Par le Professeur en médecine nucléaire Jean-Claude ARTUS.

1. SFEN 19 février 2014
Tricastin
Apprécier les risques de la
radioactivité et les éléments de
la radioprotection
Pr. Jean Claude Artus

2. Pour gérer un risque …
 Le
connaître … sa nature … ses
sources …
 Savoir comment on y est exposé …
 Estimer son importance … sa
grandeur
 Le craindre pour ses conséquences …
 Comprendre pour mieux respecter la
réglementation …
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3. De la Source à ses Effets
Source
radioactivité, nucléaire, RX, RI ...
Exposition
exposition externe, contamination
Absorption
c’est la dosimétrie ... (Gy, mSv)
Effets
Réglementation
Réglementation
expressions pathologiques
radioprotection
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4. Rappels de Physique ! ! ! !
ça part
mal…
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5. 1 - Natures et sources des
rayonnements ionisants
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6.  La
radioactivité
– Nature :
«  », «  », particulaires
«  » électromagnétiques
– Période ou demi-vie, de la sec. à des 106
années
– Énergie s’exprime en multiple d’électronvolt (eV)
– Activité : curies mais surtout en becquerels
Bq A=n
1 Ci = 37.109 Bq = 37 GBq
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9. 
Sources d’exposition naturelle, 3 composantes
– Tellurique (terrestre) : éléments lourds et légers
(Uraniums 238 et 235 et Thorium 232) et K 40, Ru 87
– Cosmique :
» exposition directe varie avec l’altitude,
» exposition radionucléides secondaires C14 et H3 mais
aussi Pu 239
– Interne :
» Endogène : K40 (), C14 (), soit de 10 kBq pour 75 kg
» Exogène : inhalation du radon, , (U 238), très variable
de 1mSv à 20 mSv/an, ingestion aliments
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12. Sources d’exposition artificielle, trois
composantes
– Origine médicale : radiodiagnostic, radiothérapie
depuis les années 1900 plus la médecine nucléaire
depuis les années 1950
– Origine retombées des essais nucléaires, de 1945
à 1980, dans l’atmosphère terrestre Cs 135 et St 90
– Origine industrielle en fonctionnement normal :
» Rejets liquides (H3, produit activation Co 60) et gazeux
(gaz rares, H3, I 131, C14), les déchets (NON)
– Accidents : Windscale 1957, Three-mile Island
1979, Tchernobyl 1986, Fukushima 2011
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14. Radiothérapie
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15. Répartition des doses médicales
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16. Mais je rêve ! ... vous nous
dites qu’il existerait du
« Nucléaire » naturel …!!!
Et encore que la radiologie
serait aussi équivalente au
« Nucléaire » … !
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17. 2 - Après la source : les
différentes façons de s’y
exposer …
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18. Les différents types d’exposition
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19. Exposition à distance, (celle du radiodiagnostic
)
par exemple
- Elle ne concerne de principe que les
REM : RX et ; les sont vite arrêtés
- Les paramètres de cette exposition sont :
» La distance « d » : l’exposition diminue comme
le carré de « d » (comme 1/d2)
» L’atténuation exponentielle du faisceau par des
écrans (dépend de leur coefficient
d’atténuation… et donc de leur masse atomique)
» Le temps : l’exposition est directement
proportionnelle au temps
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20. ATTENUATION d’un faisceau de REM
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22. Conséquences
radiologiques
rayonnement
primaire
rayonnement
transmis
rayonnement
diffusé
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23. Exposition au contact de la source
celle de la Contamination
-
Elle concerne tous les types de radioactivité et
particulièrement les 
Il faut distinguer la contamination externe, sur la
peau, (dont le traitement est le lavage) de …
l’interne … : respiration, ingestion, effraction
cutanée
Pour la cont. Intern. : ses paramètres sont plus
complexes et dépendent de la nature des
Radioéléments et de leurs affinités pour les organes
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24. La double décroissance

25. La contamination radioactive
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26. 3 - L’absorption de l’énergie
suite à l’exposition
( à distance ou au contact ! )
DOSIMETRIE
Grandeurs et Unités en
Radioprotection : gray, sievert
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27. Grandeurs de base
 Dose
absorbée D = énergie/masse,
1J/kg = 1gray, Gy
Efficace E = D x Wr x Wt
sievert, Sv
 Dose
 Dose
engagée : sommation pour
les contaminations internes
seulement, elle dépend des
paramètres de cette contamination
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28. Energie … et EFFETS de l’énergie
De l’énergie dont
la grandeur est
la dose
Des Doses !
Selon
leurs utilisations

29. De la dose absorbée à la dose efficace
Wr
1 Gy
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30. La Dose Efficace (E) est la
grandeur fondamentale de la
radioprotection
C’est la grandeur estimée du risque, pour
l’organisme entier, de voir apparaître des
effets tardifs (les cancers) …
Cette grandeur de radioprotection permet de
ramener ce risque, lors de l’exposition partielle, à un
risque équivalent pour la totalité de l’organisme ; les
risques itératifs, de ce fait, deviennent cumulables…
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32. Doses annuelles délivrées par les
sources naturelles (en mSv)
Sources
Dose
moyenne
0,41
x 2 (1500 m)
tellurique
0,46
0,3 à 200 mSv
radon
1,30
0,2 à 20 mSv
organisme
0,23
stable
cosmos
Total
Variations
2,4 mSv jusqu'à 400 mSv
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33. Importance relative des sources d’exposition
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34. Autres exemples de dose
(ordre de grandeur)
Irradiation annuelle au Kérala : 6 à 15 mSv
 Vol Paris/New-York : 0,05 mSv
 Un jour en orbite de la terre : 1 mSv
 Une radiographie du thorax : 0,2 mSv
 Une radiographie dentaire : 0,01 à 0,02 mSv
 Irradiation d’une tumeur correspond à : 20 à
60 Gy!!!

ATTENTION : irradiation totale ou partielle ?
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35. Comparaison du risque nucléaire
de cancer avec un autre facteur
cancérigène bien connu !
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36. Le Risque d’1 paquet jour / un an
=> À celui de 250/300 mSv
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37. Etonnant !
NON ?
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39. Expositions Médicales
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40. Vous l’avez
compris,
l’important
c’est la DOSE
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41. Ordre de grandeur de doses délivrées
par les principaux examens médicaux
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42. En définitive connaitre le risque
pour la santé est d’une extrême
facilité …
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43. 4 - Effets Pathologiques des R.I.
(radioactivité, RX, accélérateurs …)
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44. Effets élémentaires
Résultent d’ionisations, excitations
qui directement ou indirectement =>
 lésions de l’ADN (pour rester simple…)

importance du TEL lésions simples, dble brin,
lésions complexes (épigénétiques),
chromosomiques, instabilité génétique

Réparation de l’ADN (plusieurs étapes)
– Fidèle « sb » : vie normale cellulaire
– Fautive « db » :
– Influence du débit sur le cycle cellulaire
(réponse adaptative)
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45. R.I. ( RX)
R.I. ( RX)
Ionisations, excitations
10-6 s.
10-6 s.
Radiolyse
Radiolyse
Effets directs
Effets directs
Lésion de l’ADN
Lésion de l’ADN
Réparation fautive
Réparation fautive
min.
min.
heures
heures
jours
jours
Mutation non létale
Mutation non létale
Effet létal
Effet létal
Mort
Mort
cellulaire
cellulaire
Réparation fidèle
Réparation fidèle
Survie normale
Survie normale
-
RIEN
RIEN
+
Système
Système
immunitaire
immunitaire
semain. Radiopathologie
semain. Radiopathologie
mois
mois Inflammation, nécrose,
Inflammation, nécrose,
Organes Gonade
Organes Gonade
hypoplasie
hypoplasie
années
années
générat. .
générat
cancers
cancers
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Anomalies
Anomalies
Héréditaires ?
Héréditaires ?

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49. Quels effets pathologiques ?
Ils sont schématiquement de
deux types :
 D’apparition obligatoire

D’apparition incertaine (estimée
sur 1 grand nombre de cas !)
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50. Le « coup de soleil » : obligatoire
Le « cancer cutané » : aléatoire
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51. Je peux vous le
confirmer :
- j ’ai toujours un
peu de bronchite
- j’espère ne
jamais avoir une
« saloperie » du
poumon !
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52. Effets pathologiques des R.I.
Dose
Obligatoires
Aléatoires
Probabilité
Gravité
augmente
avec la dose
Seuil
RIEN
Le risque de cancers
augmente avec :
- la dose
- le temps
Gravité constante
Seuil incertain
Précoces (semaines)
Tardifs (à partir de 3 ans)
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Temps

53. De quels paramètres
dépendent les effets ?
Qu ’il s ’agisse d ’effets déterministes précoces,
ou aléatoires tardifs ...



Avant tout de la DOSE
Du débit de dose !
De la nature du tissu concerné
– exposition corps entier
– exposition partielle


De l ’âge (surtout ) du sexe (peu)
Sûrement de prédispositions génétiques
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54. Effets sur la santé (1)
Effets obligatoires exp. CE (rares) :
– obligatoires au dessus d’un seuil de dose, à
débit élevé, 800 mGy
– la gravité augmente avec la dose jusqu’à la
mort pour 6000 mGy
– apparition précoce ( quelques Heures à
quelques Jours ) [brûlures, hémorragies,
stérilités, nécroses, morts ... ]
– Réapparaissent en radiologie interventionnelle …
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55. Effets déterministes : Radiopathologie*
(précoces)
0 à 0,8 Gy : aucun signe clinique
 0,8 à 2 Gy : asthénie, vomissements,
 2 à 4,5 Gy : hémorragies, infections,
 4,5 à 6 Gy : accentuation des signes
 > 6 Gy : mort

* Exposition corps entier
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56. Doses seuils des effets déterministes
(adulte)
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58. EFFETS TARDIFS non Déterministe (aléatoires)
La démonstration des effets stochastiques, qu'il
s'agisse de cancers (ou d'anomalies génétiques) :
• repose sur la mise en évidence d'une
augmentation significative de la fréquence de
ces affections sur un ensemble suffisamment
important de sujets exposés
• doit donc s’appuyer sur d'études
épidémiologiques particulièrement difficiles
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59. Evaluation du Risque Cancer
en fonction de la Dose
Mais on n’a jamais observé
d’excès de cancers au dessous
de 150 mSv chez l’adulte et au
dessous de 100 mSv chez
l’enfant !
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62. 5 – Radioprotection
Organismes
et
Origine des textes

63. La Radioprotection
Trois grands Principes
Justifier l’exposition
 Justifiée, il faut
l’optimiser
 Et au total, la limiter
(mais pas en
médecine)

La réglementation
Pour les travailleurs :
le code du travail
 Pour le public et les
patients, le code de
santé publique

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64. Les textes …
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65. Seuil de danger ou réglementaire ?
Ne pas confondre …
 Doses à ne pas dépasser
– pour les effets incertains
(cancers, …) 100/150 mSv (seuil
d ’effet décelable, chez les
adultes)
– pour les effets obligatoires
(brûlures, stérilité, etc.) 800
mGy (dose corps entier)
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 Dose à ne pas
dépasser
pour le public
– 1 mSv/an (naturelle 2,3
mSv/an)
pour les travailleurs
- 20mSv /an

66. ORGANISMES
INTERNATIONNAUX
 CIPR : Commission Internationale de Protection
Radiologique (1928), édicte des Recommandations issues donnés
scientifiques disponibles sous forme de publication : ex CIPR 60
 UNSCEAR : comité scientifique de l’ONU (1955)
 BEIR : agence scientifique américaine,
 AIEA : Agence Internationale de l’Energie Atomique,(1956) promotion de
l’utilisation pacifique de l’énergie atomique (sûreté nucléaire)
 OMS : peu !
Il faut retenir de l’existence, déjà ancienne, de ces
organismes, qu’ils sont à l’origine d’une réglementation
internationale largement « considérée » qui préfigure ce
qui pourrait se passer dans d’autres domaines …

67. La mise en œuvre des
dispositions réglementaires
Les Organismes
Nationaux

68. Les Organismes en question !
• IRSN : institut de radioprotection et sûreté
nucléaire
• ASN : direction générale de sûreté nucléaire et
de radioprotection
• DRT : direction des relations du travail
Un seul organisme ne peut être juge et partie, il doit
exister une séparation entre le contrôle et
l’expertise … et il ne faut pas confondre les deux

69. Organisation générale
Depuis le 22 février 2002 (décret 2002-255)
MINISTRE
MINISTRE
MINISTRE
INDUSTRIE
ENVIRONNEMENT
SANTE
Contrôles
ASN
ASN
DRIRE
DRT
ASN
Rég.
Inspection
travail
Expertise

70. Sûreté nucléaire …
• Ensemble des dispositions prises à tous les stades
–
–
–
–
de la conception
de la construction
de l’exploitation
de l’arrêt
des installations
nucléaires
• pour assurer la protection des personnes et de
l’environnement contre la dispersion des produits
radioactifs.
Pratique médicale : SN = appareillage et installation

71. Missions de l’ASN
 Elaborer, proposer et mettre en œuvre réglementation en matière
de sûreté nucléaire et de radioprotection
 Prendre des décisions réglementaires à caractère technique pour
compléter les modalités d’application des décrets et arrêtés (…) à
l’exception de ceux ayant trait à la médecine du travail
 Délivrer les agréments requis aux organismes qui participent aux
contrôles et à la veille en matière de sûreté nucléaire ou de
radioprotection
 Organiser des inspections visant au contrôle de la radioprotection
dans les domaines industriel, médical et de la recherche.
 Participer au contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection
et à l’information du public

73. Missions et Rôles
 expertise et recherche dans les domaines de
la sûreté nucléaire et de la radioprotection
 contribue à la formation en radioprotection des
travailleurs professionnellement exposés et
des professionnels de santé
 participe à la surveillance radiologique de
l’environnement
Organisme d’information, d’appui technique et d’expertise scientifique
du matériel ; réalisera les mesures de radioactivité ; collecte et exploite
sur la dosimétrie des travailleurs

74. Raison ou
convictions ?
Les connaissances
ne se décrètent
pas …, elles se
révèlent !

75. Et pour compléter vos
connaissances (en vous distrayant)
jc.artus@numericable.fr
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