Dosimétrie des rayonnements

Nous devons noter que le rayonnement est 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 là depuis la naissance de notre planète. Que la source de rayonnement soit naturelle ou artificielle, que ce soit une forte dose de rayonnement ou une petite dose, il y aura des effets biologiques. En général, les rayonnements ionisants sont nocifs et potentiellement mortels pour les êtres vivants, mais peuvent avoir des avantages pour la santé en médecine, par exemple en radiothérapie pour le traitement du cancer et de la thyréotoxicose. Ce chapitre résume brièvement les conséquences à court et à long terme qui peuvent résulter d’une exposition aux rayonnements. Mais nous devons d’abord définir les différences dans les types de rayonnement et les différences dans les tissus affectés.

Rayonnement à LET élevé et à faible LET

Comme il a été écrit, chaque type de rayonnement interagit avec la matière d’une manière différente . Par exemple, des particules chargées de hautes énergies peuvent directement ioniser les atomes. Les particules alpha sont assez massives et portent une double charge positive, elles ont donc tendance à parcourir seulement une courte distance et à ne pas pénétrer très loin dans les tissus, voire pas du tout. Cependant, les particules alpha déposeront leur énergie sur un volume plus petit (éventuellement seulement quelques cellules si elles pénètrent dans un corps) et causeront plus de dommages à ces quelques cellules.

Les particules bêta (électrons) sont beaucoup plus petites que les particules alpha. Ils portent une seule charge négative. Ils sont plus pénétrants que les particules alpha. Ils peuvent parcourir plusieurs mètres mais déposent moins d’énergie à n’importe quel point de leur trajet que les particules alpha. Cela signifie que les particules bêta ont tendance à endommager plus de cellules, mais avec moins de dommages à chacune. D’autre part, les particules électriquement neutres n’interagissent qu’indirectement, mais peuvent également transférer une partie ou la totalité de leurs énergies à la matière.

Cela simplifierait certainement les choses si les effets biologiques des rayonnements étaient directement proportionnels à la dose absorbée . Malheureusement, les effets biologiques dépendent également de la façon dont la dose absorbée est distribuée le long du trajet du rayonnement. Des études ont montré que le rayonnement alpha et neutronique cause des dommages biologiques plus importants pour un dépôt d’énergie donné par kg de tissu que le rayonnement gamma. Il a été découvert que les effets biologiques de tout rayonnement augmentent avec le transfert d’énergie linéaire (LET). En bref, les dommages biologiques causés par les rayonnements à haut LET ( particules alpha , protons ou neutrons)) est bien supérieure à celle des rayonnements à faible LET ( rayons gamma ). En effet, les tissus vivants peuvent plus facilement réparer les dommages causés par les rayonnements qui sont répartis sur une grande surface que ceux qui sont concentrés sur une petite zone. Bien sûr, à des niveaux d’exposition très élevés, les rayons gamma peuvent encore causer beaucoup de dommages aux tissus.

Parce que plus de dommages biologiques sont causés pour la même dose physique (c’est-à-dire la même énergie déposée par unité de masse de tissu), un gris de rayonnement alpha ou neutronique est plus nocif qu’un gray de rayonnement gamma. Ce fait que les rayonnements de différents types (et énergies) donnent des effets biologiques différents pour la même dose absorbée est décrit en termes de facteurs connus sous le nom d’ efficacité biologique relative (EBR) et de facteur de pondération des rayonnements (wR).

Dommages cellulaires – rayonnement

Tous les effets des dommages biologiques commencent par la conséquence des interactions de rayonnement avec les atomes formant les cellules. Tous les êtres vivants sont composés d’une ou plusieurs cellules. Chaque partie de votre corps est constituée de cellules ou a été construite par elles. Bien que nous ayons tendance à penser aux effets biologiques en termes d’effet du rayonnement sur les cellules vivantes, en réalité, le rayonnement ionisant , par définition, n’interagit qu’avec les atomes par un processus appelé ionisation. Pour le rayonnement ionisant, l’énergie cinétique des particules ( photons, électrons, etc. ) du rayonnement ionisant est suffisante et la particule peut ioniser (pour former des ions en perdant des électrons) des atomes cibles pour former des ions. Un simple rayonnement ionisant peut faire tomber des électrons d’un atome.

Il existe deux mécanismes par lesquels le rayonnement affecte finalement les cellules. Ces deux mécanismes sont communément appelés:

• Effets directs . Les effets directs sont causés par le rayonnement, lorsque le rayonnement interagit directement avec les atomes de la molécule d’ ADN ou un autre composant cellulaire essentiel à la survie de la cellule. La probabilité que le rayonnement interagisse avec la molécule d’ADN est très faible car ces composants critiques constituent une si petite partie de la cellule.
• Effets indirects . Les effets indirects sont causés par l’interaction du rayonnement généralement avec les molécules d’eau . Chaque cellule, comme c’est le cas pour le corps humain, est principalement de l’eau. Les rayonnements ionisants peuvent rompre les liaisons qui maintiennent la molécule d’eau ensemble, produisant des radicaux tels que l’hydroxyle OH, l’anion superoxyde O ₂ ^– et d’autres. Ces radicaux peuvent contribuer à la destruction de la cellule.

Un grand nombre de cellules de tout type particulier est appelé tissu . Si ce tissu forme une unité fonctionnelle spécialisée, il est appelé un organe. Le type et le nombre de cellules affectées sont également un facteur important. Certaines cellules et certains organes du corps sont plus sensibles aux rayonnements ionisants que d’autres .

La sensibilité de divers types de cellules aux rayonnements ionisants est très élevée pour les tissus constitués de cellules qui se divisent rapidement comme celles que l’on trouve dans la moelle osseuse, l’estomac, les intestins, les organes reproducteurs mâles et femelles et les fœtus en développement. En effet, la division des cellules nécessite des informations ADN correctes pour que la progéniture de la cellule survive. Une interaction directe du rayonnement avec une cellule active pourrait entraîner la mort ou la mutation de la cellule, tandis qu’une interaction directe avec l’ADN d’une cellule dormante aurait moins d’effet.

En conséquence, les cellules vivantes peuvent être classées en fonction de leur taux de reproduction, ce qui indique également leur sensibilité relative aux rayonnements. Par conséquent, les cellules à reproduction active sont plus sensibles aux rayonnements ionisants que les cellules qui composent la peau, les reins ou le foie. Les cellules nerveuses et musculaires sont les plus lentes à se régénérer et sont les cellules les moins sensibles.

La sensibilité des différents organes du corps humain est en corrélation avec la sensibilité relative des cellules dont ils sont composés. Dans la pratique, cette sensibilité est représentée par le facteur de pondération tissulaire , w _T , qui est le facteur par lequel la dose équivalente dans un tissu ou un organe T est pondérée pour représenter la contribution relative de ce tissu ou de cet organe au préjudice sanitaire total résultant de irradiation uniforme du corps (ICRP 1991b).

Si une personne n’est irradiée que partiellement, la dose dépendra fortement du tissu irradié. Par exemple, une dose gamma de 10 mSv pour tout le corps et une dose de 50 mSv pour la thyroïde sont les mêmes, en termes de risque, qu’une dose pour tout le corps de 10 + 0,04 x 50 = 12 mSv.

Dose aiguë et dose chronique

Les effets biologiques des rayonnements et leurs conséquences dépendent fortement du niveau de débit de dose obtenu. Le débit de dose est une mesure de l’intensité (ou de la force) de la dose de rayonnement. Des doses faibles sont courantes dans la vie de tous les jours. Dans les points suivants, il existe quelques exemples d’exposition aux rayonnements, qui peuvent être obtenus à partir de diverses sources.

• 05 µSv – Dormir à côté de quelqu’un
• 09 µSv – Vivant à moins de 30 miles d’une centrale nucléaire pendant un an
• 1 µSv – Manger une banane
• 3 µSv – Vivant à moins de 50 miles d’une centrale à charbon pendant un an
• 10 µSv – Dose journalière moyenne reçue du milieu naturel
• 20 µSv – Radiographie thoracique

Du point de vue des conséquences biologiques, il est très important de distinguer les doses reçues sur des périodes courtes et prolongées . Par conséquent, les effets biologiques des rayonnements sont généralement divisés en deux catégories.

• Doses aiguës . Une « dose aiguë » ( dose de haut niveau à court terme) est une dose qui se produit sur une courte période de temps, c’est-à-dire dans la journée.
• Doses chroniques . Une « dose chronique » ( dose faible à long terme) est une dose qui se poursuit pendant une période de temps prolongée, c’est-à-dire des semaines et des mois, de sorte qu’elle est mieux décrite par un débit de dose.

Des doses élevées ont tendance à tuer les cellules, tandis que de faibles doses ont tendance à les endommager ou à les modifier. Des doses élevées peuvent provoquer des brûlures radiales visuellement dramatiques et / ou une mort rapide par syndrome de rayonnement aigu . Il est peu probable que des doses aiguës inférieures à 250 mGy aient des effets observables. Des doses aiguës d’environ 3 à 5 Gy ont 50% de chances de tuer une personne quelques semaines après l’exposition, si une personne ne reçoit aucun traitement médical.

De faibles doses réparties sur de longues périodes ne causent pas de problème immédiat à aucun organe du corps. Les effets de faibles doses de rayonnement se produisent au niveau de la cellule et les résultats peuvent ne pas être observés pendant de nombreuses années. De plus, certaines études démontrent que la plupart des tissus humains présentent une tolérance plus prononcée aux effets des rayonnements à faible LET en cas d’exposition prolongée par rapport à une exposition unique à une dose similaire.

Le radon est un gaz noble incolore, inodore et insipide , qui se produit naturellement comme produit de désintégration du radium. Tous les isotopes du radon sont radioactifs , mais les deux isotopes du radon radon-222 et radon-220 sont très importants du point de vue de la radioprotection.

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  Radon-222 . L’isotope du radon 222 est un produit de désintégration naturel de l’isotope de l’uranium le plus stable (l’uranium 238), il fait donc partie de la série de l’ uranium .

• Radon-220 . L’isotope du radon-220, communément appelé thoron , est un produit de désintégration naturelle de l’isotope du thorium le plus stable ( thorium-232 ), il fait donc partie de la série du thorium .

Il est important de noter que le radon est un gaz noble , alors que tous ses produits de désintégration sont des métaux . Le principal mécanisme d’entrée du radon dans l’atmosphère est la diffusion à travers le sol . En tant que gaz, le radon se diffuse à travers les roches et le sol. Lorsque le radon se désintègre, les isotopes métalliques filles sont des ions qui seront attachés à d’autres molécules comme l’eau et aux particules d’aérosol dans l’air. Par conséquent, toutes les discussions sur les concentrations de radon dans l’environnement se réfèrent au radon-222. Alors que le taux de production moyen de radon-220 (thoron) est à peu près le même que celui du radon-222, la quantité de radon-220 dans l’environnement est bien inférieure à celle du radon-222 en raison d’une demi-vie beaucoup plus courte ( il a moins de temps pour diffuser) du radon-222 (55 secondes, contre 3,8 jours respectivement). Le radon-220 a tout simplement moins de chances de s’échapper du substratum rocheux.

Radon-222

Le radon-222 est un gaz produit par la désintégration du radium-226. Les deux font partie de la série de l’uranium naturel. Étant donné que l’uranium se trouve dans le sol à travers le monde à des concentrations variables, la dose du radon gazeux varie également à travers le monde. Le radon-222 est l’isotope le plus important et le plus stable du radon. Il a une demi-vie de seulement 3,8 jours , ce qui fait du radon l’un des éléments les plus rares car il se désintègre si rapidement. Une source importante de rayonnement naturel est le radon, qui s’infiltre en continu du substratum rocheux mais peut, en raison de sa densité élevée, s’accumuler dans les maisons mal ventilées. Le fait que le radon est du gazjoue un rôle crucial dans la propagation de tous ses noyaux filles. Simplement, le radon est un moyen de transport du substratum rocheux à l’atmosphère (ou à l’intérieur des bâtiments) pour ses produits de désintégration de courte durée ( Pb-210 et Po-210 ), qui présente beaucoup plus de risques pour la santé.

Effets du radon sur la santé

Le radon est généralement la plus grande source naturelle de rayonnement contribuant à l’exposition des membres du public, représentant parfois la moitié de l’exposition totale de toutes les sources. Le risque pour la santé dû à l’exposition au radon et au thoron provient principalement de l’inhalation des produits de désintégration de courte durée (Pb-210 et Po-210) et de l’ irradiation des particules alpha qui en résulte des bronches et des poumons.

Tant que ces isotopes sont en dehors du corps, seul le rayonnement gamma pourra donner une dose. Mais le radon est un gaz et se diffuse hors du sol pour se mélanger à l’air. La demi-vie du radon-222 est longue par rapport au temps de séjour de l’air dans les poumons, de sorte que relativement peu de radon se désintègre pendant la respiration. De plus, le radon est un gaz noble et son inertie empêche sa rétention à long terme dans l’organisme. Mais lorsque le radon se désintègre, les isotopes métalliques filles ( Pb-210 et Po-210) ne sont pas inertes et se fixent à d’autres molécules comme l’eau et aux particules d’aérosol dans l’air. Lorsque ces particules sont inhalées, une partie du plomb 210 est retenue par l’organisme. L’ingestion de plomb-210 est également un moyen possible. Le plomb 210 étant un faible émetteur bêta, il ne provoque pas de doses importantes. Le plomb-210 est donc un moyen de transport de l’air intérieur vers le corps. Le rayonnement du radon et de ses produits de désintégration est un mélange de particules alpha et bêta ainsi que de rayonnement gamma. Lorsque les isotopes pénètrent dans le corps, tous les types de rayonnement y contribuent.

Mais c’est le polonium-210 , le produit de désintégration du plomb-210, qui émet une particule alpha de 5,3 MeV , qui fournit l’essentiel de la dose équivalente . Les particules alpha , qui appartiennent à un rayonnement à LET élevé , sont assez massives et portent une double charge positive, elles ont donc tendance à parcourir une courte distance et à ne pas pénétrer très loin dans les tissus, voire pas du tout. Cependant, les particules alpha déposeront leur énergie sur un volume plus petit (éventuellement seulement quelques cellules si elles pénètrent dans un corps) et causeront plus de dommages à ces quelques cellules (plus de 80% de l’énergie absorbée par le radon est due aux particules alpha). Par conséquent, le facteur de pondération du rayonnement pour le rayonnement alpha est égal à 20. Une dose absorbée de 1 mGy par les particules alpha entraînera une dose équivalente de 20 mSv. En résumé, le radon et le plomb peuvent être considérés comme différents types de transporteurs pour le polonium-210.

La quantité d’isotopes ingérée avec la nourriture est négligeable, et toute préoccupation concerne la respiration et le dépôt de filles de radon dans les bronches et dans les poumons. Chez les non-fumeurs, le radon est la principale cause de cancer du poumon et, dans l’ensemble, la deuxième cause. La dose de rayonnement annuelle moyenne à une personne provenant du radon est d’environ 2 mSv / an et elle peut varier sur plusieurs ordres de grandeur d’un endroit à l’autre. Selon un rapport de 2003 de l’EPA sur l’évaluation des risques liés au radon dans les maisons, les preuves épidémiologiques montrent un lien clair entre le cancer du poumon et les concentrations élevées de radon.

Il faut souligner que les cigarettes contiennent également du polonium-210, provenant des produits de décomposition du radon, qui collent aux feuilles de tabac. Le polonium-210 émet une particule alpha de 5,3 MeV, qui fournit la plupart de la dose équivalente. Le tabagisme intense entraîne une dose de 160 mSv / an à des taches localisées au niveau des bifurcations des bronches segmentaires dans les poumons suite à la décomposition du polonium-210. Cette dose n’est pas facilement comparable aux limites de radioprotection , car ces dernières concernent des doses pour tout le corps, tandis que la dose provenant du tabagisme est délivrée à une très petite partie du corps.

Radon à l’intérieur des maisons

Il faut le souligner, les concentrations de radon-222 et de radon-220 dans le sol et dans les matériaux de construction varient sur plusieurs ordres de grandeur d’un endroit à l’autre et montrent une variation temporelle importante sur un site donné. Les emplacements avec un fond de radon plus élevé sont bien cartographiés dans chaque pays. En plein air, elle varie de 1 à 100 Bq / m3, voire moins (0,1 Bq / m3) au-dessus de l’océan. Dans les grottes ou les mines aérées, ou les maisons mal aérées, sa concentration grimpe à 20–2 000 Bq / m3. Dans l’atmosphère extérieure, il y a aussi une advection causée par le vent et les changements de pression barométrique.

Les problèmes avec le radon sont dans les maisons, où il peut s’accumuler en particulier, en raison de sa densité élevée, dans les zones basses telles que les sous – sols et les vides sanitaires . Radonpeut également se produire dans les eaux souterraines – par exemple, dans certaines eaux de source et sources chaudes. Plusieurs possibilités existent pour le rejet de radon dans les maisons. Le fait que le radon soit un gaz noble joue un rôle crucial dans la propagation de tous ses noyaux filles. Simplement, le radon est un moyen de transport du substratum rocheux à l’atmosphère (ou à l’intérieur des bâtiments) pour ses produits de désintégration de courte durée (Pb-210 et Po-210), qui présente beaucoup plus de risques pour la santé. Les principales sources sont la roche ou le sol sur lequel la maison est construite, ainsi que l’approvisionnement en eau. Le principal mécanisme d’entrée du radon dans les bâtiments est la diffusion à travers le sol . En tant que gaz, le radon se diffuse à travers les roches et le sol. Le radon peut pénétrer dans la maison par des fissures(en raison d’un effet de cheminée) dans le plancher et les murs du sous-sol. Le chauffage de l’air crée une aspiration de l’air de la partie inférieure de la maison vers la partie supérieure de la maison. Sans aucune membrane de radon, cela signifie en fait que l’air du sol sous la maison est aspiré dans la maison par de nombreuses fissures et ouvertures au sol .

De plus, les matériaux de construction (par exemple, certains granits) sont également une source de radon. Une autre source de radon est l’approvisionnement en eau. L’eau des puits, en particulier dans les régions où le granit est riche en radium, peut contenir de fortes concentrations de radon. Il s’agit d’un matériau avec des concentrations d’uranium / radium plus élevées à partir desquelles le radon est produit en continu. Ces matériaux, par exemple les scories, les cendres volantes, etc., pourraient être utilisés à certains endroits. Pour les matériaux de construction utilisés pour la construction de maisons, les limites critiques pour les concentrations spécifiques de radium doivent être déterminées.

Le plus grand risque d’exposition au radon survient dans les bâtiments qui sont étanches à l’air, insuffisamment ventilés et qui ont des fuites de fondation qui permettent à l’air du sol de pénétrer dans les sous-sols et les pièces d’habitation. Le niveau de radon à l’intérieur varie considérablement avec la météo, la période de l’année et même l’heure de la journée – et bien sûr avec le système d’aération. Par exemple, dormir avec une fenêtre ouverte peut réduire considérablement la teneur en radon.

La plupart des pays ont adopté une concentration de radon de 200 à 400 Bq / m ³ pour l’air intérieur comme niveau d’action ou de référence. Si les tests montrent des niveaux inférieurs à 4 picocuries de radon par litre d’air (150 Bq / m ³ ), aucune action n’est nécessaire. Des concentrations de radon très élevées (> 1000 Bq / m ³ ) ont été trouvées dans des maisons construites sur des sols à forte teneur en uranium et / ou à forte perméabilité du sol.

Atténuation du radon

L’atténuation du radon dans l’air se fait par la ventilation , soit collectée sous une dalle de béton ou une membrane au sol, soit en augmentant les changements d’air par heure dans le bâtiment. Les membranes résistant au radon sont généralement fabriquées à partir de polyéthylène basse densité (LDPE) et sont réparties sur l’ensemble du bâtiment, y compris le sol et les murs. Un autre moyen d’atténuer le radon est un système de traitement utilisant l’aération ou le charbon activé pour éliminer le radon des approvisionnements en eau domestique.

Le rayonnement terrestre fait référence aux sources de rayonnement présentes dans le sol, l’eau et la végétation. Les principaux isotopes préoccupants pour le rayonnement terrestre sont le potassium, l’uranium et les produits de désintégration de l’uranium, tels que le thorium, le radium et le radon . Notez que le rayonnement terrestre comprend une exposition externe causée par ces radionucléides. Une dose interne causée par ces redionucléides est discutée dans: Source interne de rayonnement .

Ces radionucléides sont en traces tout autour de nous. Lorsque la Terre s’est formée, un certain nombre d’éléments radioactifs se sont formés. Après les quatre milliards d’années, tous les isotopes à durée de vie plus courte se sont dégradés. Mais certains de ces isotopes ont des demi-vies très longues, des milliards d’années, et sont toujours présents. Ces radionucléides sont appelés radionucléides primordiaux et contribuent à la dose annuelle d’un individu. Étant donné que la plupart des isotopes radioactifs naturels sont lourds, plus d’une désintégration est nécessaire avant qu’un atome stable soit atteint. Cette séquence de noyaux atomiques instables et leurs modes de désintégration , qui conduit à un noyau stable, est connue sous le nom de série radioactive .

Tous les radionucléides naturels sont généralement divisés en deux groupes selon leur origine:

• Radionucléides primordiaux . Les radionucléides primaires sont des radionucléides trouvés sur Terre qui ont existé sous leur forme actuelle avant la formation de la Terre. Les radionucléides primordiaux sont des résidus du Big Bang, de sources cosmogéniques et d’anciennes explosions de supernova qui se sont produites avant la formation du système solaire. Le bismuth, le thorium , l’ uranium et le plutonium sont des radionucléides primordiaux car ils ont des demi-vies suffisamment longues pour être encore trouvées sur Terre. Le potassium-40 appartient également aux nucléides primordiaux.
• Radionucléides cosmogéniques . Les radionucléides cosmogéniques sont ceux qui sont continuellement produits par l’interaction des rayons cosmiques .

Dose de rayonnement terrestre

On trouve partout de faibles niveaux d’uranium, de thorium et de leurs produits de décomposition. Certains de ces matériaux sont ingérés avec de la nourriture et de l’eau, tandis que d’autres, comme le radon, sont inhalés. La dose provenant de sources terrestres varie également dans différentes parties du monde. Les emplacements contenant des concentrations plus élevées d’uranium et de thorium dans leur sol ont des niveaux de dose plus élevés. Le débit de dose moyen provenant des nucléides terrestres (à l’exception de l’exposition au radon) est d’environ 0,057 µGy / h. Les valeurs maximales ont été mesurées sur du sable de monazite à Guarapari, au Brésil (jusqu’à 50 µGy / h et au Kerala, en Inde (environ 2 µGy / h), et sur des roches à forte concentration de radium à Ramsar, en Iran (de 1 à 10 µGy / h).

Les principaux isotopes préoccupants pour le rayonnement terrestre sont l’uranium et les produits de désintégration de l’uranium, tels que le thorium, le radium et le radon. Le radon est généralement la plus grande source naturelle de rayonnement contribuant à l’exposition des membres du public, représentant parfois la moitié de l’exposition totale de toutes les sources. C’est tellement important, c’est généralement traité séparément. La dose annuelle moyenne de rayonnement à une personne à partir du radon et de ses produits de désintégration est d’environ 2 mSv / an et elle peut varier sur plusieurs ordres de grandeur d’un endroit à l’autre.

Radon – Effets sur la santé

Le radon est un gaz noble incolore, inodore et insipide , qui se produit naturellement comme produit de désintégration du radium. Tous les isotopes du radon sont radioactifs , mais les deux isotopes du radon radon-222 et radon-220 sont très importants du point de vue de la radioprotection.

• Radon-222 . L’isotope du radon 222 est un produit de désintégration naturel de l’isotope de l’uranium le plus stable (l’uranium 238), il fait donc partie de la série de l’ uranium .
• Radon-220 . L’isotope du radon-220, communément appelé thoron , est un produit de désintégration naturelle de l’isotope du thorium le plus stable ( thorium-232 ), il fait donc partie de la série du thorium .

Il est important de noter que le radon est un gaz noble , alors que tous ses produits de désintégration sont des métaux . Le principal mécanisme d’entrée du radon dans l’atmosphère est la diffusion à travers le sol . En tant que gaz, le radon se diffuse à travers les roches et le sol. Lorsque le radon se désintègre, les isotopes métalliques filles sont des ions qui seront attachés à d’autres molécules comme l’eau et aux particules d’aérosol dans l’air. Par conséquent, toutes les discussions sur les concentrations de radon dans l’environnement se réfèrent au radon-222. Alors que le taux de production moyen de radon-220 (thoron) est à peu près le même que celui du radon-222, la quantité de radon-220 dans l’environnement est bien inférieure à celle du radon-222 en raison d’une demi-vie beaucoup plus courte ( il a moins de temps pour diffuser) du radon-222 (55 secondes, contre 3,8 jours respectivement). Le radon-220 a tout simplement moins de chances de s’échapper du substratum rocheux.

Voir aussi: Radon – Effets sur la santé

Radon-222

Le radon-222 est un gaz produit par la désintégration du radium-226. Les deux font partie de la série de l’uranium naturel. Étant donné que l’uranium se trouve dans le sol à travers le monde à des concentrations variables, la dose du radon gazeux varie également à travers le monde. Le radon-222 est l’isotope le plus important et le plus stable du radon. Il a une demi-vie de seulement 3,8 jours , ce qui fait du radon l’un des éléments les plus rares car il se désintègre si rapidement. Une source importante de rayonnement naturel est le radon, qui s’infiltre en continu du substratum rocheux mais peut, en raison de sa densité élevée, s’accumuler dans les maisons mal ventilées. Le fait que le radon est du gazjoue un rôle crucial dans la propagation de tous ses noyaux filles. Simplement, le radon est un moyen de transport du substratum rocheux à l’atmosphère (ou à l’intérieur des bâtiments) pour ses produits de désintégration de courte durée ( Pb-210 et Po-210 ), qui présente beaucoup plus de risques pour la santé.

Série radioactive dans la nature

Les séries radioactives  (également appelées cascades radioactives) sont  trois chaînes de désintégration radioactive naturelles  et  une chaîne  de désintégration radioactive artificielle de noyaux atomiques lourds instables qui se désintègrent à travers une séquence de  désintégrations alpha  et  bêta  jusqu’à ce qu’un noyau stable soit atteint. La plupart des radio – isotopes  ne se désintègrent pas directement à un état stable et tous les isotopes  de la série se  désintègrent de la même manière. En physique des désintégrations nucléaires, le noyau se désintégrant est généralement appelé  noyau parent  et le noyau restant après l’événement comme  noyau fille . Puisque la désintégration alpha représente la désintégration d’un noyau parent  à une fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium (qui contient quatre nucléons), il n’y a que  quatre séries de désintégration . Dans chaque série, par conséquent, le nombre de masse des membres peut être exprimé comme quatre fois un entier approprié (n) plus la constante pour cette série. En conséquence, la série du thorium est connue comme la série 4n, la série du neptunium comme la série 4n + 1, la série de l’uranium comme la série 4n + 2 et la série actinium comme la série 4n + 3.

Trois des ensembles sont appelés séries naturelles ou classiques. Le quatrième ensemble, la série neptunium, est dirigé par le neptunium-237. Ses membres sont produits artificiellement par des réactions nucléaires et ne se produisent pas naturellement.

• la série thorium (série 4n) ,
• la série uranium (séries 4n + 2) ,
• la série actinium (séries 4n + 3) ,
• la série neptunium (série 4n + 1) .

Les séries classiques sont dirigées par  des noyaux instables primordiaux . Les nucléides primordiaux sont des nucléides trouvés sur Terre qui ont existé sous leur forme actuelle avant la formation de la Terre. Les quatre séries précédentes sont constituées des radio-isotopes, qui sont les descendants de quatre noyaux lourds avec des demi-vies longues et très longues:

• la série thorium avec thorium-232 (avec une demi-vie de 14,0 milliards d’années),
• la série uranium avec de l’uranium-238 (qui vit pendant 4,47 milliards d’années),
• la série d’actinium avec l’uranium 235 (avec une demi-vie de 0,7 milliard d’années).
• la série neptunium avec le neptunium-237 (avec une demi-vie de 2 millions d’années).

Les  demi-vies  de tous les noyaux filles sont toutes extrêmement variables, et il est difficile de représenter une gamme d’échelles de temps allant de quelques secondes à des milliards d’années. Comme les radio-isotopes filles ont des demi-vies différentes, l’équilibre séculaire est atteint après un certain temps. Dans la longue chaîne de désintégration d’un élément naturellement radioactif, comme l’  uranium-238 , où tous les éléments de la chaîne sont en équilibre séculaire, chacun des descendants a accumulé une quantité d’équilibre et toute décomposition au taux fixé par le parent d’origine. Si et quand l’équilibre est atteint, chaque isotope fille successif est présent en proportion directe avec sa demi-vie. Depuis son  activité est inversement proportionnelle à sa demi-vie, chaque nucléide de la chaîne de désintégration apporte finalement autant de transformations individuelles que la tête de chaîne.

Comme on peut le voir sur les figures, la ramification se produit dans les quatre séries radioactives. Cela signifie que la décomposition d’une espèce donnée peut se produire de plusieurs manières. Par exemple, dans la série du thorium, le bismuth-212 se désintègre en partie par émission bêta négative au polonium-212 et en partie par émission alpha au thallium-206.

La cascade radioactive  influence considérablement la  radioactivité  ( désintégrations par seconde ) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins de façon transitoire, dans n’importe quel échantillon naturel, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, l’uranium 238 pur est faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai d’uranium est environ 13 fois plus radioactif que le métal uranium 238 pur en raison de ses isotopes filles (par exemple le radon, le radium, etc.) il contient. Non seulement les isotopes du radium instables sont des émetteurs de radioactivité importants, mais en tant que prochaine étape de la chaîne de désintégration, ils génèrent également du radon, un gaz radioactif lourd, inerte et naturel. Le radon lui-même est un gaz noble radioactif, mais le principal problème est qu’il est un moyen de transport du substratum rocheux à l’atmosphère (ou à l’intérieur des bâtiments) pour ses produits de désintégration de courte durée (Pb-210 et Po-210), qui possède beaucoup plus de santé des risques.

Rayonnement de l’uranium et de ses produits de désintégration

La  cascade d’ uranium  influence de manière significative la radioactivité ( désintégrations par seconde ) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins de manière transitoire, dans tout échantillon naturel contenant de l’uranium, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, l’uranium 238 pur est faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai d’uranium est environ 13 fois plus radioactif que le métal uranium 238 pur en raison de ses isotopes filles (par exemple le radon, le radium, etc.) il contient. Non seulement les isotopes du radium instables sont d’importants émetteurs de radioactivité, mais en tant que prochaine étape de la chaîne de désintégration, ils génèrent également du radon, un gaz radioactif naturel lourd et inerte.

Rayonnement du thorium et de ses produits de désintégration

La cascade de thorium  influence de manière significative la  radioactivité ( désintégrations par seconde ) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins de manière transitoire, dans tout échantillon naturel contenant du thorium, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, le thorium-232 pur   est faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai de thorium est environ 10 fois plus radioactif que le thorium-232 pur en raison de ses isotopes filles (par exemple le radon, le radium, etc.) il contient. Non seulement les isotopes du radium instables sont d’importants émetteurs de radioactivité, mais en tant que prochaine étape de la chaîne de désintégration, ils génèrent également du radon, un gaz radioactif naturel lourd et inerte.

Noyau de la Terre liquide

Les trois isotopes naturels  de l’ uranium ( ²³⁸ U,  ²³⁵ U et  ²³⁴ U) et les isotopes naturels du  thorium ont  une demi-vie très longue  (par exemple 4,47 × 10 ⁹  ans pour  ²³⁸ U). En raison de cette très longue demi-vie, l’uranium et le thorium sont  faiblement radioactifs  et contribuent à de faibles niveaux de rayonnement de fond naturel dans l’environnement. Ces isotopes sont radioactifs alpha (émettant des  particules alpha ), mais ils peuvent également rarement subir une fission spontanée .

Tous les isotopes naturels appartiennent aux  nucléides primordiaux , car leur demi-vie est comparable à l’âge de la Terre (~ 4,54 × 10 ⁹  ans). L’uranium possède la deuxième masse atomique la plus élevée de ces nucléides primordiaux, plus léger que le  plutonium . De plus, la chaleur de désintégration de l’uranium et du thorium et de leurs produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du cœur de la Terre. Avec le potassium-40 dans le manteau terrestre, on pense que ces éléments sont la principale source de chaleur qui maintient le liquide central de la Terre.

Radiation terrestre – Est-ce dangereux?

Nous devons insister sur le fait que manger des bananes, travailler en tant qu’équipage de conduite ou vivre dans des endroits avec augmente votre débit de dose annuel. Mais cela ne signifie pas que cela doit être dangereux. Dans chaque cas, l’intensité du rayonnement est également importante. Il est très similaire à la chaleur d’un feu (moins de rayonnement énergétique). Si vous êtes trop près, l’intensité du rayonnement thermique est élevée et vous pouvez vous brûler. Si vous êtes à la bonne distance, vous pouvez y résister sans aucun problème et en plus c’est confortable. Si vous êtes trop loin d’une source de chaleur, l’insuffisance de chaleur peut également vous blesser. Cette analogie, dans un certain sens, peut être appliquée au rayonnement provenant également de sources de rayonnement.

En cas de rayonnement terrestre  , nous parlons généralement de ce que l’on appelle les «faibles doses» . Une faible dose signifie ici de petites doses supplémentaires comparables au rayonnement de fond normal ( 10 µSv = dose quotidienne moyenne reçue du fond naturel). Les doses sont très très faibles et donc la probabilité d’induction d’un cancer pourrait être presque négligeable. Deuxièmement, et c’est crucial, la vérité sur les effets sur la santé des rayonnements à faible dose reste à découvrir. On ne sait pas exactement si ces faibles doses de rayonnement sont nuisibles ou bénéfiques (et où est le seuil). Le gouvernement et les organismes de réglementation adoptent un modèle LNT au lieu d’un seuil ou d’une hormesienon pas parce que c’est la plus convaincante scientifiquement, mais parce que c’est l’ estimation la plus conservatrice . Le problème de ce modèle est qu’il néglige un certain nombre de processus biologiques de défense qui peuvent être cruciaux à faibles doses . Les recherches menées au cours des deux dernières décennies sont très intéressantes et montrent que de petites doses de rayonnement administrées à faible débit de dose stimulent les mécanismes de défense . Par conséquent, le modèle LNT n’est pas universellement accepté, certains proposant une relation dose-réponse adaptative où les faibles doses sont protectrices et les doses élevées sont préjudiciables. De nombreuses études ont contredit le modèle LNT et beaucoup d’entre elles ont montré une réponse adaptative aux rayonnements à faible dose entraînant une réduction des mutations et des cancers. Ce phénomène est connu sous le nom dehormesis de radiation .

Le champ magnétique terrestre fournit un bouclier de rayonnement vital du rayonnement cosmique. En plus d’une atmosphère protectrice, nous avons également de la chance que la Terre ait un champ magnétique. Le champ magnétique s’étend sur plusieurs dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace, protégeant la Terre des particules chargées du vent solaire et des rayons cosmiques qui, autrement, dépouilleraient la haute atmosphère, y compris la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs. Il nous protège des pleins effets du vent solaire et du GCR. Sans cette protection, la biosphère de la Terre pourrait ne pas exister comme elle le fait aujourd’hui, ou serait au moins limitée à la subsurface. Le champ magnétique terrestre fournit également un bouclier de rayonnement pour les astronautes et l’ISS lui-même, car il est en orbite terrestre basse.

Les calculs de la perte de dioxyde de carbone de l’atmosphère de Mars, résultant du piégeage des ions par le vent solaire, indiquent que la dissipation du champ magnétique de Mars a provoqué une perte presque totale de son atmosphère. Un autre fait est que quiconque avait été à la surface de la Lune (c’est-à-dire en dehors du  champ magnétique terrestre ) lors d’une éruption solaire particulièrement violente en 2005 aurait reçu une dose mortelle .

Classification du rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique peut être divisé en différents types selon son origine. Il existe trois principales sources de rayonnement:

• Rayonnement cosmique solaire . Le rayonnement cosmique solaire fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie (principalement des protons) émises par le soleil, principalement lors d’événements de particules solaires (SPE).
• Rayonnement cosmique galactique . Le rayonnement cosmique galactique, GCR, fait référence à des sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire, mais généralement de l’intérieur de notre galaxie de la Voie lactée.
• Rayonnement des ceintures de rayonnement de la Terre (ceintures de van Allen ). Les ceintures de rayonnement de Van Allen sont des zones de particules de haute énergie (en particulier des protons) piégées par le champ magnétique terrestre.

Rayonnement cosmique galactique

Rayonnement cosmique galactique , GCR, fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire. Les GCR sont des noyaux de haute énergie dont tous les électrons environnants ont été éliminés lors de leur passage à grande vitesse dans la galaxie. L’incident GCR sur la haute atmosphère est constitué d’une composante nucléonique, qui représente 98% du total (2% sont des électrons). La composante nucléonique est alors constituée d’un mélange de protons de haute énergie (~ 86%), de particules alpha (~ 12%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~ 1%). Les GCR sont piégés par le champ magnétique galactique, ils ont donc probablement été accélérés au cours des derniers millions d’années et ont voyagé à plusieurs reprises à travers la galaxie. Leur mécanisme d’accélération est incertain, mais l’un des mécanismes possibles est que les particules sont accélérées par des ondes de choc qui se propagent à partir des supernovas. L’énergie de ces particules varie entre 10⁸ eV et 10 ²⁰ eV. Une très petite fraction est constituée de particules stables d’antimatière, telles que des positons ou des antiprotons.

La nature précise de cette fraction restante est un domaine de recherche active. Le taux de fluence GCR varie avec l’activité solaire, étant plus faible lorsque l’activité solaire est plus élevée. Au minimum solaire, en raison d’un blindage du champ magnétique solaire plus faible, la fluence est significativement plus élevée qu’au maximum solaire.

Rayonnement cosmique solaire – Événement de particules solaires

Le rayonnement cosmique solaire fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie (principalement des protons) émises par le Soleil , principalement lors d’événements de particules solaires (SPE). Le rayonnement solaire incident dans la haute atmosphère est principalement constitué de protons (99%), avec des énergies généralement inférieures à 100 MeV. Les événements de particules solaires, par exemple, se produisent lorsque les protons émis par le Soleil s’accélèrent près du Soleil lors d’une éruption ou dans l’espace interplanétaire par des chocs d’éjection de masse coronale. Notez que le Soleil a un cycle de 11 ans, ce qui aboutit à une augmentation spectaculaire du nombre et de l’intensité des éruptions solaires, en particulier pendant les périodes où il y a de nombreuses taches solaires.

Le rayonnement solaire est un risque de rayonnement important pour les vaisseaux spatiaux et les astronautes, il produit également des débits de dose importants à haute altitude, mais seul le rayonnement le plus énergétique contribue aux doses au niveau du sol. Notez que quiconque avait été à la surface de la Lune lors d’une éruption solaire particulièrement violente en 2005 aurait reçu une dose mortelle .

Rayonnement des ceintures de rayonnement de la Terre – ceintures de Van Allen

Les ceintures de rayonnement de Van Allen sont des zones de particules de haute énergie (en particulier des protons) piégées par le champ magnétique terrestre . La plupart de ces particules de haute énergie proviennent du vent solaire, qui ont été capturées et maintenues autour d’une planète par le champ magnétique terrestre. La ceinture de van Allen est formée comme un tore au-dessus de l’équateur. Il existe deux ceintures de rayonnement van Allen, une ceinture interne est centrée à environ 3 000 kilomètres et une ceinture externe est centrée à environ 22 000 kilomètres de la surface de la Terre. Il contient principalement des protons énergétiques dans la gamme 10-100 MeV.

Les engins spatiaux voyageant au-delà de l’orbite terrestre basse entrent dans la zone de rayonnement des ceintures de Van Allen. Au-delà des ceintures, ils sont confrontés à des risques supplémentaires dus aux rayons cosmiques et aux événements de particules solaires. Une région entre les ceintures intérieure et extérieure de Van Allen se situe entre deux et quatre rayons terrestres et est parfois appelée la «zone de sécurité».

Rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique fait référence aux sources de rayonnement sous forme de rayons cosmiques qui proviennent du Soleil ou de l’espace. La Terre a toujours été bombardée par des particules de haute énergie provenant de l’espace extra-atmosphérique qui génèrent des averses de particules secondaires dans la basse atmosphère. Les particules chargées (en particulier les protons de haute énergie) du soleil et de l’espace interagissent avec l’atmosphère et le champ magnétique de la Terre pour produire une pluie de radiations (c’est-à-dire une douche d’air), généralement des radiations bêta et gamma .

Énergie des rayons cosmiques

Le rayonnement cosmique primaire est constitué d’un mélange de protons de haute énergie (~ 87%), de particules alpha (~ 11%), d’électrons de haute énergie (~ 1%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~ 1%). L’énergie de ces particules se situe entre 10 ⁸ eV et 10 ²⁰ eV. Une très petite fraction est constituée de particules stables d’ antimatière , telles que des positons ou des antiprotons . La nature précise de cette fraction restante est un domaine de recherche active.

On a observé que les énergies des rayons cosmiques à ultra-haute énergie (UHECR) les plus énergétiques approchent de 3 x 10 ²⁰ eV, environ 40 millions de fois l’énergie des particules accélérée par le Grand collisionneur de hadrons. L’origine des particules de haute énergie vient de l’espace. On suppose que les particules d’une énergie allant jusqu’à environ 10 ¹⁵ eV proviennent de notre propre galaxie, tandis que celles dont les énergies sont les plus élevées ont probablement une origine extragalactique.

Le rayonnement cosmique solaire fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie (principalement des protons) émises par le Soleil , principalement lors d’événements de particules solaires (SPE). Le rayonnement solaire incident dans la haute atmosphère est principalement constitué de protons (99%), avec des énergies généralement inférieures à 100 MeV. Les événements de particules solaires, par exemple, se produisent lorsque les protons émis par le Soleil s’accélèrent soit près du Soleil lors d’une éruption, soit dans l’espace interplanétaire par des chocs d’éjection de masse coronale. Notez que le Soleil a un cycle de 11 ans, ce qui aboutit à une augmentation spectaculaire du nombre et de l’intensité des éruptions solaires, en particulier pendant les périodes où il y a de nombreuses taches solaires.

Le rayonnement solaire est un risque de rayonnement important pour les vaisseaux spatiaux et les astronautes, il produit également des débits de dose importants à haute altitude, mais seul le rayonnement le plus énergétique contribue aux doses au niveau du sol. Notez que toute personne qui avait été à la surface de la Lune lors d’une éruption solaire particulièrement violente en 2005 aurait reçu une dose mortelle .

Rayonnement cosmique galactique , GCR, fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire. Les GCR sont des noyaux de haute énergie dont tous les électrons environnants ont été éliminés lors de leur passage à grande vitesse dans la galaxie. L’incident GCR sur la haute atmosphère est constitué d’une composante nucléonique, qui représente 98% du total (2% sont des électrons). La composante nucléonique est alors constituée d’un mélange de protons de haute énergie (~ 86%), de particules alpha (~ 12%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~ 1%). Les GCR sont piégés par le champ magnétique galactique, ils ont donc probablement été accélérés au cours des derniers millions d’années et ont voyagé à plusieurs reprises à travers la galaxie. Leur mécanisme d’accélération est incertain, mais l’un des mécanismes possibles est que les particules sont accélérées par des ondes de choc qui se propagent à partir des supernovas. L’énergie de ces particules varie entre 10⁸ eV et 10 ²⁰ eV. Une très petite fraction est constituée de particules stables d’antimatière, telles que des positons ou des antiprotons.

La nature précise de cette fraction restante est un domaine de recherche active. Le taux de fluence GCR varie avec l’activité solaire, étant plus faible lorsque l’activité solaire est plus élevée. Au minimum solaire, en raison d’un blindage du champ magnétique solaire plus faible, la fluence est significativement plus élevée qu’au maximum solaire.

Blindage du rayonnement cosmique

Le champ magnétique terrestre fournit un bouclier de rayonnement vital du rayonnement cosmique. En plus d’une atmosphère protectrice, nous avons également de la chance que la Terre ait un champ magnétique. Le champ magnétique s’étend sur plusieurs dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace, protégeant la Terre des particules chargées du vent solaire et des rayons cosmiques qui, autrement, dépouilleraient la haute atmosphère, y compris la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs. Il nous protège des pleins effets du vent solaire et du GCR. Sans cette protection, la biosphère de la Terre pourrait ne pas exister comme elle le fait aujourd’hui, ou serait au moins limitée à la subsurface. Le champ magnétique terrestre fournit également un bouclier de rayonnement pour les astronautes et l’ISS lui-même, car il est en orbite terrestre basse.

Les calculs de la perte de dioxyde de carbone de l’atmosphère de Mars, résultant du piégeage des ions par le vent solaire, indiquent que la dissipation du champ magnétique de Mars a provoqué une perte presque totale de son atmosphère.

Rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique fait référence aux sources de rayonnement sous forme de rayons cosmiques qui proviennent du Soleil ou de l’espace. La Terre a toujours été bombardée par des particules de haute énergie provenant de l’espace extra-atmosphérique qui génèrent des averses de particules secondaires dans la basse atmosphère. Les particules chargées (en particulier les protons de haute énergie) du soleil et de l’espace interagissent avec l’atmosphère et le champ magnétique de la Terre pour produire une pluie de radiations (c’est-à-dire une douche d’air), généralement des radiations bêta et gamma . Si vous vivez à des altitudes plus élevées ou si vous êtes un passager fréquent des compagnies aériennes, cette exposition peut être considérablement plus élevée, car l’atmosphère est plus mince ici. Les effets du champ magnétique terrestredétermine également la dose de rayonnement cosmique .

Blindage du rayonnement cosmique

Le champ magnétique terrestre fournit un bouclier de rayonnement vital du rayonnement cosmique. En plus d’une atmosphère protectrice, nous avons également de la chance que la Terre ait un champ magnétique. Le champ magnétique s’étend sur plusieurs dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace, protégeant la Terre des particules chargées du vent solaire et des rayons cosmiques qui, autrement, dépouilleraient la haute atmosphère, y compris la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs. Il nous protège des pleins effets du vent solaire et du GCR. Sans cette protection, la biosphère de la Terre pourrait ne pas exister comme elle le fait aujourd’hui, ou serait au moins limitée à la subsurface. Le champ magnétique terrestre fournit également un bouclier de rayonnement pour les astronautes et l’ISS lui-même, car il est en orbite terrestre basse.

Les calculs de la perte de dioxyde de carbone de l’atmosphère de Mars, résultant du piégeage des ions par le vent solaire, indiquent que la dissipation du champ magnétique de Mars a provoqué une perte presque totale de son atmosphère.

Rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique fait référence aux sources de rayonnement sous forme de rayons cosmiques qui proviennent du Soleil ou de l’espace. La Terre a toujours été bombardée par des particules de haute énergie provenant de l’espace extra-atmosphérique qui génèrent des averses de particules secondaires dans la basse atmosphère. Les particules chargées (en particulier les protons de haute énergie) du soleil et de l’espace interagissent avec l’atmosphère et le champ magnétique de la Terre pour produire une pluie de radiations (c’est-à-dire une douche d’air), généralement des radiations bêta et gamma . Si vous vivez à des altitudes plus élevées ou si vous êtes un passager fréquent des compagnies aériennes, cette exposition peut être considérablement plus élevée, car l’atmosphère est plus mince ici. Les effets du champ magnétique terrestredétermine également la dose de rayonnement cosmique .

Composition du rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique primaire est constitué d’un mélange de protons de haute énergie (~ 87%), de particules alpha (~ 11%), d’électrons de haute énergie (~ 1%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~ 1%). L’énergie de ces particules se situe entre 10 ⁸ eV et 10 ²⁰ eV. Une très petite fraction est constituée de particules stables d’ antimatière , telles que des positons ou des antiprotons . La nature précise de cette fraction restante est un domaine de recherche active.

Par la suite, un grand nombre de particules secondaires , en particulier des neutrons et des pions chargés, sont produits à la suite des interactions entre les particules primaires et l’atmosphère terrestre. Comme les pions sont des particules subatomiques à courte durée de vie, la désintégration ultérieure des pions entraîne la production de muons de haute énergie .

Classification du rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique peut être divisé en différents types selon son origine. Il existe trois principales sources de rayonnement:

• Rayonnement cosmique solaire . Le rayonnement cosmique solaire fait référence aux sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie (principalement des protons) émises par le soleil, principalement lors d’événements de particules solaires (SPE).
• Rayonnement cosmique galactique . Le rayonnement cosmique galactique, GCR, fait référence à des sources de rayonnement sous forme de particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire, mais généralement de l’intérieur de notre galaxie de la Voie lactée.
• Rayonnement des ceintures de rayonnement de la Terre (ceintures de van Allen ). Les ceintures de rayonnement de Van Allen sont des zones de particules de haute énergie (en particulier des protons) piégées par le champ magnétique terrestre.

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci