Les rayonnements radioactifs, comme tous les rayonnements, transportent de l’énergie et interagissent avec la matière, notamment le vivant. Certains rayonnements (alpha, bêta, gamma et X) sont dits ionisants parce qu’ils transportent une grande quantité d’énergie qui provoque un changement de la charge électrique des atomes qu’ils traversent et peuvent la rendre instable. C’est le phénomène d’ionisation. Ils peuvent être, dans certaines conditions d’exposition, dangereux pour les êtres vivants et il faut savoir s’en protéger.

• Le rayonnement « alpha » (symbole α) perd très vite son énergie. Il a un pouvoir de pénétration très faible. Il ne parcourt que quelques centimètres dans l’air. Une simple feuille de papier ou les couches superficielles de la peau suffisent.

Ce rayonnement correspond à l’expulsion d’une particule composée de 2 protons et de 2 neutrons (c’est-à-dire d’un noyau d’hélium) d’un atome qui subit une désintégration alpha. Le numéro atomique (Z) de l’atome sera donc diminué de 2 et sa masse atomique (A) de 4.

• Le rayonnement « bêta » (symbole β) ne parcourt que quelques mètres dans l’air. Il est stoppé par une vitre en verre, en plastique ou une feuille d’aluminium.

Ce rayonnement correspond à la conversion d’un neutron en proton et l’expulsion d’un électron d’un atome qui subit une désintégration bêta. Le numéro atomique (Z) de l’atome sera donc augmenté de 1.

• Le rayonnement « gamma » (symbole γ) peut traverser plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres dans l’air et de fortes épaisseurs de plomb ou de béton sont nécessaires pour l’atténuer ou le stopper.

Ce rayonnement se produit en général après une désintégration alpha ou bêta et permet de libérer l’énergie excédentaire. Celle-ci se libère sous la forme d’un photon, de nature électromagnétique.

Tout être vivant est soumis à des rayonnements ionisants naturels (tellurique, cosmique, radon) ou artificiels (médecine nucléaire). Ce phénomène s’appelle l’exposition aux rayonnements.

• On utilise le terme d’irradiation pour une exposition externe aux rayonnements ionisants, c’est-à-dire quand une personne est exposée de l’extérieur par des rayonnements ionisants à partir d’une ou plusieurs sources radioactives à proximité. L’irradiation s’arrête dès lors que la personne s’éloigne de la source ou qu’elle se protège par des écrans appropriés.
• Une contamination externe a lieu, par exemple, quand une personne a été en contact avec des éléments radioactifs et que ces éléments restent déposés sur la surface de la personne (vêtements, peau).
• Une contamination interne relève d’une exposition interne à des particules radioactives, c’est-à-dire quand des éléments radioactifs ont pénétré à l’intérieur de l’organisme (inhalation, absorption, etc.). L’exposition à ces particules radioactives se poursuit tant que la source est à l’intérieur ou au contact du corps.

Pour les travailleurs du nucléaire, la limite réglementaire d’exposition externe pour le corps entier est de 20 millisievert par an (mSv/an), plus précisément sur douze mois consécutifs. Une exposition à une dose de 100 mSv/an peut être autorisée pour des interventions techniques d’urgence et de 300 mSv/an pour une intervention de secours à victimes. De manière générale, hors radioactivité naturelle, la dose individuelle moyenne annuelle reste très faible pour l’ensemble des travailleurs exposés aux rayonnements ionisants en France. Par exemple, elle était de 0,05 mSv dans le secteur du médical en 2024 et 0,55 mSv pour le secteur du nucléaire.

Concernant l’exposition interne, la source de rayonnements ionisants est à l’intérieur de l’organisme. Elle est le résultat d’une ingestion, d’une inhalation de substances radioactives ou d’une plaie cutanée provoquant un risque de contamination interne. Cette situation est rencontrée dans le domaine médical lors de l’administration au patient de radioéléments dans un but diagnostic ou thérapeutique. Elle peut aussi se produire lorsque, par exemple, un travailleur du nucléaire aurait évolué dans un environnement « radioactif » sans protection ou avec une protection insuffisante. Heureusement, cette dernière situation est extrêmement rare, et dans tous les cas, elle fait l’objet d’une déclaration obligatoire de l’exploitant et d’un suivi médical strict de la personne exposée.

La limite d’exposition du public est de 1 mSv/an en dehors des expositions médicales et naturelles. En France, toutes expositions confondues (exposition à la radioactivité naturelle, artificielle, médicale), la dose moyenne reçue par chaque habitant est de l’ordre de 4,5 mSv par an. Cette exposition annuelle peut être beaucoup plus importante selon les régions dans le monde. Par exemple, sur la plage de Guarapari au Brésil, l’exposition à cet endroit est de 80 mSv/an. Cette valeur, qui dépend de l’emplacement géographique et du mode de vie, est à considérer comme un indicateur macroscopique – à l’échelle de la France entière – et n’est pas applicable à un groupe de personnes en particulier.

Toutes les institutions de référence dans le monde (AIEA, OMS, UNSCEAR, Euratom, ASNR¹, etc.) s’accordent sur les effets des rayonnements ionisants :

• À partir de 10 mSv, il est préconisé une mise à l’abri des populations, en cas d’un événement. Cette dose représente entre 2 et 4 fois la dose annuelle reçue par la population française.
• Au-delà de 50 mSv, l’évacuation est recommandée. Cela représente 10 à 20 fois la dose reçue par an par la population française.
• Pour la population, on parle de fortes doses au-delà de 100 mSv, c’est-à-dire entre 20 et 50 fois la dose reçue par an par la population française.
• Pour un niveau inférieur à 100 mSv, aucun effet à long terme sur la santé n’a été démontré.
• Au-delà de 100 mSv, des effets à long terme des rayonnements ionisants ont été démontrés par des études épidémiologiques, comme une augmentation du risque de cancer (étude des populations d’Hiroshima et de Nagasaki).
• 1000 mSv est une dose très élevée qui correspond à 1 Gray. Ce niveau d’exposition à la radioactivité a un effet direct sur la santé et implique un risque certain pour la vie d’une personne exposée dans les semaines et les mois qui suivent (destruction de la moelle osseuse, diminution des plaquettes sanguines et des globules blancs, etc.). Au-delà, d’autres effets plus graves sont observés, jusqu’au décès aux alentours de 15 Gy. ■