Archives par catégorie : Radioactivité

Survivre à un accident nucléaire ou radiologique

C'est un fait, le risque nucléaire et radiologique soulève beaucoup d'inquiétudes. Trouver de l'information pertinente sur les attitudes à adopter n'est pas si facile. Du coté des autorités, les conseils donnés peuvent parfois laisser sur leur faim les personnes souhaitant se préparer, et du côté des survivalistes, il faut bien reconnaître qu'on entend parfois tout et n'importe quoi. Partant de ce constat j'ai décidé de demander directement à des professionnels de la radioprotection sur le Forum technique de RadioProtection Cirkus leur avis sur la meilleure façon de se protéger face à divers risques radiologiques.

Voici une synthèse des réponses obtenues. Un grand merci à tous les intervenants du RPcirkus pour avoir pris le temps de répondre à mes questions :) Si jamais vous souhaitez en apprendre d'avantage sur la radioactivité et les instruments de mesure n'hésitez pas à vous inscrire sur leur forum, qui est une mine d'information !

J'arrive sur les lieux d'un accident de la route, et un paquet arborant le symbole radioactif gît au sol. Ou bien je découvre un tel paquet par hasard dans d'autres circonstances. Quelle conduite adopter ?

"J'appelle les pompiers ou la gendarmerie comme pour un accident "normal", je préviens qu'il y a ce type de paquet sur la route (...) et s'il faut sauver le bonhomme, j'aurai tendance a y aller aussi, les emballages sont sensés résister a un accident".

"Informer les services de secours (112) en leur précisant le caractère "radioactif" du colis et préciser si celui-ci, de visu, est intègre. Si connaissance du numéro d'urgence radiologique, composition de celui-ci (0 800 804 135)".

"Je rajouterais qu'après avoir secouru les éventuels victimes, appelé les secours et leur avoir signalé le colis, j'éviterais de rester juste à coté du colis en m'éloignant de plusieurs mètres."

Un incendie se déclare dans un centre de radiologie à proximité de mon domicile ou de mon lieu de travail. Dois-je craindre une contamination radioactive ?

"S'il s'agit bien d'un service de radiologie, aucune contamination radioactive n'est possible puisqu'un tel service ne peut détenir (et donc encore moins manipuler) de radionucléide : on ne trouve que des générateurs électriques émetteurs de rayonnements X. Par contre, s'il s'agit d'un service de médecine nucléaire ou d'un centre de radiothérapie pratiquant de la curie thérapie, là, en cas d'incendie, il peut effectivement avoir dissémination de radionucléides via les fumées et gaz de combustion..."

"Si c'est un centre de radiologie aucun risque. comme dis par les autres, ce sont des accélérateurs d'électron avec un bouton ON/OFF."

Une "bombe sale" explose à proximité. Je ne suis pas blessé, mais pourrait avoir été contaminé. Quelle conduite adopter pour me décontaminer le mieux possible ?

"Prendre une douche, et suivre les consignes des services de secours. Mais comment faire pour savoir que c'est une bombe sale ?"

"Etre pris en charge par les services de secours compétents, autrement dit rester sur place..."

"Appeler les secours, me signaler auprès d'eux en restant sur place et attendre leurs consignes."

"Prendre une douche pour ce qui est corporel, boire de l'eau pour l'interne. "

"Pour la douche: il faut la prendre tiède. Pas froide pour ne pas fermer les pores et pas chaude pour ne pas les ouvrir. Se savonner doucement. La peau sans lésion offre une protection naturelle très efficace contre la contamination. Si on crée une lésion en récurant la peau, la contamination pourra rentrer".

Un accident majeur a lieu dans une installation nucléaire à proximité. Faut-il favoriser l'éloignement le plus rapide possible, ou le confinement ?

"Confinement et écoute des services compétents qui ne manqueront pas d'avertir les populations. L'évacuation risque plus d'engorger les routes, bloquant l'arrivée des services de secours, et créer une situation a la Walking Dead : tout le monde panique, y a des accidents, et le bordel engendré est pire que l'accident en lui-même... Donc il faut écouter la radio/la télé, ne pas engorger les réseaux mobiles, et rester calme".

Un certain nombre de personnes soucieuses de se préparer à un accident nucléaire acquièrent par leurs propres moyens des pastilles d'iodure de potassium. Quels sont les dangers d'une automédication en la matière ? Les bénéfices restent-ils selon vous supérieurs aux risques ?

"Alors la pastille d'iode qu'on soit bien d'accord protège uniquement d'un accident avec rejet d'iode massif (Tchernobyl , Fukushima) et durant un temps limité. Sur les effets, c'est simple : tu satures ta thyroïde. Donc si tu le fait trop souvent, en trop grande quantité vu que l'iode est un antiseptique tu vas dans un premier temps détruire toute ta flore de ton corps avec tous les effets indésirables (diarrhée, nausée, sensibilité accru aux blessures), dans un second temps si tu continue encore à en prendre une tous les matins au petit déjeuné problèmes urinaires, allergies, des résistances du corps humains aux traitements médicaux, puis blocages des reins donc mort. Conclusion, il y a beaucoup plus de risque à se faire son automédication en prenant sa gélule à chaque fois que l'on entend nucléaire qu’éventuellement un jour funeste la prendre 1 heures plus tard sous conseil des autorités, car si tu es bien resté confiné chez toi, comme dit précédemment tu n'aura couru quasiment aucun risque."

"Même en cas d'accident nucléaire il faut écouter une radio nationale pour connaitre le moment où ingérer l'iode. Si l'on en prend avant, lorsque le nuage arrive au-dessus de nous il est possible que notre thyroïde ne soit plus saturée. Mais dans la grande majorité des cas, si il y a un accident nucléaire il n'y aura pas de rejet dans l'atmosphère. "

Quels matériels de protection et de détection conseilleriez-vous aux personnes souhaitant se préparer sérieusement à un accident nucléaire / radiologique ? Masques à gaz et combinaisons étanches constituent-ils de bonnes protections ?

"Une séance chez le psy. Parce que dans ce cas il doivent aussi se soucier des chutes d'avion, des accidents de voitures, des piqures de requins et morsures d'abeille, chute de noix de coco, etc... Plus sérieusement, hormis dans une zone sérieusement touchée, un masque papier sera largement suffisant. "

"La première chose si on parle bien d'un incident type Tchernobyl , Fukushima, c'est le confinement dans des bâtiments fermés, le temps que le panache passe. Car le premier danger dans ce cas là, c'est l'irradiation. Rester donc écouter les consignes des autorités. Ensuite pour la contamination, les masques et combinaison sont bien dans un premier temps mais ils sont difficiles à porter plusieurs heures, se pose la question du déshabillage, si tu ne le fait pas correctement ba ça n'aura servit à rien de les mettre... Si en plus tu rajoutes qu'une cartouche filtrante n'a une durée de vie que de 5 ans si elle est bien resté fermée dur dur..."

Je pense avoir été contaminé (en interne) par des radio-éléments. Au delà des traitements médicaux, existe-t-il des pratiques pouvant être mises en oeuvre par tout un chacun pour éliminer au moins en partie ces radio-éléments par les voies naturelles ?

"Boire de l'eau. Le corps est une chouette machine et va se charger tout seul d'éliminer en partie la contamination. Et l'interprétation personnelle d'un hypocondriaque n'est pas bonne conseillère. Contacter l'ASN ou l'IRSN sera la meilleure chose à faire dans ce cas."

"Les radionucléides (RN) incorporés sont éliminés si la période effective le permet, par voies naturelles (urine - sueur / selles). On peut limiter l'incorporation du RN par lavage des fosses nasales, bain de bouche voir laxatif (si ingestion), accélérer son élimination dans certain cas comme en augmentant la diurèse pour les RN qui se fixent dans le corps entier tel le 3H, ou empêcher la fixation du RN sur son organe cible en utilisant des chélateurs, mais là on est dans le domaine de l'acte médical.... Tout va dépendre de la nature du RN ainsi que du mode d'incorporation. Si vous avez un radionucléide qui a une période biologique et une période radiologique longues (et donc une période effective longue) tel le Plutonium, et que celui-ci s'est fixé sur son organe cible (principalement les os), vous aurez beaucoup de mal à l'évacuer..."

"En plus de ce qu'on dit les gens (...) la sudation ! Boire de l'eau c'est bien, suer en buvant de l'eau c'est encore mieux !"

L'imaginaire collectif décrit souvent les accidents nucléaires majeurs comme étant de nature apocalyptique. Pourtant des gens vivent à Hiroshima et Nagasaki, et toute vie n'a pas disparu à Tchernobyl ou à Fukushima. Ces zones ne sont donc pas définitivement condamnées. A-t-on une idée de la durée de vie d'une zone d'exclusion mise en place suite à un accident nucléaire ?

"Les zones ne sont pas condamnées. Certes, il y a un sérieux problème de contamination. Néanmoins, la nature reprend toujours ses droits et ce n'est pas parce que l'homme ne peut plus y habiter que c'est un problème pour d'autres espèces. Pour Tchernobyl, la zone d'exclusion va le rester encore un sacré moment. Parce qu'il y a toujours des traces de contamination et ce sera le cas un bon moment encore. Apres, des gens y vivent, c'est vrai. Essayez d'aller expliquer a une personne de 70 ans que dans 20 ans elle aura un cancer. Les pseudo-reportages interviewant ces personnes (souvent les mêmes d'ailleurs) ne prennent pas ce fait la en compte et se contentent de dire que malgré les risques les gens restent dans la zone. Cela concerne une poignée d'individus, trop vieux pour avoir des enfants, trop vieux pour être inquiet des effets stochastiques, trop vieux pour qu'on leur demande de quitter l'endroit ou ils ont vécu toute leur vie. Apres, concernant Tchernobyl, la question intéressante serait de savoir pourquoi il n'y a pas cette zone d'exclusion en Bielorussie. Un autre fait sympa a savoir : autours de Tchernobyl, il n'y a plus d'activités humaines. Donc les bestioles s'en donnent a coeur joie pour se reproduire et vivre en paix. Je n'y ai pas rencontre de cheval a 5 pattes, de sanglier disproportionné ou de loup faisant copain-copain avec un lapin."

"Au pif je dirai 300 ans, 10 fois la période du 137Cs."

Revue : compteur geiger GQ GMC-300

Pour qui cherche à s'équiper d'un détecteur de radioactivité, le compteur geiger GMC-300 produit par GQ Electronics est un compteur geiger amateur d'un très bon rapport qualité/fonctionnalités/prix. Cela fait quelque année maintenant que je le possède, et je ne le regrette pas, même s'il ne s'agit pas du compteur ultime.

Le tube geiger-müller qu'il contient est un M4011 de fabrication chinoise, donné pour être d'une sensibilité équivalente à celle du SBM-20 russe qui équipe la majorité des compteurs grand public. Ce tube est capable de détecter les rayonnements beta et gamma/X.

Il est livré en standard avec un câble USB d'environ 1m pour recharger sa batterie et communiquer avec un ordinateur, un chargeur USB secteur (prise US), un chargeur voiture, et un CD (non visible sur la photo) :

compteur geiger GQ GMC-300

En plus du haut-parleur piézo-électrique qui donne une indication audible des radiations, l'appareil est doté d'un écran LCD matriciel proposant plusieurs modes d'affichage. Un affichage graphique, montrant l'évolution dans le temps du nombre de détections et le nombre de coups par minutes, de rems ou de sieverts :

Affichage graphique compteur geiger GMC-300

Ainsi qu'un affichage textuel montrant le nombre moyen de coups par minutes, le nombre moyen de rems ou sieverts, et le nombre total de coups depuis l'allumage (ce qui est très pratique pour les faibles activité et autorises des mesures longues même sans ordinateur connecté) :

Affichage textuel compteur geiger GMC-300

Attention quand même au nombre de sieverts ou de rems affiché par l'appareil : comme tous les compteurs geiger non compensés, ceux-ci ne sont corrects que face à un isotope donné, dans certaines conditions de géométrie de la mesure, et ne prenant en compte que les rayons gamma. Ce qui veut dit que la valeur affichée est fausse dans la plupart des cas. C'est pourquoi je conseille comme sur n'importe quel autre compteur geiger non compensé de n'afficher que des CPM (coups par minute) ou CPS (coups par seconde).

Le rétro-éclairage de l'écran peut être activé et désactivé à loisir, de même que la détection automatique de l'orientation de l'appareil.

Il est possible de programmer une alarme, qui se déclenchera en cas de dépassement d'une valeur de CPM ou de sieverts que vous aurez spécifié.

L'appareil est doté d'une mémoire non volatile qui permet d'enregistrer jusqu'à 7 jours de mesures. N'utilisant pas cette fonction je m'abstiendrai de la commenter. Par contre j'utilise régulièrement l'appareil connecté à mon ordinateur afin de tester mes échantillons radioactifs. Le logiciel GMC Data Viewer fourni gratuitement par GQ Electronics est spartiate mais fonctionnel. En faisant des mesures longues de plusieurs minutes et en exportant des fichier CSV, il est alors possible de mettre en évidence des niveaux de radioactivité très faibles, comme la radioactivité émise par du sel de régime (chlorure de potassium). La connexion à un ordinateur permet également de faire de la surveillance continue de la radioactivité. Certaines personnes partagent d'ailleurs sur le web leurs données.

L'appareil est compact, de la taille d'un walkman, et tient parfaitement dans une boite Pelican 1020 (à acheter séparément), ce qui permet de faire des mesures dans des milieux exposés à l'humidité :

Compeur geiger GMC 300 dans Pelicase 1020

Notez quand même que la boite en polycarbonate épais bloquera une grosse partie des rayons beta. Pour les rayons gamma, pas de problème.

Au niveau des reproches qu'on pourrait faire au GMC-300 je mentionnerai quand même le fait que lorsque l'appareil est exposé à une forte dose de rayons (plusieurs centaines ou milliers de CPM), le compteur semble ne pas vouloir revenir en dessous de 100 CPM alors même que la source radioactive a été enlevée et que le bruit de fond est normalement de 20 à 35 CPM. J'ignore si ce problème est électronique ou logiciel, mais la solution est simple : il suffit d'éteindre et rallumer le compteur pour revenir à la normale. Ce défaut n'est donc pas rédhibitoire.

Au final, dans cette gamme de prix (moins de 150 euros), il s'agit du meilleur compteur que je connaisse, et je le recommande. Les Radex, plus connus, sont plus chers tout en offrant moins de fonctionnalités. En plus ils n'affichent que des sieverts ce qui est trompeur.

Le GQ GMC 320 (le successeur du 300) peut être commandé chez Amazon pour 126 euros port inclus.

Radioactivité : les types de rayonnement

Puisque je parle régulièrement de radioactivité sur ce blog, il me semble pertinent de faire un point sur les différents types de rayonnements ionisants, leurs dangers et la façon de s'en prémunir. On distingue classiquement 3 grand type de rayonnements : alpha, beta et gamma/X. Il en existe d'autres comme les neutrons mais ils sont rarement rencontrés à l'extérieur des réacteurs et installations scientifiques.

Radioactive man

Rayons Alpha (α)

Les particules alpha sont un assemblage de 2 protons et 2 neutrons. Il s'agit en fait de noyaux d’Hélium. Leur énergie cinétique varie de 4 à 8 MeV (megaélectron-volt), ce qui est considérable. Du fait de leur masse et de leur charge électrique positive, les particules alpha sont très peu pénétrantes : une feuille de papier de 0.08mm d'épaisseur suffit à les arrêter, et leur libre parcours dans l'air varie de 2.5cm à 7cm en fonction des énergies. La couche de cellules mortes à la surface de notre peau bloque également les particules alpha, ce qui explique pourquoi elles sont inoffensives en exposition externe. Néanmoins quand elles sont émises à l'intérieur du corps, les particules alpha s'avèrent très dangereuses car elle dissipent leur énergie en ligne droite sur une très courte distance, ce qui détruit les cellules irradiées. Le facteur de pondération des rayonnements alpha est de 20, contre 1 pour les rayonnement beta et gamma. Cela signifie qu'à énergie égale, pour de faibles doses, les rayons alpha sont 20 fois plus nocifs que les rayons beta ou gamma. L'émetteur alpha auquel nous sommes le plus exposés est le radon, un gaz naturel radioactif qui représente en France 34% de notre exposition totale à la radioactivité. Le radon serait responsable de 6 à 15% des nouveaux cas de cancer du poumon.

Rayons Beta (β)

Les particules beta sont des électrons de charge positive ou négative dont l'énergie varie de 10 KeV à 4 MeV. Mais leur énergie moyenne est le plus souvent inférieure à 1MeV. Les rayonnements beta sont davantage pénétrants que les alpha. Leur libre parcours dans l'air varie entre 0 et 3m en fonction des énergies. Une épaisseur de 3mm d'aluminium ou de 1cm de plexiglas suffit à arrêter l'essentiel des particules beta. En ce qui concerne les êtres vivants, les beta de forte énergie peuvent pénétrer 5 à 6mm de tissus mous. A la différence des alpha ils ont tendance à ricocher dans la matière et à dissiper leur énergie plus progressivement ce qui les rend relativement moins dangereux que les alpha. En exposition externe, les dégâts de rayons beta concernent donc essentiellement la peau. Un émetteur de rayons beta rencontré en cas d'explosion ou d'accident industriel nucléaire est le Cesium 137 (il émet aussi des gamma).

Rayons Gamma (γ) et X

Les rayons gamma et les rayons X sont en fait la même chose, à savoir des photons. Seule leur origine diffère. Leurs énergies varient grandement, et peuvent monter jusqu'à plusieurs centaines de GeV, mais dans la pratique on s'intéresse rarement aux gamma au delà de 4MeV. Les rayons gamma sont extrêmement pénétrants et ne peuvent être stoppés à 100% comme les alpha ou les beta. On ne peut que les atténuer. Ainsi, pour diviser par 2 l'intensité d'un rayonnement gamma de 600KeV comme celui produit par du Césium 137, une épaisseur de 4.9mm de plomb ou de 3.66cm de béton est nécessaire. Cela est dû à la façon dont les rayons gamma interagissent avec la matière : à la différence des alpha et beta qui dissipent leur énergie progressivement, les particules gamma soit interagissent et dissipent à 100% leur énergie, soit n'interagissent pas du tout. Une particule gamma prise isolément peut donc traverser un corps sans l'ioniser le moins du monde ! De ce fait les rayons gamma sont relativement moins ionisants que les autres types de radiations.

Envie d'en apprendre davantage ? Je vous suggère la lecture du livre "La radioactivité sous surveillance et autres notions en radioprotection" par Marc Ammerich. L'ouvrage est très bien fait et accessible à tous.

Pour mesurer des doses, optez pour un dosimètre !

Quand on s'intéresse à la radioactivité, les notions de dose et de débit de dose apparaissent rapidement, puisque ce sont ces grandeurs, exprimées en sieverts, qui servent à caractériser la dangerosité ou non d'une exposition aux rayonnements. Par exemple, la dose reçue lors d'un aller-retour Paris New-York (du fait des radiations plus importantes en altitude) est de 0.06 mSv. Et le débit de dose moyen en France dû à la radioactivité naturelle varie de 0.04 à 0.15 µSv/h selon les régions.

Le problème est que les doses ne peuvent pas se mesurer. On ne peut que les estimer. Les compteurs geiger standards, même s'il affichent des sieverts, sont très mauvais pour estimer les doses, car ils ne tiennent compte ni des énergies, ni de la nature des rayonnements. Du coup les doses affichées sont le plus souvent fantaisistes (c'est pour ça que je préfère un affichage en CPM sur un compteur geiger).

Quel appareil utiliser alors si on souhaite mesurer des doses et des débits de doses et s'assurer qu'un environnement ou un objet n'est pas dangereux ? La réponse est simple : un dosimètre. Le mien, acquis d'occasion, est un DMC 90 produit par la société Merlin Gerin. Les valeurs qu'il retourne sont des valeurs Hp10, c'est à dire des équivalents de dose estimés pour le corps entier. Comme la plupart des dosimètres, seuls les rayons gamma et X sont pris en compte (à partir de 50 KeV).

Dosimètre gamma DMC 90 Merlin Gerin

Le DMC 90 utilise comme détecteur non pas un tube geiger-müller, mais une diode au Silicium. Sa réponse en énergie suit la courbe théorique ICRU 39 à mieux que ±20% de 60keV à 3Mev. En clair, cela indique que le nombre de millisieverts affiché sera correct à ±20% peut importe les énergies et donc les radioéléments considérés (Césium 137, Uranium, Thorium, Radium etc). Un compteur geiger lui est calibré pour un seul radioélément, typiquement le Cesium 137, ce qui fait qu'en présence d'un autre radioélément les résultats seront erronés.

L'utilisation du DMC 90 est très simple puisqu'il ne possède qu'un seul bouton, qui ne sert en utilisation courante qu'à passer de l'affichage de la dose accumulée (en mSV) à l'affichage du débit de dose (en mSv/h). La remise à zéro de la dose accumulée se fait en passant un aimant sur le coté de l'appareil. Etant donné que je ne vis pas dans un environnement contaminé, le débit de dose affiche toujours 0, même au contact de mes échantillons radioactifs, ce qui veut dire que le débit de dose est inférieur au plus petit débit affichable par l'appareil, qui est de 0.001 mSv/h.

Par contre en faisant une mesure de la dose sur une longue durée, par exemple 24h ou 48h, il est possible de mesurer des débits de dose bien plus faibles. Ainsi le dosimètre placé au contact du coffre en acier qui contient mes échantillons a mesuré en 24h une dose de 0.006 mSv, soit un débit de dose de 0.006/24=0.00025mSv/h ou 0.25µSv/h. Cela représente un débit d'environ 2.5x le bruit de fond naturel moyen en France ce qui n'est rien du tout. Une autre façon d'interpréter ce résultat est que si j'avais tenu contre moi ce coffre fort sans bouger pendant 24h, j'aurais reçu la même dose que lors d'un aller-retour Paris New-York en avion. Pas de quoi fouetter un chat donc. A 1m50 du coffre, le débit de dose est indiscernable du bruit de fond naturel.

Radioactivité : introduction à la spectroscopie gamma amateur

En matière de détection de la radioactivité, le compteur geiger est l'équipement qui vient tout de suite à l'esprit. Or ce type de détecteur s'il est adapté à la simple détection ne permet pas de déterminer à quel élément radioactif on a affaire : impossible par exemple de savoir si les particules détectées sont émises par de l'uranium, du thorium, du cesium 137... L'appareil qui va permettre de caractériser les isotopes est un spectromètre gamma.

Les appareils professionnels de spectrométrie gamma coutent horriblement cher, et jusque ici même les appareils amateurs représentaient un investissement conséquent. Heureusement un japonais, M. Ohisa, a démocratisé un peu plus ce type de matériel avec des détecteurs autour de 160 euros port inclus, dénommés "Armadillo". Si ces détecteurs ne peuvent évidemment pas rivaliser avec du matériel plus cher, ils permettent néanmoins de caractériser des isotopes et de détecter des contaminations. Ils sont d'ailleurs utilisés par des amateurs au Japon pour détecter des contaminations au Cesium 137 dans l'environnement.

Mon détecteur Armadillo, modèle 1-d (avec sortie audio digitale en USB) :

Détecteur spectrométrie gamma Armadillo 1-d

Principe de fonctionnement

Le détecteur contient un cristal d'un centimètre cube d'iodure de cesium (CsI) qui a la propriété d'émettre des flashs lumineux lorsqu'il interagit avec des particules gamma. L'intensité de ces flash est proportionnelle à l'énergie des particules qui traversent le cristal. Ces flash sont ensuite amplifiés par un dispositif électronique interne au détecteur et convertis en un signal audio envoyé au PC via USB. L'analyse de ce signal audio par un logiciel de spectrométrie tel que Theremino MCA permet de tracer une courbe de distribution des différentes énergies émises par un échantillon : le spectre.

Ma configuration pour la spectrometrie : détecteur Armadillo, château de plomb, logiciel Theremino MCA

La spectrométrie gamma tire profit du fait que chaque radioélément a sa propre signature en énergie. Par exemple le cesium 137 émet des pics d'énergie à 32 keV et 662 keV, tandis que le radium 226 et ses descendants émettent des pics à 186, 242, 295, 352 et 609 keV. En regardant les pics d'énergie présents dans le spectre d'un échantillon on peut donc déterminer les radioéléments qu'il contient. Exemple de spectres pour différents radioéléments : americium 241 (en rouge), cesium 137 (en bleu), radium (en jaune), la courbe grise correspondant au bruit de fond :

spectrometrie-spectres.jpg

En pratique

Démonstration en vidéo d'une mesure avec le détecteur Armadillo couplé au logiciel Theremino MCA :

Si le principe de la spectrométrie gamma est simple, la pratique nécessite quand même d'acquérir un certain nombre de connaissances et savoirs-faire. Il faudra apprendre notamment apprendre à calibrer et optimiser son système, se familiariser avec les spectres les plus caractéristiques, acquérir quelques notions de physique nucléaire et se montrer patient : dans le domaine des faibles activités, même si on peut avoir les premiers résultats en quelques minutes, un beau spectre nécessite souvent une mesure sur plusieurs heures, voire plusieurs jours !

Radioactivité, compteurs geiger : quelques conseils

M'intéressant au sujet de la radioactivité, je constate que pas mal d'idées fausses circulent sur la radioactivité et les différents type des détecteurs. A chaque événement nucléaire, significatif ou mineur, un certain nombre de personnes cherchent à s'équiper tout en n'ayant pas le bagage nécessaire pour faire les bons choix. Je vous propose donc de faire le tour d'un certain nombre de questions sous la forme d'une FAQ. J'essaierai de mettre à jour cette FAQ au gré des commentaires, donc n'hésitez pas à poser des questions.

Un compteur Geiger permet-il de déceler si des aliments sont radioactifs ?

Non dans la plupart des cas. Un compteur Geiger pourrait être capable de détecter une contamination très importante du type de celle rencontrée à proximité d'un site nucléaire ayant fuité / explosé. Mais ce type d'appareil est incapable de détecter la présence de radionucléides à l'état de traces comme celle éventuellement présente dans des aliments importés du japon. L'appareil à utiliser pour ce type d'analyse est un spectromètre gamma. Les spectromètres gamma coûtent cher et surtout nécessitent de solides connaissances techniques. Il est à noter également que certains aliments sont naturellement radioactifs, sans que cela pose un problème de santé. C'est le cas par exemple des aliments riches en potassium comme le sel de régime : une bonne partie du potassium présent sur terre est du potassium 40 (K40) qui est un isotope radioactif. Un compteur Geiger sensible est capable de détecter la radioactivité du sel de régime. Détecter une radioactivité supérieure au bruit de fond n'est donc pas obligatoirement synonyme de danger.

Un compteur geiger permet-il de détecter le radon ?

Non car l'activité volumique du radon est trop faible, et aussi parce que la plupart des compteurs geiger ne détectent que les rayons beta et gamma. Pour détecter le radon il faut utiliser des détecteurs électroniques spécialisés comme le Canary de chez Corentium, ou des détecteurs à charbon actif qui devront être laissés en place 2 à 3 mois et envoyés à un laboratoire.

Mon compteur Geiger détecte de la radioactivité ! L'environnement est donc bien contaminé non ?

Probablement non. En l'absence de toute radioactivité un compteur Geiger générera toujours quelques fausses détections, typiquement 1 ou 2 par minute, cela est normal. Mais surtout il existe une radioactivité naturelle, venant du ciel (rayons cosmiques) et du sol, qui contient du potassium, de l'uranium, du thorium etc. C'est cette radioactivité, inoffensive, que votre compteur détecte. On la désigne sous le terme de bruit de fond. Chez moi par exemple avec mon compteur elle varie entre 15 et 30 CPM (coups par minute).

Il vient de pleuvoir et la radioactivité a augmenté, c'est bien le signe de retombées non ?

Très probablement non. En fait la pluie lave l'atmosphère de son radon (un gaz naturellement radioactif) et les descendants radioactifs du radon se retrouvent concentrés là où tombe la pluie : sur votre voiture, autour de votre gouttière etc. C'est un phénomène normal.

Si vous êtes curieux, vous pouvez d'ailleurs vous amuser à piéger vous-même le radon à l'aide d'un simple ballon de baudruche :

Mon compteur affiche x uSv/h, bien au delà des normes ! Il y a danger non ?

Pas forcément. En réalité un compteur Geiger est incapable de mesurer des sieverts, qui est une unité de dangerosité biologique. Tout au plus permet-il de les estimer pour un isotope donné (celui pour lequel il a été calibré, typiquement du Cesium 137). La dangerosité des rayonnement dépend de leur énergie. Or un compteur Geiger ne sait pas mesurer les énergies. Il ne sait compter que le nombre de particules détectées. C'est pourquoi le nombre de sieverts affiché par un compteur Geiger sera très souvent surévalué ou sous-évalué lorsque on mesure un isotope autre que celui pour lequel il a été étalonné. De plus la réponses des tubes Geiger-Müller n'est pas linéaire : ils détectent plus ou moins bien certaines énergies. Si le tube Geiger-Müller n'est pas compensé en énergie (comme 99% des compteurs grand public, à l'exception de certains modèles comme le Terra-P de chez Ecostest) cela fausse d'autant plus le calcul des sieverts. Enfin, l'étalonnage se fait typiquement sur le seul rayonnement gamma. Si vous approchez trop le compteur de la source radioactive vous compterez également les rayons beta ce qui faussera la mesure.

Bref, ne croyez pas le nombre de sieverts affiché par un compteur Geiger et préférez les modèles qui affichent des coups par minute (CPM) ou par seconde (CPS). Cela dit pour avoir une idée de la dangerosité des débits de doses en fonction du temps, je vous suggère ce billet.

Comment savoir si mon compteur fonctionne ?

Pour savoir s'il fonctionne, il vous faut une source radioactive. Il faut aussi bien sûr que cette source radioactive soit inoffensive, et légale. La source la plus facilement accessible est le sel de régime, à base de chlorure de potassium, qu'on trouve dans tous les supermarchés. Son activité est cependant faible et seuls les compteurs les plus sensibles réagiront à son contact.

Une autre source radioactive facilement trouvable et inoffensive est l'ouraline, ou verre à l'uranium. Son activité est plus importante que le potassium 40, c'est pourquoi elle est plus intéressante de mon point de vue (en plus l'ouraline est très décorative). Le fait que l'uranium soit enfermé dans le verre élimine toute possibilité de contamination, c'est donc une source sûre. On trouve des objets en ouraline tels que des boutons ou des bijoux pour une poignée d'euros sur Ebay, en cherchant "vaseline glass" ou "uranium glass", notamment en provenance de République Tchèque.

Une fois que vous avez une source, si le nombre de détections de votre compteur augmente quand vous approchez la source de celui-ci, c'est qu'il fonctionne. Attention la distance typique de détection pour un objet faiblement radioactif est de quelques dizaines de centimètres maximum.

Les compteur Geiger de la défense civile sont-ils intéressants ?

On trouve beaucoup de compteurs datant de la guerre froide sur Ebay. Le problème est que la majorité d'entre eux ont été conçus pour des niveaux de radiations énormes, du type de ceux qu'on observerait après un conflit nucléaire. Ils sont donc très peu sensibles. La seule exception est le compteur CDV-700, qui possède une bonne sensibilité, comparable aux compteurs grand public modernes. Mais il s'agit d'appareils très anciens, et des réparations sont souvent à prévoir. Je conseille donc plutôt de s’équiper avec des appareils modernes.

Quel compteur Geiger acheter ?

Il existe quantité de modèles sur le marché du neuf, et encore plus sur le marché de l'occasion. Parmi les modèles neufs, mon choix se porterait vers ces détecteurs, qui sont des valeurs sûres et affichent des mesures en CPM : GQ GMC-300 (le moins cher, de cette sélection, que je possède et qui présente AMHA le meilleur rapport qualité prix en entrée de gamme), Radalert 100 ou Rad 100 de chez Medcom (qui détectent en plus les alpha), PRM-8000 et PRM-9000 de chez Mazur Instruments (qui détectent les alpha également). Si je devais opter pour un compteur estimant des doses et débits de dose, j'opterais pour le modèle Terra-P qui donne une meilleure estimation que la plupart des compteurs grand public. Cela dit il surestime l'équivalent de dose de 40% à 55%.

Radioactivité : les montres au tritium sont-elles dangereuses ?

La question de la dangerosité des montres au tritium revient fréquemment sur les forums. Hélas, si les réponses données sont souvent justes (les montres au tritium ne sont pas dangereuses) elles sont en général peu argumentées.

Que dit la science ? Le tritium est un radioélément dont la demi-vie est de 12.5 années, et qui se desintègre en émettant des rayonnement beta dont l'énergie moyenne et de 5.7keV. A ce niveau d'énergie aucun risque d'exposition externe, car les rayons beta ne traverseront ni le verre de la montre, ni le boitier, qu'il soit en métal ou en plastique. Démonstration en video (vers 11:50) :

Qu'en est-il de l'exposition interne ? La plupart des montres utilisant du tritium contiennent une activité maximale de 25 millicuries de cet élément d'où l'affichage "T25" parfois visible sur ces montres (Des montres à 100 millicuries existent également, affichant un "T100"). Cette activité convertie en bequerels nous donne une activité de 925000000 Bq (1 Ci = 37000000000 Bq).

Supposons maintenant qu'un utilisateur casse tous les tubes de sa montre (peu probable) et inhale l'intégralité du tritium qu'elle contenait (encore moins probable). La littérature scientifique (PDF, p78) nous dit que la dose par unité incorporée (DPUI) du tritium sous forme gazeuse est de 1.8E-15 Sv/Bq. Le nombre de sieverts effectifs reçu par la personne serait donc de 925000000*(1.8*10^-15)=0.000001665 Sv soit 1.665 uSv.

Selon l'IRSN, la dose moyenne que reçoit un français chaque année est de 3.7 mSv, soit 10.14 uSv chaque jour. La dose maximale reçue suite à l’inhalation du tritium de la montre serait donc l'équivalent de 4 heures d'exposition moyenne, c'est à dire rien du tout. A titre de comparaison la dose reçue lors d'un vol Paris-New York est de 80 uSv.

Que faire si vous cassez les tubes au tritium de votre montre ? En extérieur, rien du tout, car le tritium étant un gaz similaire à l'hydrogène il part aussitôt en altitude. En intérieur, aérez simplement la pièce 30 min par précaution afin que le tritium ne se mèle pas à de l'eau condensée, l'eau tritiée étant davantage absorbable par le corps que le tritium gazeux.

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