Quelle est la source interne de rayonnement – Définition

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 .