Effets biologiques du rayonnement

Le Rayonnement nucléaire, à la fois particulaire et électromagnétique, est quantifiée en termes d'activité et mesuré par des détecteurs de rayonnement. Cependant, les effets biologiques de l'exposition aux rayonnements dépendent non seulement de l'activité mais aussi du pouvoir ionisant, de capacité de pénétration, de temps d'exposition et de zone exposée. Chaque type de rayonnement pénètre dans une mesure différente.

Les particules alpha ont la moindre capacité de pénétration, car ils sont relativement massifs;la plupart sont arrêtés par la couche externe de la peau. Cependant, lorsqu'ils sont ingérés, ils entrent en contact avec les tissus internes et sont très dommageables. Le rayonnement de particules chargées, comme le rayonnement alpha, ionise directement les biomolécules au sein des cellules, alors que les neutrons, les rayons gamma et les rayons X affectent indirectement les processus cellulaires.

Par exemple, le rayonnement gamma ionise l'eau dans les tissus vivants pour produire un radical hydroxyle, qui ionise davantage les biomolécules, endommageant ainsi les cellules. Les dégâts sont plus importants si de nombreuses ionisations sont induites dans une petite zone. L'énergie fournie par rayonnement au matériau est mesurée comme la dose absorbée'dont l'unité SI est le gris.

Le dépôt d'un joule d'énergie par kilogramme de matière correspond à un gris. Des temps d'exposition plus longs entraînent plus de dépôts d'énergie, résultant en une dose plus élevée. La même dose absorbée de différents types de rayonnement peut causer différentes quantités de dommages biologiques en raison de la variation des pouvoirs d'ionisation et de pénétration.

Lors de l'examen des dommages biologiques, la dose absorbée est multipliée par un facteur de pondération du rayonnement pour déterminer la dose équivalente"Son unité SI est le sievert. Les tissus corporels ont des sensibilités variables aux rayonnements ionisants, représentés en termes des facteurs de pondération tissulaire. Lorsque la dose équivalente est plus élevée dans une zone, les doses sont ajustées par des facteurs de pondération tissulaire et additionné pour déterminer la dose efficace'dans l'ensemble de l'organisme.

Déterminer avec précision la dose efficace nécessite le choix d'un détecteur de rayonnement approprié, car les détecteurs varient selon qu'ils mesurent la dose ou l'activité, les types de rayonnements qu'ils détectent et leur capacité à distinguer ces types de rayonnements. Le compteur Geiger-Müller est le dispositif le plus couramment utilisé pour mesurer l'activité des rayonnements alpha, bêta, X et gamma. Il peut être modifié pour répondre proportionnellement à l'énergie du rayonnement, lui permettant de mesurer la dose des rayons X et des rayons gamma.