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[8] Nous baignons dans la radioactivité

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Janvier 2023

Qu'on le veuille ou non, nous sommes encerclés par la radioactivité. Elle est même présente à l'intérieur de notre corps !

bain radioactif

Les excès du passé, quand on ne savait pas encore trop les effets sur l'homme, sont à présent loin derrière nous, et il faut modérer les discours à l'emporte-pièce à son propos, et faire deux poids, deux mesures. On peut utiliser la radioactivité, par exemple à des fins thérapeutiques, à condition de prendre les précautions qui s'imposent.

Et les gens qui montent sur leurs grands chevaux dès qu'on prononce "radioactif" m'énervent. Voici quelques sources courantes, pas de quoi fouetter un chat...

homer et la radioactivité
Evidemment que je ne parlerai pas des accidents.

Par où commencer ?

Par l'environnement : retenez l'ordre de grandeur de 1 mSv par jour, mais c'est variable, vous allez voir ça.

Voir la page concernant les unités, c'est souvent qu'on est perdu avec ça.

Le Sievert Sv est une dose "pratique" pour définir les effets sur l'homme, quelle que soit la source radioactive.

Le Bequerel Bq indique le nombre de "coups par seconde", autrement dit le nombre de désintégrations par seconde.

Les rayons cosmiques

L'espace baigne dans les radiations, vu que rien ne les arrête.

Inévitablement, des radiations arrivent sur Terre, et notre atmosphère, assez épaisse, nous sert de bouclier.

rayons cosmiques

Des rayons pouvant atteindre des énergies énormes arrivent sur Terre, et produisent une cascade de sous-produits énergétiques en interagissant avec l'atmosphère terrestre, ce qui en réduit les néfastes effets. Du coup, on ne s'en inquiètera pas trop.

L'altitude

Le rayonnement cosmique et autres radiations issues de l'espace sont largement stoppés par notre atmosphère. Sauf que si vous montez en altitude, et bien cette couche de protection diminue en épaisseur.

Résultat pratique : vous vous exposez de plus en plus en prenant de l'altitude.

Oui, mais de combien ? Et bien on double la dose tous les 1500 mètres.

radioactivité et altitude

J'ai tenté l'expérience en avion avec mon compteur Geiger que j'ai fabriqué avec mes petites mains (voir plus loin). Et bien je me suis retrouvé avec un excellent altimètre.

Dix heures d'avion, genre Paris-Los Angeles, vous coûtera 60 µSv.

Pensez aux pilotes et aux astronautes. Pesquet a dû se manger 200 mSv avec ses missions dans l'ISS. La protection aux radiations des vols longue durée (aller sur Mars par exemple) est un vrai problème difficile à résoudre, car embarquer du poids pour juste faire un bouclier est difficilement concevable. On espère ruser en stockant l'eau dans la coque...

Le carbone 14

Oui, le carbone 14, radioactif, qui sert à dater les objets qui ont été vivants, car la proportion de carbone 14 est constante dans l'atmosphère, car il est produit dans l'atmosphère : un neutron issu de l'espace frappe un atome d'azote, ce qui produit un atome de carbone 14 avec éjection d'un proton.

production du carbone 14

La proportion de carbone 14 est constante, de 1 pour 7,7 1011, faible, mais détectable.

Résultat des courses : tout ce qui est vivant possède la même proportion de carbone 14, ce n'est qu'en mourant qu'on arrête de renouveler le carbone, et donc aussi le carbone 14 qui finit par se désintégrer. Avec une demi-vie de 5730 ans.

Dire qu'on parle beaucoup du dioxide de carbone ces dernières années, avec le réchauffement climatique... Mais bon, la proportion est faible et peu dangereuse par rapport à d'autres sources, inutile de s'énerver avec ça.

Les bananes, l'homme et le potassium 40

0,01 % du potassium est de l'isotope 40, radioactif, de demi-vie d'un milliard d'années, et nous avons besoin de potassium pour vivre, c'est indispensable.

banane radioactive

Vous trouverez sur le web des gars qui extraient le potassium de bananes, et qui mesurent la radioactivité, une fois concentré.

C'est beaucoup d'efforts pour pas grand-chose (c'est tout juste détectable), mais amusant.

En fait, quasiment tous les aliments sont radioactifs à des degrés divers.

Le plus ennuyeux, c'est l'accumulation des produits malfaisants (pas uniquement radioactifs) par certaines plantes et certains animaux que nous mangeons ensuite.

Maintenant vous pourrez faire le cake en affolant les gens.

Le granite et le radon

Issu de la désintégration de l'uranium, le radon 222 est un gaz radioactif qui émane de nos sous-sols. Il peut s'accumuler dans certains cas (genre de 10 à 10 000 Bq par m³ d'air), et les régions granitiques sont plus exposées que les autres (on trouve plus d'uranium dans le granite).

carte du radon
carte du radon en France

Et en plus, le radon se désintègre en produits eux-même radioactifs. Il a une demi-vie de 3.8 jours.

Vous trouverez sur le web des gars qui concentrent le radon avec un ventilateur et un filtre en tissu, plus un détecteur spécial genre chambre à ionisation. Collecter les eaux de pluie est également une technique de concentration.

C'est délicat à réaliser, mais faisable.

Radiologie médicale
homer brain scan

Pour rappel, les rayons X, indolores, peuvent être néfastes à haute dose. Mais ce n'est pas une raison pour les éviter, une radio peut vous sauver la vie.

examen radiologique
Pas de rayonnement avec un IRM ou une échographie, bien sûr.
Les détecteurs d'incendie
(de fumées) à Americium
smoke detectors

L'Americium 241 est une bonne source de rayons alpha, que l'on détecte dans une chambre d'ionisation. La fumée vient perturber la propagation du rayonnement, ce qui permet de détecter les incendies. Aux USA, parce qu'en France, c'est interdit.

détecteur d'incendie à Americium 241
Détecteur d'incendie à Americium 241. Demi-vie : 432 ans.

9 à 50 nSv par an. Regardez votre banane de travers avec ses 100 nSv.

A typical modern detector contains about 1.0 microcurie of the radioactive element americium, which is equivalent to 37 kilobecquerel (37,000 decays per second), or 0.33 micrograms of americium oxide (AmO2). The average quantity of americium per detector has decreased from 3 microcurie in 1978.

Although the radioactive source in a modern detector emits around 37,000 α particles per second, very few of these particles make it out of the detector. Americium-241 emits α particles with energies of about 5.4 MeV, which are stopped by a piece of paper or a few centimeters of air and cannot penetrate the human epidermis.

There is little danger from the α radiation unless the americium is inhaled or ingested. For this reason, it is a bad idea to dismantle or burn a smoke detector, because this could release americium into the environment.

However, americium-241 also emits gamma rays, which are much more penetrating than α particles. The U.S. National Council on Radiation Protection & Measurements estimates that household smoke detector use causes a radiation dose of 9-50 nSv (nanosievert) per year. To put this in perspective, the dose received from eating a banana is about 100 nSv, the dose of a typical person in the U.S. from natural and manmade sources is about 3.6 mSv per year, and a lethal full-body dose is about 5 Sv. In other words, the radiation from smoke detectors is negligible in comparison to other sources of radiation, so they should be considered safe.

La vaisselle Ouraline

Le verre Ouraline est un verre contenant de 0.1 à 2% d'uranium, sous la forme de diuranate de sodium (Na2U2O7) ou de sodium uranyle carbone (2Na2Ca3U·O2CO3). Ce verre est fluorescent sous ultraviolet.

vaisselle ouraline

Ces verres sont moins radioactifs que la radioactivité ambiante, dixit Commission de réglementation nucléaire des États-Unis.

Baguettes de soudure

L'ajout de dioxide de thorium dans des baguettes de soudure au tungstène augmente la longévité et la stabilité des électrodes à haute température, et améliore l’amorçage de l’arc électrique.

Outre le code WTx0, un code couleur indique la proportion d'oxyde de thorium :

baguette de soudure en tungstène thorié
Une électrode fera environ 3000 Bq. Dans toutes les bonnes quincailleries.

Elles deviennent dangereuses en cas d'inhalation ou d'ingestion des poussières au moment de la soudure ou de l'affûtage, car on est alors exposé chroniquement (l'élimination biologique est très longue).

La loi française réglemente son usage.

Manchons de lampe de camping

Jusque dans les années 1990, il était courant que les manchons à incandescence (manchon Auer) des lampes de camping soient imprégnés d'oxyde de thorium 232. On en trouve encore de nos jours.

manchon éclairage gaz thorié
Ampoule de phares

Mais notez qu'on ajoute parfois du krypton 85, et/ou du thorium 232 dans l'électrode des phares de voiture au xénon. Présence de radionucléides dans les ampoules : pas de risque sanitaire pour l’ASN

Contrôle de sécurité à l'aéroport

Si vous avez pris l'avion, au contrôle de sécurité, non seulement vous avez la radiographie de vos bagages, mais le policier qui vous frotte les mains ou vos objets avec une sorte de coton, le place dans un scanner de produits explosifs qui utilise une source radioactive.

explosive clearance

When Transportation Security Administration (TSA) inspectors swipe a cloth over your luggage and then place it in an analyzer to check for explosives residue, they are using a device containing 63Ni, a radioactive isotope of nickel, made at ORNL (Oak Ridge lab).

Tritium

Le gaz tritium (un isotope de l'hydrogène) est radioactif, et permet la réalisation de gadget lumineux par luminescence.

tube au tritium
Gadget luminescent à Tritium. Interdit en France.
Demi-vie : une douzaine d'année. Pas si long que ça !
montre tritium Vostok
Permet de faire des montres lumineuses

En France, cette pratique est soumise à autorisation de vente par le code de la santé publique; le décret 2002-450 du 4 avril 2002 dispose ainsi qu'est interdite toute addition intentionnelle de radionucléides artificiels et naturels, y compris lorsqu'ils sont obtenus par activation, dans les biens de consommation et les produits de construction.

Sauf dérogation.

Dans le temps, on utilisait le radium 226, avec 1600 ans de demi-vie, dans les réveils, montres et autres indicateurs genre altimètre.

publicité radium

Là, pour le coup, c'était vraiment dangereux sur le long terme, à commencer par les personnes qui peignaient les aiguilles.
Une aiguille peut faire dans les 36 000 Bq / 200 µSv/h, de quoi énerver votre compteur Geiger.

Batteries nucléaires

Un radioisotope avec une demi-vie assez longue, sera une source d'énergie intéressante car inutile à recharger, et dont on peut prédire facilement la décroissance. Du coup, on a proposé des batteries très longue durée, mais bon, avec une puissance très faible, forcément.

batterie nucléaire
Proposées dans les années 2012-2015
Une cinquantaine de microwatt, ce n'est pas lourd. Mais sans arrêt.

Je ne parle pas ici des sources radioactives plus sérieuses utilisées pour les sondes spatiales. Dans l'espace, loin de tout, on peut se le permettre mais il ne faut pas se rater au lancement.
On trouvera plus de détails à propos des batteries page suivante.

Jolie liste, non ? Il existe d'autres objets contenants des produits radioactifs, en faire un recensement prendrait beaucoup de temps, on trouvera cela sur d'autres sites web.

Maintenant, vous avez une belle liste d'anecdotes radioactives pour briller en société, tel le radium moyen.

Tableau résumé
Cliquer sur l'image pour agrandir

Et oui, si vous regardez attentivement ce tableau, nous avons essentiellement parlé de la section "bleue". Pas de quoi d'affoler, donc.


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