Depuis la création de la Terre, il y a environ 4,5 milliards d’années, la matière est constituée d’éléments stables et d’éléments instables dits radioactifs. Depuis, la radioactivité n’a cessé de décroître puisque de nombreux atomes radioactifs se sont transformés pour l’essentiel en éléments stables et ont donc disparu. Certains atomes continuent leur transformation, alors que d’autres se forment toujours. Dans le tableau périodique des éléments, on compte 254 atomes stables et plus de 3 000 instables, dont seulement 84 disponibles dans la nature.

La radioactivité naturelle est omniprésente, y compris dans les organismes vivants. Les tissus organiques et les os contiennent des éléments possédant des isotopes radioactifs, comme le potassium-40 ou le carbone-14, qui sont indispensables à la vie. On en retrouve aussi dans certains aliments, comme la banane ou la viande par exemple. Les rayons cosmiques, générés par le Soleil et d’autres astres, sont également une source de radioactivité naturelle puisqu’ils émettent principalement des protons et des noyaux atomiques comme le tritium ou le carbone-14. Il existe aussi une radioactivité dite tellurique. Elle est liée aux éléments radioactifs présents dans le sol terrestre comme l’uranium-238, le thorium-232 ou encore le radium qui produit un gaz radioactif appelé le radon (surtout dans les régions granitiques). Certains sont quasiment inoffensifs tandis que d’autres demandent de se montrer vigilant.

La radioactivité artificielle reprend les mêmes propriétés physico-chimiques que celle d’origine naturelle mais est créée par l’Homme. Elle consiste ainsi à recréer des radio-isotopes (ou radionucléides) qui ont aujourd’hui disparu. Grâce à des réacteurs nucléaires ou des accélérateurs de particules, l’être humain génère ainsi des radionucléides artificiels qui sont utilisés majoritairement dans les secteurs du médical et de l’industrie (imagerie, traitement du cancer, spatial, etc.). D’autres sont aujourd’hui considérés comme des déchets nucléaires de haute activité. Dans la liste des radio-isotopes artificiels, on peut citer par exemple le strontium-90, le césium-137, l’iode-131, les isotopes du plutonium (238Pu, 239Pu, et 240Pu) ou encore l’américium-241.

La radioactivité est un phénomène quantifiable, qu’il s’agisse de l’activité d’une source radioactive, de la quantité d’énergie reçue par l’objet irradié exprimée en termes de dose ou de l’exposition de l’organisme aux rayonnements exprimé en équivalent de dose. Ces rayonnements vont modifier les atomes qu’ils rencontrent, les transformant en « ions » chargés électroniquement, qui vont eux-mêmes perturber les molécules et les cellules auxquelles ils appartiennent. Trois unités de mesures sont utilisées pour quantifier la radioactivité :

• Le becquerel, noté Bq, mesure l’activité, c’est-à-dire le nombre de désintégrations effectuées par seconde par une source radioactive. Le becquerel a remplacé l’ancienne unité, le curie (Ci), qui avait été définie en 1914 comme étant l’activité de 1 g de radium, soit 37 milliards de becquerels.
• Le gray, noté Gy, mesure la dose (ou la quantité d’énergie cédée) physiquement « absorbée » par la matière. On appelle dose absorbée (D) l’énergie communiquée à la matière par unité de masse de matière ou de tissus vivant. Le gray a remplacé l’ancienne unité, le rad (Rd), qui valait un centième de gray.
• Le sievert, noté Sv. La dose absorbée ne suffit pas, à elle seule, à rendre compte de l’effet biologique, car, à dose absorbée égale, les effets varient suivant la nature du rayonnement ionisant reçu (alpha, bêta, gamma ou neutrons). Il a donc été indispensable de créer une unité biologique d’équivalence de dose (H), qui permet de comparer l’effet d’une même dose absorbée délivrée par des rayonnements ionisants de nature différente, en introduisant un facteur de pondération radiologique. Ce facteur est de 1 pour les rayons bêta et gamma, de 20 pour les rayons alpha et de 3 à 10 pour les neutrons.
  Cet équivalent de dose, ou dose équivalente, est obtenu en multipliant la dose absorbée par ce facteur de pondération encore appelé facteur de qualité. Il est exprimé en sievert (Sv). Le sievert a remplacé le rem qui valait un centième de sievert.

Un autre paramètre, le facteur de pondération tissulaire, intervient pour tenir compte de la nature du tissu ou de l’organe localement exposé. Cette exposition débouche sur la notion de dose efficace. La limite de 1 mSv/an pour l’exposition du public est relative à la dose efficace. ■