Convertir kilogray [kGy] <—> millirad [mrd] • Le rayonnement. Le convertisseur de dose absorbée • Rayonnement et radiologie • Calculateur compact • Convertisseurs d’unités en ligne (2024)

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Aperçu

Les rayonnements peuvent être de deux sortes : ionisants et non ionisants. C’est le premier qui endommage les tissus humains et animaux. Lorsque le présent article fait référence aux « rayonnements », il s’agit de rayonnements ionisants. La dose de rayonnement absorbée diffère de l’exposition aux rayonnements dans la mesure où elle mesure la quantité qu’absorbe un organisme donné, et non la quantité totale de rayonnement dans l’environnement.

Les deux valeurs peuvent être similaires pour les matières extrêmement absorbantes, toutefois ce n’est souvent pas le cas, car l’absorption considérablement selon les matières. Par exemple, une feuille de plomb absorbera plus facilement les rayonnements gamma qu’une feuille d’aluminium ayant la même épaisseur.

Les unités de mesure de la dose de rayonnement absorbée

Le gray l’une des unités les plus courantes pour mesurer la quantité de rayonnement absorbée par un objet. Il représente la quantité de rayonnement présente lorsqu’un kilogramme de matière absorbe un joule d’énergie. Un gray correspond à une grande quantité de rayonnement, beaucoup plus grande que ce qu’une personne absorberait normalement. Par exemple, 10 à 20 gray sont généralement mortels pour l’homme. On utilise donc des fractions de gray, telles que le centigray (0,01 gray), le milligray (0,001 gray) et ainsi de suite. Le rad représente une unité obsolète qui est proportionnelle au gray Un gray correspond à 100 rad, ce qui fait d’un rad l’équivalent d’un centigray. Bien qu’il soit obsolète, on peut encore le lire souvent dans les publications.

La quantité de rayonnements qu’un organisme absorbe ne correspond pas toujours à la quantité de dommages que ces mêmes rayonnements causeront. Des unités supplémentaires, comme les unités d’équivalent de dose de rayonnement, sont utilisées pour décrire le rayonnement sur la base des dommages qu’il peut causer.

Les unités équivalentes à la dose de rayonnement

Le grand public peut ne pas bien maîtriser les unités de dose absorbée de rayonnement, bien qu’elles soient couramment utilisées dans la littérature scientifique. Très souvent, les médias font usage des unités équivalentes à la dose de rayonnement. Elles sont utilisées afin de déterminer l’effet que les rayonnements produisent sur l’organisme en général et sur les tissus en particulier. Cela permet d’évaluer les dommages biologiques plus facilement qu’avec les unités classiques de dose absorbée, car tenant compte de l’ampleur de dommages que les différents types de rayonnement peuvent causer.

La gravité des dommages qu’un type donné de rayonnement ionisant peut provoquer sur les tissus est calculée à l’aide durapport d’efficacité biologique relative. Les valeurs diffèrent lorsque l’organisme absorbe différents types de rayonnement. Si différents organes et tissus de l’organisme sont affectés par le même type de rayonnement, notamment les rayons bêta, gamma ou X, la gravité des dommages reste alors la même. D’autres types de rayonnement affectent différentes cellules à un degré différent. Par exemple, lorsque les particules alpha sont absorbées (souvent par ingestion, puisqu’elles ne pénètrent pas facilement dans la matière), sont 20 fois plus dangereuses à l’égard des organismes vivants que les rayonnements bêta ou gamma.

Pour calculer la dose équivalente de rayonnement, l’on multiplie la dose absorbée par l’efficacité biologique relative des particules qui émettent ces rayonnements. Ce coefficient est de 1 pour les rayons bêta, gamma et X, mais de 20 : pour les particules alpha selon l’exemple ci-dessus. Les unités de dose équivalente en banane et les sieverts constituent les exemples d’unités de dose équivalente.

Sieverts

Les sieverts permettent de mesurer la quantité d’énergie que les rayonnements émettent pour une quantité donnée de masse tissulaire. Il s’agit de l’une des unités les plus couramment utilisées pour débattre des effets nocifs des radiations sur l’homme et les animaux. Par exemple, une dose généralement mortelle pour l’homme est d’à peu près 4 sieverts (Sv). Une personne peut encore être sauvée si elle est prise en charge rapidement, toutefois une dose de 8 Sv est létale. En général, les gens absorbent des doses de très faibles de rayonnement, par conséquent les millisieverts et les microsieverts sont souvent utilisés. 1 millisievert correspond à 0,001 Sv, et 1 microsieververt équivaut 0,000001 Sv.

La dose équivalente en banane

Les unités de dose équivalente en banane (DEB) sont utilisées pour mesurer la quantité de rayonnement absorbé par l’organisme après avoir consommé une banane. Une dose équivalente en banane peut également s’exprimer en sieverts, elle correspond à 0,1 microsievert. L’on utilise les bananes parce qu’elles contiennent du potassium 40, un isotope radioactif qui apparait de façon naturelle dans certains aliments. Voici quelques exemples de DEB : une radiographie dentaire correspond à la consommation de 500 bananes ; une mammographie correspond à la consommation de 4000 bananes ; et une dose létale de rayonnements équivaut à la consommation de 80 millions de bananes.

L’utilisation d’unités de dose équivalente en banane fait l’objet d’un débat, car l’effet que les rayonnements ont sur l’organisme n’équivaut pas aux différentes matières radioactives. L’organisme régule également la quantité de potassium 40, ainsi, lorsque ce dernier est absorbé par la nourriture, il est ensuite expulsé, afin de maintenir le même niveau.

La dose efficace

Les unités ci-dessus sont utilisées pour les rayonnements qui sont absorbés de façon uniforme par les tissus, généralement dans une zone localisée. Elles permettent de déterminer la quantité de rayonnement qui affecte un organe particulier. Pour calculer l’effet des rayonnements sur l’ensemble de l’organisme lorsqu’une seule partie du corps absorbe les radiations, on fait usage d’une dose de rayonnement efficace. Cette unité est nécessaire, car l’augmentation du risque de cancer varie en fonction des organes, quoique la quantité de rayonnement absorbée soit la même.

Le calcul de la dose efficace en tient compte en multipliant les radiations absorbées par le coefficient de gravité de l’impact des radiations sur chaque type de tissu ou d’organe. En déterminant les valeurs des coefficients pour différents organes, les chercheurs ont procédé à l’évaluation non seulement du risque global de cancer, mais aussi de la durée et des conditions de vie du patient, une fois le cancer contracté.

La dose efficace se mesure également en sieverts. Il convient de cerner lorsqu’on lit sur les radiations mesurées en sieverts, si la source se réfère à la dose efficace ou à l’équivalent de dose de ces radiations. Il est fort probable que lorsque les sieverts sont évoqués dans les médias dans le contexte général des accidents et des catastrophes dus à la radioactivité, la source se réfère à l’équivalent de dose de radiation. Souvent, il n’existe pas assez d’informations sur les tissus corporels qui sont affectés ou qui peuvent être affectés par la contamination radioactive, d’où l’impossibilité de parler de la dose efficace.

Les effets de rayonnements sur le corps

Il est parfois possible d’estimer l’effet des rayonnements sur le corps en examinant l’absorption des rayonnements, mesurée en gray. Cette unité s’écrit « gray » tant au singulier qu’au pluriel. Les gray servent à mesurer les radiations prescrites pour le traitement localisé du cancer. La quantité de radiation en gray permet de prédire les effets de ce traitement sur la région traitée et sur l’ensemble de l’organisme. Durant la radiothérapie, les taux d’absorption cumulés tout au long du traitement sont souvent élevés dans la zone qui est sous traitement. Cette absorption de rayonnement peut de façon permanente détruire les glandes produisant la salive, la sueur et toute autre forme d’humidité quand la dose est supérieure à 30 gray (Gy). Il en résulte une sécheresse buccale et des effets secondaires similaires. Les doses équivalant à 45 Gy ou plus détruisent les follicules pileux et entraînement une chute irréversible de cheveux.

Il convient de noter que si l’absorption totale des rayonnements entraîne des dommages biologiques, l’ampleur de ces dommages dépend fortement de la durée de cette absorption. Par exemple, une dose de 1 000 rad ou de 10 Gy est mortelle si l’on l’absorbe en quelques heures, mais elle peut même ne pas provoquer de maladies d’irradiation aiguës (MIA) si elle s’étale sur une plus longue période.

Le rayonnement dans les transports aériens

Les niveaux de rayonnement sont plus élevés à haute altitude, étant donné que le rayonnement cosmique entraîne une exposition et une absorption plus importantes par rapport aux rayonnements terrestres. Comparativement à 0,06 microsievert par heure au sol, il se multiplie à peu près par 100 pour atteindre 6 microsieverts par heure aux altitudes de croisière.

L’on calcule l’exposition annuelle totale de la manière suivante : d’après les renseignements figurant sur le site Web Air Canada, un pilote professionnel employé par cette compagnie aérienne passe à peu près 80 heures par mois ou 960 heures par an en vol. Cela porte à 5760 microsieverts ou 5,76 millisieverts la quantité totale d’expositions par an. C’est un peu moins que la tomodensitométrie CAT-scan de la poitrine (le scanner comporte 7 millisieverts). Cela représente un dixième de la dose annuelle maximale autorisée à laquelle sont exposés les travailleurs sous rayonnements aux États-Unis.

Il convient de noter que les informations ci-dessus sont des estimations basées sur les altitudes de croisière, toutefois l’exposition réelle peut être différente, car elle en fonction de l’altitude. L’exposition individuelle sera également fonction de la compagnie aérienne et des règlements en matière de sécurité au travail dans les pays d’origine. Les rayonnements supplémentaires sont provoqués par le rayonnement de fond normal auquel chaque membre d’équipage est exposé durant les activités courantes qui ne sont pas liées au travail. Ces rayonnements supplémentaires sont d’à peu près 4 millisieverts par an pour les gens qui vivent en Amérique du Nord.

Une telle exposition multiplie les risques de cancer. Les enfants à naître sont également exposés à ces risques, lorsque l’un des parents ou les deux ont été exposés à des radiations avant leur conception. Enfin, les mêmes risques sont possibles lorsqu’un enfant à naître a été irradié alors que la mère travaillait comme membre d’équipage pendant sa grossesse. Les risques varient entre le cancer infantile et les anomalies mentales et structurelles.

Les rayonnements en médecine

Les radiations sont utilisées dans l’industrie alimentaire et en médecine. Leurs propriétés en matière de destruction de l’ADN sont utiles pour l’homme, tant qu’elles sont appliquées à des organismes comme les bactéries, et non aux personnes.

Outre les traitements localisés contre le cancer évoqués ci-dessus, les rayonnements sont utilisés pour tuer les bactéries et stériliser divers instruments, car ils endommagent et détruisent les tissus animaux et les molécules d’ADN. Dans le domaine médical, par exemple, ils sont utilisés pour stériliser les instruments et les locaux. Ces instruments sont généralement placés dans des sacs hermétiques, pour veiller à ce qu’ils restent stérilisés jusqu’au moment de leur utilisation. Il est important d’utiliser des quantités adéquates de rayonnement, l’excès de rayonnement peut décomposer des matières telles que les métaux.

Les rayonnements dans l’industrie alimentaire

La capacité des rayonnements à détruire les cellules et l’ADN des organismes vivants est aussi mise en œuvre pour décontaminer les aliments et empêcher qu’ils ne se détériorent rapidement. Ces rayonnements paralysent la reproduction des micro-organismes incapables ou tuent les agents pathogènes et les bactéries comme E. coli. Certains pays ont adopté une législation contre l’irradiation de certains ou de tous les aliments, tandis que d’autres ont des exigences légales pour que tous les aliments importés d’un type donné soient irradiés. Les États-Unis, par exemple, exigent qu’une kyrielle de produits importés, notamment les fruits tropicaux, soient irradiés avant leur importation afin d’éviter la propagation des trypétidés.

Les rayonnements ralentissent également certaines réactions biochimiques des enzymes, lorsqu’ils sont absorbés par les aliments. Cela permet d’éviter la détérioration à travers le ralentissant du processus de maturation et de la croissance des plantes. De telles interventions préparent les aliments aux voyages intercontinentaux en leur conférant une durée de conservation plus longue.

Le processus

L’on utilise l’isotope radioactif Cobalt 60 pour le traitement des produits alimentaires afin de tuer les bactéries. Les chercheurs dans ce domaine s’efforcent de déterminer les niveaux de rayonnement permettant de garantir un équilibre entre la destruction des micro-organismes et la préservation du goût original des aliments. Présentement, la majeure partie des aliments sont transformés avec des rayonnements inférieurs à 10 kilogrammes (10 000 grammes), toutefois cette dose peut varier de 1 à 30 kilogrammes en fonction du produit.

Dans ce processus, l’on peut utiliser les rayons gamma, des rayons X ainsi que des rayonnements d’électrons. Les aliments sont généralement transportés à travers l’installation de rayonnement synchrotron sur un tapis roulant et peuvent être préemballés. Ce processus est similaire à celui de la stérilisation des équipements médicaux. Les différents types de rayonnement ont une portée de pénétration différente, le choix du type de rayonnement dépend donc du type d’aliment. Par exemple, l’irradiation des galettes de hamburger peut se faire par irradiation électronique, alors qu’on a besoin d’une pénétration plus profonde des rayons X pour irradier les carcasses d’oiseaux.

La controverse

Les isotopes radioactifs ne vivent pas à l’intérieur de la nourriture elle-même, ce qui n’est pas préoccupant dans l’irradiation des aliments. Toutefois, l’irradiation des aliments est un sujet controversé, étant donné qu’on doit produire et transporter les matières radioactives en toute sécurité vers les usines alimentaires et les manipuler avec précaution. Cela n’est pas toujours le cas, et un grand nombre d’accidents, de fuites, de dysfonctionnements et d’autres problèmes est signalé dans diverses installations d’irradiation à travers le monde.

On craint également que l’irradiation n’entraîne une diminution de l’hygiène et de l’utilisation de bonnes techniques de manipulation en matière de sécurité dans l’industrie alimentaire. Certaines personnes ont l’impression que l’irradiation sert à dissimuler une manipulation inappropriée des aliments dans les usines, et qu’elle favorise aussi une manipulation dangereuse des aliments chez les consommateurs. L’irradiation peut participer à la diminution du contenu nutritionnel des aliments, parce qu’elle détruit ou détériore certaines vitamines et la microflore qui sont indispensables à la digestion et à d’autres fonctions. Certains chercheurs qui contestent l’irradiation des aliments estiment également qu’elle augmente les carcinogènes et les éléments toxiques dans les aliments.

Actuellement, bon nombre des pays n’autorisent que l’irradiation des épices et des herbes. Toutefois, l’industrie nucléaire qui participe à la production des isotopes radioactifs utilisés pour l’irradiation des aliments fait pression dans de nombreux pays pour être autorisée à irradier d’autres produits alimentaires tels que la viande, les céréales, les fruits et les légumes.

Les pays qui accordent l’autorisation de l’irradiation obligent généralement qu’un logo d’étiquetage explicite soit apposé sur le radura, l’emballage, ou qu’on ajoute les informations sur les aliments irradiés dans la liste des ingrédients. Cela peut ne pas être valable pour les produits contenus dans les aliments transformés, et les restaurants peuvent ne pas être tenus d’informer les consommateurs sur le fait qu’ils servent ou non des aliments fabriqués à base d’ingrédients irradiés. Cela est cas préoccupant, car privant les consommateurs du choix de consommer ou non des produits irradiés. Enfin, l’irradiation des denrées alimentaires est coûteuse, par conséquent elle renchérit les coûts de nombreux aliments irradiés.

La mesure du rayonnement

Les personnes exposées aux rayonnements sur leurs lieux de service doivent souvent porter des dispositifs spéciaux, notamment les dosimètres afin de déterminer si la dose cumulée de rayonnements qu’elles reçoivent est sans danger. Les astronautes, les travailleurs des centrales nucléaires, les équipes d’intervention et de décontamination travaillant avec des matériels dangereux, ainsi que les médecins du domaine nucléaire sont quelques-unes des personnes qui doivent porter ces dosimètres. Par exemple, les dosimètres peuvent parfois alerter l’utilisateur du dépassem*nt d’une dose déterminée au moyen d’une alarme. L’on mesure souvent cette dose totale en sieverts. En dépit des règles en vigueur, certains pays ne les appliquent pas ou ne l’ont pas fait par le passé. Par exemple, lors des travaux d’assainissem*nt de Tchernobyl au début de la catastrophe, les doses relevées pour les travailleurs n’étaient pas fondées sur les mesures réelles. Selon les récits des témoins oculaires, les doses ont été fabriquées sur la base des estimations de rayonnements dans la zone où l’on a été affecté au travail pour la journée.

Références

Cet article a été rédigé par Kateryna Yuri.

Unit Converter articles were edited and illustrated by Anatoly Zolotkov

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Rayonnement et radiologie

Le rayonnement ionisant est un rayonnement composé de particules portant chacune suffisamment d’énergie pour libérer un électron d’un atome ou d’une molécule sans élever la température du matériau à une température d’ionisation. Le rayonnement ionisant est généré par des réactions nucléaires, artificielles ou naturelles, par des températures très élevées (par exemple couronne solaire), par production de particules à haute énergie dans des accélérateurs de particules ou en raison de l’accélération de particules chargées par les champs électromagnétiques produits par des processus naturels, de la foudre aux explosions de supernova.

Le rayonnement. Le convertisseur de dose absorbée

La dose absorbée caractérise la quantité des dommages que les rayonnements ionisants causent à la matière (en particulier aux tissus vivants). Cette dose est plus étroitement liée à la quantité d’énergie déposée.

L’unité de la dose absorbée du SI est le gray (Gy), qui correspond à J/kg. 1 gray correspond à la quantité de rayonnement nécessaire pour déposer 1 joule d’énergie dans 1 kilogramme de n’importe quel type de matière. L’on entend par sievert (Sv), l’unité dérivée du Système international d’unités (SI) de la dose de rayonnement équivalente, de la dose efficace ainsi que de la dose engagée. Un sievert correspond à la quantité de rayonnement dont on a besoin pour produire l’effet similaire sur les tissus vivants qu’un gray de rayons X à forte pénétration. Les quantités qui sont mesurées en sieverts sont censées représenter les effets biologiques des rayonnements ionisants.

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Remarque: Les entiers (nombres sans virgule décimale et sans exposant) sont considérés précis jusqu’à 15 chiffres et le nombre maximal de chiffres après la virgule est de 10.

Sur ce calculateur, la notation E est utilisée pour représenter les numéros trop petit* ou trop grands. La notation E est un format alternatif de la notification scientifique a ·10^x. Par exemple: 1103000 = 1,103·10⁶ = 1,103E+6. Ici E (pour exposant) représente «· 10^», qui signifie «fois dix puissance». La notation E est fréquemment utilisée sur les calculatrices et par les scientifiques, mathématiciens et ingénieurs.

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