives indésirables sur les surfaces, ou dans les solides (y compris le corps humain), les liquides ou les gaz, où leur présence est involontaire ou indésirable. La contamination radioactive est constituée d’atomes radioactifs (matière) qui se sont échappés du système ou de la structure qui les contiendrait normalement. La contamination radioactive étant une matière radioactive, des rayonnements ionisants sont émis par la contamination. Il est très important de savoir quel matériau (quel radio-isotope) est le contaminant radioactif. Il est également très important de faire la distinction entre la contamination radioactive et le rayonnement lui-même .

Contamination contre rayonnement

La contamination radioactive est constituée de matières radioactives qui génèrent des rayonnements ionisants. C’est la source de rayonnement, pas le rayonnement lui-même. Chaque fois que des matières radioactives ne se trouvent pas dans un conteneur de source radioactive scellé et peuvent se propager à d’autres objets, une contamination radioactive est une possibilité. La contamination radioactive peut être caractérisée par les points suivants:

• La contamination radioactive est constituée de matières radioactives (contaminants), qui peuvent être solides, liquides ou gazeuses. Les gros contaminants peuvent même être visibles, mais vous ne pouvez pas voir le rayonnement produit.
• Une fois libérés, les contaminants peuvent se propager par l’air, l’eau ou simplement par contact mécanique.
• Nous ne pouvons pas protéger la contamination.
• Nous pouvons atténuer la contamination en protégeant l’intégrité des barrières (conteneur source, gaine de combustible, cuve du réacteur , bâtiment de confinement )
• Étant donné que les contaminants interagissent chimiquement, ils peuvent être contenus dans des objets tels que le corps humain.
• Nous pouvons nous débarrasser de la contamination par de nombreux processus mécaniques, chimiques (décontaminer les surfaces) ou biologiques ( demi-vie biologique ).
• Il est de la plus haute importance, quel matériau est le contaminant radioactif ( demi-vie , mode de désintégration, énergie).

Le rayonnement ionisant est formé par des particules de haute énergie ( photons , électrons , etc. ), qui peuvent pénétrer dans la matière et ioniser (pour former des ions en perdant des électrons) des atomes cibles pour former des ions. L’exposition aux rayonnements est la conséquence de la présence à proximité de la source de rayonnement. L’exposition aux rayonnements en tant que quantité est définie comme une mesure de l’ionisation du matériau due aux rayonnements ionisants. Le danger des rayonnements ionisants réside dans le fait que le rayonnement est invisibleet non directement détectable par les sens humains. Les gens ne peuvent ni voir ni ressentir le rayonnement, mais il dépose de l’énergie dans les molécules du corps. L’énergie est transférée en petites quantités pour chaque interaction entre le rayonnement et une molécule et il existe généralement de nombreuses interactions de ce type. Contrairement à la contamination radioactive, le rayonnement peut être caractérisé par les points suivants:

• Le rayonnement consiste en des particules de haute énergie qui peuvent pénétrer la matière et ioniser (pour former des ions en perdant des électrons) les atomes cibles. Le rayonnement est invisible et n’est pas directement détectable par les sens humains. Il faut noter que le rayonnement bêta est indirectement visible en raison du rayonnement cherenkov .
• Contrairement à la contamination, le rayonnement ne peut se propager par aucun moyen. Il parcourt les matériaux jusqu’à perdre son énergie. Nous pouvons protéger le rayonnement (par exemple en nous tenant au coin de la rue).
• L’exposition à l’ionisation ne signifie pas nécessairement que l’objet devient radioactif (à l’exception de très rares rayonnements neutroniques).
• Le rayonnement peut pénétrer les barrières, mais une barrière suffisamment épaisse peut minimiser tous les effets.
• Contrairement aux contaminants, le rayonnement ne peut pas interagir chimiquement avec la matière et ne peut pas être lié à l’intérieur du corps.
• Peu importe quel matériau est à l’origine de certains rayonnements. Seul le type de rayonnement et d’énergie compte.

Il y a une caractéristique commune, le rayonnement naturel et les contaminants naturels sont tout autour de nous . Dans, autour et au-dessus du monde dans lequel nous vivons. C’est une force d’énergie naturelle qui nous entoure. C’est une partie de notre monde naturel qui est ici depuis la naissance de notre planète. Toutes les créatures vivantes, depuis le début des temps, ont été et sont encore exposées aux rayonnements ionisants . Le rayonnement de fond naturel est un rayonnement ionisant, qui provient de diverses sources naturelles. Toutes les créatures vivantes, depuis le début des temps, ont été et sont toujours exposées aux rayonnements ionisants. Ce rayonnement n’est associé à aucune activité humaine. Il y a des isotopes radioactifs dans notre corps, nos maisons, l’air, l’eau et le sol. Nous sommes tous également exposés aux rayonnements de l’espace.

Types de contamination

Des matières radioactives peuvent exister sur des surfaces ou dans des volumes de matière ou d’air, et des techniques spécialisées sont utilisées pour mesurer les niveaux de contamination par détection du rayonnement émis. On peut distinguer les types de contamination suivants:

Contamination de surface

La contamination de surface signifie que des matières radioactives ont été déposées sur des surfaces (comme des murs, des sols). Il peut être déposé de manière lâche, un peu comme la poussière ordinaire, ou il peut être assez fermement fixé par réaction chimique. Cette distinction est importante et nous classons la contamination de surface en fonction de sa facilité d’élimination:

• Contamination gratuite . En cas de contamination libre (ou de contamination lâche), les matières radioactives peuvent se répandre. Il s’agit d’une contamination de surface qui peut être facilement éliminée avec des méthodes de décontamination simples. Par exemple, si des particules de poussière contenant divers radio-isotopes atterrissent sur la peau ou les vêtements de la personne, nous pouvons la nettoyer ou enlever les vêtements. Une fois qu’une personne a été décontaminée, toutes les sources de radioactivité particulaire sont éliminées et l’individu n’est plus contaminé. La contamination libre est également un danger plus grave que la contamination fixe, car les particules de poussière peuvent se disséminer dans l’air et être facilement ingérées. Cela conduit à une exposition interne par des contaminants radioactifs. Bien que presque tous les contaminants soient radioactifs bêta avec accompagnementémission gamma , mais il existe également la possibilité d’une contamination alpha dans toutes les zones de manutention du combustible nucléaire.
• Contamination fixe . En cas de contamination fixe, la matière radioactive ne peut pas se répandre, car elle est liée chimiquement ou mécaniquement aux structures. Il ne peut pas être retiré par des méthodes de nettoyage normales. La contamination fixe est un danger moins grave que la contamination libre, elle ne peut pas être remise en suspension ou transférée sur la peau. Par conséquent, le danger est généralement externe uniquement. En revanche, cela dépend du niveau de contamination. Bien que presque tous les contaminants soient radioactifs bêta avec émission gamma associée, mais il existe également la possibilité d’une contamination alpha dans toutes les zones de manutention du combustible nucléaire. À moins que le niveau de contamination ne soit très sévère, le débit de dose de rayonnement gamma sera faible et l’exposition externe ne sera importante qu’au contact ou très près des surfaces contaminées. Étant donné que les particules bêta pénètrent moins que les rayons gamma , le débit de dose bêta ne peut être élevé qu’au contact. Une valeur de 1 mSv / h au contact pour un niveau de contamination de 400 à 500 Bq / cm ² est assez représentative.

Contamination aéroportée

Ce type de contamination est particulièrement important dans les centrales nucléaires , où il doit être surveillé. Les contaminants peuvent se dissiper dans l’air, en particulier lors de l’enlèvement de la tête du réacteur, du ravitaillement du réacteur et lors des manipulations dans la piscine de combustible usé. L’air peut être contaminé par des isotopes radioactifs, en particulier sous forme particulaire, ce qui présente un risque d’inhalation particulier . Cette contamination se compose de divers produits de fission et d’activation qui pénètrent dans l’air sous forme gazeuse, vapeur ou particulaire. Il existe quatre types de contamination par l’air dans les centrales nucléaires, à savoir:

• Particules . L’activité particulaire est un danger interne, car elle peut être inhalée. Les matières particulaires transportables introduites dans le système respiratoire entreront dans la circulation sanguine et seront transportées dans toutes les parties du corps. Les particules non transportables resteront dans les poumons avec une certaine demi-vie biologique. Par exemple, Sr-90, Ra-226 et Pu-239 sont des radionucléides appelés radionucléides à recherche d’os. Ces radionucléides ont de longues demi-vies biologiques et constituent de graves dangers internes. Une fois déposés dans l’os, ils y restent essentiellement inchangés pendant la durée de vie de l’individu. L’action continue des particules alpha émises peut causer des blessures importantes: pendant de nombreuses années, elles déposent toute leur énergie dans un petit volume de tissu, car la gamme des particules alpha est très courte.
• Gaz nobles . Des gaz nobles radioactifs, tels que le xénon 133 , le xénon 135 et le   krypton 85, sont présents dans le liquide de refroidissement du réacteur, en particulier en cas de fuite de combustible. Lorsqu’ils apparaissent dans le liquide de refroidissement, ils deviennent aéroportés et peuvent être inhalés. Ils sont expirés juste après avoir été inhalés, car le corps ne réagit pas chimiquement avec eux. Si les travailleurs travaillent dans un nuage de gaz noble, la dose externe qu’ils recevront est environ 1000 fois supérieure à la dose interne. Pour cette raison, nous ne sommes préoccupés que par les débits de dose externes bêta et gamma.
• Radioiodine . L’ iode radioactif , l’ iode 131 , est un radio-isotope important de l’iode. L’iode radioactif joue un rôle majeur en tant qu’isotope radioactif présent dans les produits de fission nucléaire , et il est un contributeur majeur aux risques pour la santé lorsqu’il est rejeté dans l’atmosphère lors d’un accident. L’iode 131 a une demi-vie de 8,02 jours. Le tissu cible pour l’exposition à l’iode radioactif est la glande thyroïde. La dose externe bêta et gamma de radio-iode présente dans l’air est assez négligeable par rapport à la dose engagée à la thyroïde qui résulterait de la respiration de cet air. La demi-vie biologiquepour l’iode à l’intérieur du corps humain est d’environ 80 jours (selon la CIPR). L’iode contenu dans les aliments est absorbé par le corps et concentré de préférence dans la thyroïde où il est nécessaire au fonctionnement de cette glande. Lorsque le ¹³¹ I est présent à des niveaux élevés dans l’environnement à cause des retombées radioactives, il peut être absorbé par les aliments contaminés et s’accumuler également dans la thyroïde. ¹³¹ I se désintègre avec une demi-vie de 8,02 jours avec des émissions de particules bêta et gamma. En se décomposant, il peut endommager la thyroïde. Le risque principal d’une exposition à des niveaux élevés de ¹³¹ I est la survenue accidentelle d’un cancer radiogène de la thyroïde plus tard dans la vie. Pour ¹³¹ I, la CIPR a calculé que si vous inspirez 1 x 10 ⁶Bq, vous recevrez une dose thyroïdienne de H _T = 400 mSv (et une dose pondérée du corps entier de 20 mSv).
• Tritium. Le tritium est un sous-produit des réacteurs nucléaires . La source la plus importante (en raison des rejets d’eau tritiée) de tritium dans les centrales nucléaires provient de l’acide borique , qui est couramment utilisé comme cale chimiquepour compenser un excès de réactivité initiale. Notez que le tritium émet des particules bêta de faible énergie avec une courte portée dans les tissus corporels et, par conséquent, pose un risque pour la santé en raison de l’exposition interne uniquement après ingestion dans l’eau potable ou la nourriture, ou par inhalation ou absorption par la peau. Le tritium absorbé par l’organisme est uniformément réparti entre tous les tissus mous. Selon la CIPR, une mi-temps biologique de tritium est de 10 jours pour HTO et de 40 jours pour OBT (tritium lié organiquement) formé à partir de HTO dans le corps des adultes. Par conséquent, pour un apport de 1 x 10 ⁹ Bq de tritium (HTO), un individu recevra une dose de 20 mSv pour tout le corps (égale à l’apport de 1 x 10 ⁶ Bq de ¹³¹ I). Alors que pour les REP, le tritium présente un risque mineur pour la santé,réacteurs à eau lourde , il contribue de manière significative à la dose collective de travailleurs d’usine. Notez que «L’air saturé d’eau de modérateur à 35 ° C peut donner 3 000 mSv / h de tritium à un travailleur non protégé (Voir aussi: JUBurnham. Radiation Protection). La meilleure protection contre le tritium peut être obtenue en utilisant un respirateur à adduction d’air. Les respirateurs à cartouche de tritium ne protègent les travailleurs que par un facteur de 3. La seule façon de réduire l’absorption cutanée est de porter des plastiques. Dans les centrales PHWR, les travailleurs doivent porter des plastiques pour travailler dans des atmosphères contenant plus de 500 μSv / h.

Les respirateurs avec des filtres à air appropriés ou des combinaisons entièrement autonomes avec leur propre alimentation en air peuvent atténuer les dangers de contamination par l’air. La contamination par l’air est généralement mesurée par des instruments radiologiques spéciaux qui pompent en continu l’air prélevé à travers un filtre. Les instruments qui le font sont appelés moniteurs d’air continus (CAM). Les particules radioactives dans l’air s’accumulent sur le filtre, où l’activité est mesurée par un détecteur placé à proximité du filtre.

Voir aussi: Concentration dérivée d’air

Voir aussi: Limite annuelle d’admission

Décontamination

La décontamination est un processus utilisé pour réduire ou éliminer la contamination radioactive afin de réduire le risque d’exposition aux radiations. L’élimination de la contamination des zones occupées, de l’équipement et du personnel est importante pour maintenir une dose de rayonnement ionisant aussi faible que raisonnablement possible (ALARA). La décontamination réduit également les niveaux de rayonnement de fond, l’inventaire des matières radioactives et la propagation de la contamination dans les zones, les équipements et le personnel non contrôlés.

La décontamination peut être effectuée en nettoyant ou en traitant les surfaces pour réduire ou éliminer la contamination. Elle peut également être accomplie en filtrant l’air ou l’eau contaminés ou en couvrant la contamination pour protéger ou absorber le rayonnement. Le processus peut également simplement laisser suffisamment de temps pour que la désintégration radioactive naturelle diminue la radioactivité.

Dans les centrales nucléaires , il est inévitable que de nombreux équipements, ainsi que des outils, des vêtements, des zones de travail et même des personnes soient contaminés. Ceci est assez courant, une partie des matières radioactives se fixant aux surfaces (par exemple la semelle d’une chaussure). Dans ce cas, les travailleurs sont surveillés en permanence et dans ce cas, la contamination de surface doit être éliminée. On peut se débarrasser de la contamination par de nombreuses mécaniques, chimiques (décontaminer les surfaces). Processus biologiques ( demi-vie biologique) fonctionnent toujours en cas de contamination interne. Une personne devient «radioactive» si des particules de poussière contenant divers radio-isotopes atterrissent sur la peau ou les vêtements de la personne. Une fois qu’une personne a été décontaminée par le retrait des vêtements et le lavage cutané, toutes les sources de radioactivité particulaire sont éliminées et l’individu n’est plus contaminé.

Techniques de décontamination

En général, il existe de nombreuses techniques et équipements utilisés pour la décontamination des surfaces et des personnes. Dans tous les cas, le type de contamination et les matières contaminées sont importants. Par exemple, il est très difficile de décontaminer des matériaux poreux. À titre d’orientation générale pour le lecteur, ces techniques de décontamination et leurs principales applications sont mises en évidence dans:

Référence spéciale: Technologie de pointe pour la décontamination et le démantèlement des installations nucléaires, AIEA. AIEA Vienne, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Décontamination chimique . La décontamination chimique est l’une des meilleures méthodes pour la plupart des opérations de décontamination consiste à nettoyer avec de l’eau à laquelle un ou plusieurs agents de nettoyage chimiques appropriés ont été ajoutés. Ces méthodes comprennent la décontamination à l’aide de solutions chimiques, de gels chimiques, de décontamination par mousse, etc. La suppression de la contamination du personnel doit être effectuée avec soin pour s’assurer que la peau n’est pas endommagée et pour empêcher la contamination de pénétrer dans le corps ou une plaie.
• Décontamination mécanique . La décontamination mécanique peut être utilisée notamment pour la décontamination industrielle. Il existe des méthodes de décontamination dans lesquelles la couche externe de la surface contaminée est enlevée par la force physique. De telles méthodes sont efficaces, mais elles sont quelque peu grossières et destructrices, et il peut ne pas être possible de les utiliser sur des objets délicats. Ces méthodes comprennent la décontamination à l’aide d’un nettoyage à la vapeur, d’un nettoyage abrasif, d’un sablage, d’un nettoyage sous vide, d’un nettoyage par ultrasons, etc.