Généralités sur les rayonnements

Généralités sur les rayonnements

L’étude de l’interaction des rayonnements avec la matière a été en grande partie réalisée au vingtième siècle et trouve son origine dans la découverte de la radioactivité par Henri Becquerel. La matière et les radiations ionisants quel que soit leurs aspects sont deux concepts liés entres eux, car lorsqu’un rayonnement ionisant électromagnétique ou corpusculaire, directement ou indirectement ionisant pénètre dans la matière, inerte ou vivante, il peut interagir avec les électrons des atomes de cette matière selon son énergie qui elle peut être suffisante pour l’ionisation (arrachement des électrons) des atomes de la matière. En effet le dépôt d’énergie dans cette dernière, qui conduit à des effets biologiques différés sur la matière vivante. Nous allons aborder dans ce chapitre, une revue sommaire sur les radiations et un peu plus en détails sur les rayons X et leurs interactions avec la matière. Ensuite, dans la seconde partie on s’intéresse à la dosimétrie ainsi qu’aux effets biologiques des rayonnements. 

Les radiations 

Définition du rayonnement (radiation) 

Un rayonnement dans la physique est la propagation de l’énergie dans l’espace, vide ou matériel. Cette énergie, qui est dite « énergie rayonnée » ou « énergie radiante », trouver sous forme soit d’ondes électromagnétiques (photon), soit de particules massives (rayonnement corpusculaire) (Farah 2010).

Les type des rayonnements 

Rayonnement électromagnétique 

Un rayonnement électromagnétique est un phénomène caractérise par un flux de particules dépourvues de masse, les photons, associés à une onde, l’onde électromagnétique. On peut également définit le rayonnement électromagnétique comme suit : la propagation d’un champ magnétique ( ⃗ ) et d’un champ électrique ( ⃗ ) ( ⃗ et ⃗ sont perpendiculaires) en ligne droite à partir d’une même source constituée par une ou plusieurs charges en mouvement alternatif, comme représente le figure (I.1) (Boukabcha 2010).Le rayonnement électromagnétique trouve son origine (Ounoughi 2015) :  Lors d’une transition électronique entre deux états d’énergie d’un atome.  Lors du freinage d’une particule chargée au voisinage du noyau de l’atome dans la matière.  Lors de la transition d’un nucléon entre les états d’énergie du noyau(ϒ). Chapitre I : Généralités sur les rayonnements 4 Figure(I.1) : Rayonnement électromagnétique (https://geobiologievivianeaubrycorvisier.wordpress.com). Figure (I.2) : Principe de l’émission d’un photon lors d’une transition entre deux niveaux énergétiques (Ounoughi 2015). B. Rayonnement corpusculaire Ce type de rayonnement est formé par des particules massives. Des faisceaux de ces rayonnements peuvent êtres produits par :  Substances radioactives.  Accélérateur de particules.  Réacteurs nucléaires (Ounoughi 2015). 

Classification des rayonnements

Les rayonnements ionisants 

On dit qu’un rayonnement est ionisant lorsque l’énergie est suffisante pour arracher un électron aux atomes du milieu absorbant et les transformer en ions positifs. L’atome le plus facile à ionisé est le potassium, avec une énergie d’ionisation de 4,3. L’énergie de liaison des électrons les moins liés des atomes de la matière vivante (H, C, N, O) est 12,4 eV. Les rayonnements pouvant classifier selon leur façon de produire des ionisations dans la matière, en utilisant leur propre pouvoir (radiations directement ionisants) ou par l’intermédiaire de particules chargées (radiation indirectement ionisants) (Kuban 2013):  Les rayonnements directement ionisants Ces rayonnements sont des particules chargées qui délivrent leur énergie d’une façon directe à la matière, grâce aux forces coulombiennes. Les transferts d’énergie dépendent des particules et de leur énergie, qui trouve sous forme de deux types : les particules chargées lourdes (proton, deuton, alpha, ions lourds) et les Particules chargées légères (électrons)(Ounoughi 2015).  Les rayonnements indirectement ionisants Ces rayonnements sont électriquement neutres (non chargées), susceptibles de transférer une fraction ou la totalité de leur énergie en une seule interaction à des particules Chargées. Ensuite ces particules secondaires ou annexes ionisent le milieu. Les rayonnements qui sont participes dans ce cas sont Les rayonnements électromagnétiques (X et γ) et les neutrons (Ounoughi 2015).

Les rayonnements non ionisants

 Ce sont des rayonnements dont l’énergie est insuffisante pour ioniser les atomes, ce sont les électromagnétiques qui sont leurs énergie inferieur de 12.4 eV (Onde radio, Ultra-violet, Visible, infra rouge, Micro-onde) (Kuban 2013). Figure (I.3) : Classification des rayonnements (Ounoughi 2015). Chapitre I : Généralités sur les rayonnements 

Sources des rayonnements et expositions Tous les êtres vivants sont exposés quotidiennement à des rayonnements ionisants d’origine naturelle ou humaine (artificielles). 

Source naturelle de rayonnements Les êtres humains vivent d’une façon continue dans l’ambiance de la radioactivité naturelle. Les sources naturelles de rayonnements ionisants sont (Huber Gresser 2004):

Le rayonnement cosmique

Il provient de l’espace et augmente rapidement avec l’altitude, représente environ 8.5% de l’irradiation naturelle. Les rayonnements cosmiques sont constitués par des photons et diverses particules d’une très grande énergie (exemple : photon) avec une proportion d’environ 90%, de noyaux d’hélium avec une proportion d’environ 9% et le reste comprend des noyaux de divers éléments plus lourds (Huber Gresser 2004).