Mesure du rayonnement

La technique de mesure du rayonnement est plus complexe que les moyens habituels utilisés pour déterminer des caractéristiques comme la masse, la distance ou la température. Cette complexité découle en partie du fait qu’il existe plusieurs types de rayonnement et en partie du fait que l’on mesure différemment la quantité de rayonnement émis par une source radioactive et l’effet de ce rayonnement sur un objet ou une personne.

Désintégration radioactive

La radioactivité consiste en la propriété d’une substance à se transformer spontanément en une autre en émettant un rayonnement. Il s’agit d’une propriété que l’on peut mesurer et comparer.

Chaque élément (par exemple le carbone ou l’uranium) renferme plusieurs types d’atomes ayant une masse différente, qu’on appelle « isotopes ». Par exemple, l’uranium 238 est un isotope dont le noyau renferme trois particules de plus que celui de l’uranium 235. Certains isotopes sont moins stables que d’autres. Lorsqu’un atome se divise (selon le processus de désintégration radioactive), il libère de l’énergie sous forme de particules subatomiques. La partie de l’atome qui est éjectée est appelée « rayonnement »; celle qui reste devient un type d’atome différent.

Le taux de désintégration varie d’un isotope à l’autre. Pour désigner ce taux, on emploie le terme « période radioactive » (ou« demi-vie »), qui représente le temps nécessaire pour que la moitié d’une substance devienne une autre substance par suite d’un processus de désintégration – et qu’il n’en reste plus que la moitié.

Par exemple, avec une période radioactive de 4,5 milliards d’années, l’uranium 238 est très stable. Comme son taux de désintégration est très faible, il n’est pratiquement pas radioactif. En revanche, avec une période radioactive d’un peu moins de deux heures, le fluor 18 est très radioactif. Il est très utile en médecine nucléaire –, mais il ne dure pas très longtemps.

Mesure de la radioactivité

La radioactivité d’un objet représente la quantité de rayonnement qu’il émet.

Le becquerel (Bq) constitue l’unité de mesure internationale de la radioactivité. Un becquerel équivaut à la désintégration d’un atome par seconde. Cette désintégration se traduit par l’émission de particules ou de photons.

Le becquerel est une très petite quantité. Par exemple, les bananes renferment du potassium. Or, une certaine quantité de ce potassium est du potassium 40, qui est un radio-isotope. En moyenne, la radioactivité d’une banane est d’environ 15 Bq. Avec une radioactivité de 20 000 Bq en moyenne, le corps humain est beaucoup plus radioactif.

Certaines substances sont beaucoup plus radioactives que d’autres. Par exemple, la radioactivité d’un milligramme d’uranium 238 est de 10 Bq, comparativement à 100 MBq (ou 100 000 000 Bq) pour la même quantité d’américium 241.

Le Curie (Ci) est une unité de mesure plus traditionnelle de la radioactivité. Un curie représente 3,7 milliards de becquerels.

Dose de rayonnement

Le becquerel mesure la radioactivité d’un objet, mais la dose de rayonnement reçue par une personne varie selon la distance par rapport à la source et la durée de l’exposition. C’est pourquoi une autre unité est nécessaire pour mesurer cette valeur.

Le sievert (Sv), ou ses dérivés plus courants le millisievert (mSv) ou le microsievert (μSv), est l’unité de mesure de la dose de rayonnement la plus répandue. Il indique la dose efficace de rayonnement absorbée par le corps.

Le sievert n’est pas à proprement parler une unité de mesure physique. Il s’agit d’une estimation que l’on établit en calculant de nombreux facteurs tels que la quantité d’énergie libérée par le rayonnement ionisant, le type de rayonnement (par exemple les particules alpha sont plus énergétiques que les rayons gamma) ainsi que la sensibilité des parties du corps exposées au rayonnement.

Le rayonnement est présent dans l’environnement naturel et tous les gens en reçoivent chaque année une dose d’environ 2,4 mSv en moyenne. Diverses activités médicales, professionnelles ou récréatives ajoutent à cette dose comme en témoigne le graphique ci-après.

Radiation doses and effects (French)

Des études ont montré qu’il n’y a aucun risque observable pour la santé humaine à une dose inférieure à 100 mSv par an. Néanmoins, l’industrie nucléaire canadienne s’évertue pour maintenir les doses au niveau le plus bas qu’il est raisonnablement possible d’atteindre (principe ALARA). Par exemple, la limite de dose réglementaire pour la population canadienne est de 1 mSv pour une année civile, mais la dose moyenne à quelques kilomètres d’une centrale nucléaire canadienne est en moyenne 1 000 fois inférieure.