Etude de la radioactivite des eaux de consommation

Irremplaçable, l’eau est la garante de toute hygiène et source de toute vie. Soixante cinq pourcent du corps humain est constitué d’eau. Elle est au cœur de notre vie quotidienne et nous en sommes dépendants. Cependant, toute eau livrée à la consommation humaine ne doit pas être susceptible de porter atteinte à la santé de ceux qui la consomment. En effet, actuellement et partout dans le monde, la santé de la population reste une priorité. C’est pourquoi, l’étude de la qualité, en particulier de la radioactivité des eaux destinées à la consommation du public est nécessaire.

RADIOACTIVITE

Définitions

Radioactivité

C’est une propriété des noyaux atomiques instables à émettre spontanément des particules et de produire des rayonnements. Cela correspond à une recherche spontanée de stabilité nucléaire. Elle peut être naturelle ou artificielle mais le phénomène est le même.

La radioactivité est naturelle quand les noyaux sources ont été produits dans la nature. Les sources terrestres occasionnent la majeure partie de l’exposition naturelle. En effet, les principales matières radioactives des roches proviennent de la désintégration de
l’U-238, du Th-232 et du K-40.
Exemple : La radioactivité du granite est de 1000 Bq.Kg⁻¹ [1].
Nous sommes également exposés aux rayonnements d’origine cosmique.

La radioactivité artificielle est générée par le bombardement de noyaux stables par les particules nucléaires comme les particules alpha ou les neutron. Il s’agit d’isotopes synthétisés par l’homme dans les centrales nucléaires ou aux laboratoires.

Décroissance radioactive

Lors de la désintégration radioactive, le radionucléide se transforme spontanément en un isotope plus stable du même élément ou en un isotope d’un autre élément chimique. Le nombre dN de désintégrations en un temps dt est proportionnel au nombre d’atomes présents N et au temps dt.

dN = − λ .N.dt

dN/dt = − λ .N

λ, constante de désintégration radioactive, est caractéristique du radionucléide.

ELÉMENTS DE DOSIMÉTRIE

Effets des rayonnements

On distingue deux types d’effets des irradiations sur l’homme : Les effets déterministes qui se manifestent quelques heures à quelques semaines après l’irradiation. La dose dite létale est de l’ordre de 4 Gray à 6 Gray. La cataracte est un exemple d’effet déterministe. Les effets stochastiques qui apparaissent plusieurs années après l’irradiation. Ce sont principalement l’induction de cancers et, à un degré moindre, l’apparition d’anomalies génétiques.

Les doses

L’homme reçoit une dose d’exposition due à la radioactivité ambiante, naturelle et artificielle, selon le lieu de résidence et le mode de vie. La dose absorbée est l’énergie du rayonnement reçue en un point par unité de masse du milieu. Elle a comme unité : le gray (Gy) et se mesure avec un dosimètre. Un gray est définit comme étant l’unité d’énergie que cède le rayonnement ou les particules en traversant la matière. Cependant, il est plus pratique d’utiliser la dose moyenne absorbée dans un tissu ou organe notée : DT .

L’effet des rayonnements dépend de sa nature et de son énergie, d’où la notion de facteur de qualité WR, pour un rayonnement R, correspondant à la dose moyenne DT. La dose équivalente HT est donnée par la formule suivante :

HT = DT,R .WR
Où :
DT,R est la dose absorbée moyenne dans un tissu ou organe T due au rayonnement R. Il est exprimé en Sievert (Sv) dans le Système International. Un Sievert, c’est l’unité de dose d’irradiation significative pour un être vivant.

WR = 20 pour les particules α.
WR = 1 pour les particules β et les rayonnements γ.

La Commission Internationale de Protection Radiologique recommande : «Que toutes les doses soient maintenues aussi basses qu’il est possible» [13]. Par convention on appelle faibles doses des expositions inférieures à une centaine de millisieverts et très faibles doses des expositions de quelques millisieverts, comparables à celles auxquelles sont soumis naturellement les êtres vivants.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE THEORIQUE
Chapitre 1 : RADIOACTIVITE
1.1. Définitions
1.1.1. Radioactivité
1.1.2. Décroissance radioactive
1.1.3. Période radioactive
1.1.4. Activité des radionucléides
1.2. Les types de rayonnements
1.3. La radioactivité naturelle
1.4. Equilibre et déséquilibre radioactifs
Chapitre 2 : ELÉMENTS DE DOSIMÉTRIE
2.1. Effets des rayonnements
2.2. Les doses
2.3. Normes de sécurité
Chapitre 3 : COMPTAGE PAR SCINTILLATION LIQUIDE
3.1. Quelques caractéristiques
3.2. Les compteurs à scintillation liquide
3.3. Principe du comptage par scintillation liquide
METHODOLOGIE
Chapitre 4 : INSTRUMENT : LE TRIATHLER LSC
4.1. Les modes de mesure
4.2. Autres caractéristiques du Triathler LSC
4.3. Le radon équivalent
4.4. Paramétrage : configuration du Triathler
Chapitre 5 : AUTRES MATÉRIELS UTILISÉS
5.1. Porte échantillon
5.2. Scintillateur liquide
5.3. Burette, pipette graduées et eau distillée
5.4. GPS (Global Positioning System)
Chapitre 6 : PROCÉDURES DE MESURE
6.1. Echantillons et bruit de fond
6.2. Etalonnage
6.2.1. Préparation de l’étalon
6.2.2. Efficacité extrinsèque
6.2.3. Efficacité réelle
6.2.4. Fenêtre de comptage
6.3. Analyse des spectres
6.4. Détermination des activités, calcul d’incertitude et limite de détection
PARTIE EXPERIMENTALE
Chapitre 7 : ECHANTILLONNAGE
7.1. Prélèvement des échantillons
7.2. Préparation des échantillons
Chapitre 8 : RÉSULTATS, TRAITEMENT ET INTERPRETATION
8.1. Résultats des mesures
8.2. Evaluation dans le temps
8.3. Discussion
8.4. Cartographie
8.5. Reconfiguration du triathler et ajustement de comptage pour quelques échantillons d’intérêt
Chapitre 9 : ESTIMATION DES RISQUES DOSIMÉTRIQUES
9.1. Dose effective pour le Ra-226
9.2. Interpretation
CONCLUSION

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