Dosimétrie des rayonnements

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. Les seules sources de radon dans l’environnement sont les désintégrations radioactives des radionucléides primordiaux tels que le  thorium , l’  uranium.

• 

  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

Source de 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.

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.

Voir aussi: 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. Le radon est un élément chimique de numéro atomique 86, ce qui signifie qu’il y a 86 protons et 86 électrons dans la structure atomique. Le symbole chimique du radon est Rn . 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.

Voir aussi: Radon – Effets sur la santé

Le radon-222 est un radio-isotope du radon. 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.

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.

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 (environ 2 mSv / an) 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 la plupart 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 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 plus petit volume (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.

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.

Le radon-220 est un radio-isotope du radon. Le radon-220 est communément appelé thoron , car il s’agit d’un produit de désintégration naturel de l’isotope du thorium le plus stable ( thorium-232 ). Le radon-220 fait partie de la série du thorium .

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.

Voir aussi: Radon – Effets sur la santé

Le rayonnement terrestre fait référence aux sources de rayonnement présentes dans le sol, l’eau, la végétation et le manteau terrestre. 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 . 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 primordiauxet contribue également à la dose annuelle à 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 . Les désintégrations radioactives des membres de ces séries génèrent de la chaleur.

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 alpha radioactifs (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.

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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

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 .

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.

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.

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 .

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.

Rayonnement de l’uranium et de ses produits de désintégration

La  cascade d’ uranium  influence considérablement la radioactivité ( désintégrations par seconde ) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins temporairement, 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.

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 une demi-vie suffisamment longue pour être encore trouvés sur Terre. Le potassium-40 appartient également aux nucléides primordiaux.

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 .

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 alpha radioactifs (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.

En plus des sources cosmiques et terrestres , toutes les personnes ont également des isotopes radioactifs à l’ intérieur de leur corps depuis la naissance . Ces isotopes sont notamment le potassium-40 , le carbone-14 ainsi que les isotopes de l’uranium et du thorium. La variation de la dose de rayonnement d’une personne à une autre n’est pas aussi grande que la variation de la dose provenant de sources cosmiques et terrestres. La dose annuelle moyenne de rayonnement à une personne provenant de matières radioactives internes autres que le radon est d’environ 0,3 mSv / an, dont:

• 0,2 mSv / an provient du potassium-40,
• 0,12 mSv / an provient des séries uranium et thorium,
• 12 μSv / an proviennent du carbone 40.

L’isotope le plus important en ce qui concerne la dose est le potassium-40. La composante dominante de l’exposition par inhalation est les produits de désintégration de courte durée du radon. Mais cette question est si importante qu’elle a été traitée séparément dans la section précédente ( Radon – Effets sur la santé ).

À l’exclusion de la contamination interne par des matières radioactives externes (radon, uranium, etc.), le potassium-40 et le carbone-40 sont les principaux composants de l’exposition aux radiations internes des composants biologiquement fonctionnels du corps humain.

Potassium-40

Le potassium est un élément chimique naturel portant le numéro atomique 19, ce qui signifie qu’il y a 19 protons et 19 électrons dans la structure atomique . Le symbole chimique du potassium est K (du kalium néo-latin).

Le potassium naturel se compose principalement de l’isotope K-39 (93,26%), donc la masse atomique de l’élément potassium est proche de la masse atomique de l’isotope K-39 (39,098 u). Le potassium naturel se compose également de deux autres isotopes: K-41 (6,73%) et K-40 (0,012%). Le potassium-40 est un isotope naturel (radioactif) instable du potassium. Il a une très longue demi-vie de 1,251 × 10 ⁹ ans. Par conséquent, cet isotope appartient aux nucléides primordiaux , car sa demi-vie est comparable à l’âge de la Terre.

Des traces de K-40 se trouvent dans tout le potassium, et c’est le radio-isotope le plus courant dans le corps humain . Le K-40 est un isotope radioactif du potassium qui a une très longue demi-vie de 1,251 × 10 ⁹ ans et subit les deux types de désintégration bêta . De ce point de vue, un corps humain peut également être considéré comme une source d’antimatière.

• Environ 89,28% du temps (10,72% est par capture d’électrons), il se désintègre en calcium-40 avec émission d’une particule bêta (β−, un électron) avec une énergie maximale de 1,33 MeV et un antineutrino , qui est une antiparticule de le neutrino .
• Très rarement (0,001% du temps), il se désintègre en Ar-40 en émettant un positron (β +) et un neutrino.

Potassium-40 à l’intérieur du corps – dose de rayonnement

La concentration de potassium dans le corps humain est strictement basée sur le principe homéostatique. Le potassium est plus ou moins distribué dans le corps (en particulier dans les tissus mous) après avoir été ingéré dans les aliments. Un homme de 70 kg contient environ 126 g de potassium (0,18%), dont la majeure partie se trouve dans les muscles. La consommation quotidienne de potassium est d’environ 2,5 grammes. Par conséquent, la concentration de potassium-40 est presque stable chez toutes les personnes à un niveau d’environ 55 Bq / kg (3850 Bq au total), ce qui correspond à la dose efficace annuelle de 0,2 mSv .

Dose équivalente à la banane – LIT

La dose équivalente de banane, BED, est une quantité informelle de dose d’exposition aux rayonnements ionisants. La dose équivalente de banane est conçue comme un exemple pédagogique général pour comparer une dose de radioactivité à la dose à laquelle on est exposé en mangeant une banane de taille moyenne. Un BED est souvent corrélé à 10 ^-7 Sievert ( 0,1 µSv ).

Les bananes contiennent des concentrations de potassium significativement élevées, ce qui est vital pour le fonctionnement de toutes les cellules vivantes. Le transfert des ions potassium à travers les membranes des cellules nerveuses est nécessaire pour une transmission nerveuse normale. Mais le potassium naturel contient également un isotope radioactif potassium-40 (0,012%). Le potassium-40 est un isotope radioactif du potassium qui a une très longue demi-vie de 1,251 × 10 ⁹ ans et subit les deux types de désintégration bêta .

Un BED est souvent corrélé à 10 ^-7 Sievert (0,1 µSv). L’exposition aux rayonnements résultant de la consommation d’une banane représente environ 1% de l’exposition quotidienne moyenne aux rayonnements, soit 100 doses équivalentes à la banane (BED). Un scanner thoracique délivre 58 000 BED (5,8 mSv). Une dose létale, la dose qui tue un humain avec un risque de 50% dans les 30 jours (DL50 / 30) de radiation, est d’environ 50 000 000 BED (5 000 mSv). Cependant, dans la pratique, cette dose n’est pas cumulative, car le principal composant radioactif est excrété pour maintenir l’équilibre métabolique. De plus, il y a aussi un problème avec la dose collective .

Le BED est uniquement destiné à informer le public de l’existence de très faibles niveaux de radioactivité naturelle dans un aliment naturel et n’est pas une mesure de dose officiellement adoptée.

Dose interne d’uranium et de thorium

Comme cela a été écrit, toutes les personnes ont également des isotopes radioactifs dans leur corps depuis leur naissance . Ces isotopes sont notamment le potassium-40, le carbone-14 et les isotopes des séries uranium et thorium. La variation de la dose de rayonnement d’une personne à une autre n’est pas aussi grande que la variation de la dose provenant de sources cosmiques et terrestres. La dose annuelle moyenne de rayonnement à une personne provenant de matières radioactives internes autres que le radon est d’environ 0,3 mSv / an, dont:

• 0,2 mSv / an provient du potassium-40,
• 0,12 mSv / an provient des séries uranium et thorium ,
• 12 μSv / an proviennent du carbone 14.

UNSCEAR a, sur la base d’un grand nombre d’enquêtes, présenté des valeurs sur l’apport annuel par l’homme des différents isotopes. Nous pouvons mentionner les éléments suivants:

• Ra-226 (22 Bq / an),
• Pb-210 (30 Bq / an),
• Po-210 (58 Bq / an) et
• Ra-228 (15 Bq / an).

Notez que la composante dominante de l’exposition naturelle de fond, qui provient des produits de désintégration de courte durée du radon, n’est pas impliquée ici. Cette question est si importante qu’elle a été traitée séparément dans la section précédente ( Radiation terrestre ).

En conséquence, le rapport UNSCEAR 2000 estime une dose efficace annuelle de 0,12 mSv , qui provient de l’exposition interne par les isotopes des séries uranium et thorium. Le principal contributeur à cette dose est le Po-210 . Notez que le polonium-210, le produit de désintégration du plomb-210, émet une particule alpha de 5,3 MeV , qui fournit la plupart de la dose équivalente. 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.

Les doses internes de carbone 14 et de tritium sont décrites dans l’article suivant: Radionucléides cosmogéniques

Rayonnement interne – 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 interne  , nous parlons généralement de soi-disant  «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  hormesie non 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 de hormesis de radiation .