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Radioactivité naturelle



Radioactivité et rayonnements naturels

Depuis la nuit des temps les êtres vivants baignent dans un flux de rayonnements naturels. Sur une planète accueillante comme la Terre, cela ne les a pas gênés.

Les chemins de la radioactivité naturelle
Les atomes radioactifs à l’origine de la radioactivité naturelle sont présents dans les roches de l’écorce terrestre depuis la formation de la Terre ou bien formés en permanence à partir du rayonnement cosmique. On trouve dans la première catégorie, l’uranium, le thorium, leurs descendants dont le radon qui passe dans l’atmosphère, et le potasium-40. Le rayonnement cosmique produit principalement du carbone 14 qui passe dans la végétation. Les rayons cosmiques et le rayonnement des roches sont à l’origine d’une exposition externe pour l’homme, alors que les radioéléments inhalés dans l’air ou ingérés par l’eau et les aliments causent une exposition interne.
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La radioactivité constitue la principale source d'exposition à ces rayonnements. En France, la dose d'exposition aux rayonnements naturels s'élève au total à 2,4 millisieverts (mSv) par an et par habitant, à comparer à 1 mSv pour les examens médicaux. C'est une moyenne et les expositions varient d'une personne à l'autre en fonction de l'altitude, de la nature des sols, de l'habitation, de la façon de l'aérer, de la fréquence des vols en avion ou encore de la pratique ou non de l'alpinisme ...

Nous sommes bombardés en permanence par des particules du rayonnement cosmique dont des centaines nous traversent à chaque seconde. Des roches comme le granit, symbole d'inaltérabilité et de pérennité, contiennent des traces d'uranium légèrement radioactif. S'asseoir sur un bloc de granit ou passer à proximité c'est s'exposer aux rayons gamma émis par l'uranium et ses descendants.

La radioactivité naturelle des roches
On retrouve la plupart des éléments radioactifs naturels dans les roches. Cet extrait de la carte des noyaux montre la succession de désintégrations radioactives qui va de l'uranium-238 jusqu'au radon. Les descendants de l'uranium-238, présents à l'état de traces dans ces minerais, émettent des rayons alpha et bêta qui restent prisonniers des roches, alors que les rayons gamma s'en échappent. Le sixième descendant de l’uranium, le radon, est un gaz. Une partie s’échappe du sol, relâchant de la radioactivité dans l'atmosphère.
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A travers notre alimentation ou en respirant nous assimilons des éléments radioactifs qui ont été produits par les rayonnements cosmiques ou qui sont contemporains de la formation du système solaire. Nous sommes nous mêmes radioactifs ! Huit mille atomes de potassium-40 et de carbone-14 se désintègrent par seconde dans notre corps.

La principale source de radioactivité naturelle est un gaz rare, le radon issu de la chaîne de désintégrations de l'uranium. Le radon, inerte du point de vue chimique, présenterait peu de dangers si ses produits de désintégration, également radioactifs, ne contaminaient pas les poumons. En plus de la nature du sol, les matériaux de construction d'une habitation et son aération sont déterminants pour l'exposition au radon.

Le rôle du radon
Fin de la filiation de l'uranium à partir du radon. Ce gaz radioactif peut quitter les roches et passer dans l'atmosphère. Le radon, qui vit peu de temps (sa période est de 3,8 jours), se transforme rapidement en plomb-210 radioactif dont la période est de 22 ans avant de finir en plomb-206 stable. Si la roche est profonde, le radon n'a pas le temps de gagner l'atmosphère et la radioactivité reste dans le sol. Si la roche est proche de la surface, les descendant du radon relâché dans l'atmosphère sont fixés par des aérosols et peuvent se déposer dans les poumons.
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Il faut souligner qu'une exposition de 2,4 mSv représente une dose faible. Dans certaines parties de l'Inde, de la Chine ou du Brésil l'exposition naturelle atteint 10, voire 50 millisieverts par an (20 fois la moyenne française). Le fait que les organismes vivants s'en soient accommodés, se développant sans encombres depuis des millions d'années même dans ces zones surexposées, suggère que les doses de radioactivité de quelques millisieverts sont effectivement faibles.

Pour en savoir plus ...
Le « comité scientifique des Nations Unies sur les effets des radiations atomiques », l'UNSCEAR, publie régulièrement des rapports sur l'exposition aux rayonnements naturels et artificiels. Le lecteur curieux ... et anglophone, pourra consulter une analyse d'un de ces rapports. L'article en anglais a été scindé en deux parties.
- UNSCEAR 2000: SOURCES OF IONIZING RADIATION : Origines naturelles
- UNSCEAR 2000: SOURCES OF IONIZING RADIATION : Origines dues à l'homme