Let me introduce myself

Cékoistaffair ?

M... ! Mais c'est où ce truc ?

Hé, t'es qui toi ?

  • Fab
  • Avalonia
  • 05/12/1963
  • Curieux du monde et essaye de le comprendre. Aime la vie, le beau, aimer, les enfants, les trucs compliqués ou "à la marge", l'Histoire, les auteurs antiques, la musique, la cuisine et plein d'aut'choses.

Trop bon, faut j'en parle

Mercredi 30 mars 3 30 /03 /Mars 21:45

Salut mes cailles ! Long time no see.
Comme il fallait bien trouver un sujet pour reprendre le fil, on va taper dans le dur de l'actualité.
Fukushima par exemple. Ou plutôt, de quoi il y retourne à propos du danger réel ou supposé de la chose.
Approche toute académique j'en conviens, mais qui vous donnera les outils pour aller au delà de la soupe du JT de 20h, et pour comprendre que "les mesures sont 4000 fois supérieures  la norme" ne veut rien dire.
Comme cela fait  2 semaines que je peux aller pisser sans allumer la lumière des cabèches, faites confiance au spécialiste (rires).
Tour d'horizon du phénomène. Partez pas, rien qui ne dépasse vos connaissances du Bac, enfin pour ceux qui ne roupillaient pas en cours de physique.
Compilation de ce que j'ai pu gratter d'à peu près sérieux sur la toile.
Au fait, ne cherchez pas de dosimètre ou de Geiger sur le Net, tout est déjà vendu (délai de réassort de plus de 3 mois), c'est ballot, hein ?

  
Un peu de conceptuel

Tout d'abord, un réacteur nucléaire n'a rien à voir avec une bombe atomique, imaginez plutôt un... gros barbecue bien rouge, où à la place des braises, on fout de l'U 235 qui se désintègre en dégageant une température de 400-500°C.
C'est avec cette chaleur qu'on fait bouillir de la flotte qui se transforme en vapeur qui fait tourner une turbine qui elle même fournit de l'électricité.
C'est schématiquement le modèle des japs (une centrale BWR), en France c'est du PWR (eau pressurisée) qui est un peu plus "sûr ". Débat un aut' jour.


fission-copie-1.jpg
 
La radioactivité donc, ou plutôt, les radioactivités.
  
Une définition qui en vaut une autre :
"Propriété qu'ont certains noyaux d'atomes de se désintégrer de manière naturelle et spontanée, pour donner un autre élément, en émettant des particules ou des rayonnements électromagnétiques. Dans ce cas la radioactivité est naturelle. Elle peut être artificielle lorsque l'on bombarde les noyaux des atomes."


 nukes-for-dummies-x.png

Particules et rayonnements...
Pour faire simple, côté particules nous avons la radioactivité béta (je sais, y'a béta- et béta+) et  alpha.
Radioactivité béta : la radioactivité bêta affecte les nucléides X présentant un excès de neutrons. Elle se manifeste par la transformation dans le noyau d'un neutron en proton, le phénomène s'accompagnant de l'émission d'un électron et d'un antineutrino électronique.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Beta-minus_Decay.svg
Un machin bien péchu qui vérifie la fameuse équation E=mc². Je vous laisse faire les exos du bouquin de physique de votre fils pour piger que c'est énorme.
 
Radioactivité alpha : il s'agit de l'émission d'un noyau d'hélium.
 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Alpha_Decay.svg
Dois-je préciser que c'est aussi méchamment ionisant.
  
Le rayonnement à présent.
Il s'agit du rayonnement Gamma (c'est un peu du rayon X dopé à l'EPO), conséquence immédiate des réactions alpha et béta.
Il n'y a pas en l'occurence d'émission de particules, mais d'un rayon ionisant méchamment énergétique de l'ordre de plusieurs MeV, si cela vous rappelle quelque chose.
 
Pour s'en protéger, un petit dessin évocateur.
 
 
 protection.gif
Les particules α sont arrêtées par une feuille de papier.
Les particules β sont arrêtées par une feuille d'aluminium.
Le rayonnement γ est atténué (mais jamais arrêté) par de grandes épaisseurs de matériaux  denses (écrans en plomb très utilisés).
Poids et mesures...
   
Les grandeurs objectives
 
L'activité d'une source radioactive se mesure en becquerels (Bq), en hommage à Henri Becquerel, unité correspondant au nombre de désintégrations par seconde.
L'activité massique ou volumique est plus souvent utilisée. Elle correspond à l'activité rapportée à la masse (Bq/kg) ou au volume de l'échantillon mesuré (Bq/L ou Bq/m³).
Le coulomb par kilogramme (C/kg) peut également être utilisé : il mesure l'exposition aux rayonnements X et gamma (la charge d'ions libérée dans la masse d'air). L'ancienne unité équivalente était le Roentgen qui correspond au nombre d'ionisations par kilogramme d'air.
Gamme_becquerel.jpg
Graphique évocateur, n'est-il pas ?
 
Les grandeurs subjectives
Ce sont des grandeurs non mesurables directement. Elles sont estimées à partir de mesures et de coefficients de pondération définis par la CIPR.
La dose absorbée par la cible est définie comme l'énergie reçue par unité de masse de la cible, en joule par kilogramme, c'est-à-dire en gray (Gy) dans le système SI. L'ancienne unité était le rad. 1 Gy = 100 rad= 1 joule par kilo de matière irradié. On définit également un débit de dose, c'est-à-dire l'énergie absorbée par kilogramme et par unité de temps, c'est-à-dire en gray par seconde (Gy/s). Ce point est important, car comme dans la vie au quotidien, mieux vaut ramsasser une bille sur le crâne par jour pendant 6 mois qu'un menhir en une seule fois.
Dose_absorbee.jpg
Les effets dus à la radioactivité sur les organismes vivants, ou sur la matière inerte, ne sont pas directement liés au Becquerel pour plusieurs raisons : la désintégration d’un atome de césium ou d’iode ne libère pas la même énergie ; les rayonnements émis sont de natures très différentes ; tous n’atteignent pas obligatoirement l’organisme de la même manière.
De plus, suivant les parties de l’organisme touchées par les rayonnements, les effets sont différents. Pour en tenir compte, la dose absorbée est multipliée par un facteur qui permet d’aboutir à la dose équivalente, exprimée en Sievert (Sv).
 
Certains tissus et organes sont donc plus sensibles au rayonnement que d’autres. Pour en tenir compte, la dose équivalente a été pondérée par un facteur de risque spécifique pour chaque tissu ou organe de manière à obtenir la dose effective (ou dose efficace). Ce système présente l’avantage de pouvoir placer tous les types d’exposition humaine au rayonnement ionisant sur une même échelle des risques. La valeur de la dose effective étant généralement très petite, elle est le plus souvent exprimée en milliSievert (mSv).
 
Le facteur de risque d'induction de cancer est estimé à 4 % par Sv pour une population de travailleurs et à 5 % par Sv pour la population en général. À titre d'exemple, les personnes vivant en Europe occidentale reçoivent une dose annuelle naturelle de 3 mSv dont la moitié est due au radon.
Dose annuelle moyenne reçue en France : ~2,4 mSv/an/personne
 
1 rad = 0,01 Gy
1 Gy = 100 rad
1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv
1 Sv = 100 rem
 
Très schématiquement, il est possible de mieux symboliser la relation entre ces trois unités avec l’image suivante : un enfant lance des balles en direction d’un camarade :
Le nombre de balles envoyées peut se comparer au nombre de rayonnements émis par une source radioactive, c’est-à-dire son activité (Becquerel) ;
Le nombre de balles reçues par son camarade représente la dose absorbée (Gray) ;
Les marques laissées sur son corps, selon que les balles sont plus ou moins lourdes et que les points touchés sont plus ou moins sensibles, sont l’effet produit, et peuvent se comparer à la dose efficace (Sievert).
radioactivity-dessin.jpg
  Un bonne plaquette de vulgarisation ici :

http://www.mesure-radioactivite.fr/public/IMG/pdf/plq_asn_grandeurs.pdf
 
     
Les relations entre Gray et Sievert
Le Becquerel mesure le nombre de désintégration par seconde d'un élément donné. La désintégration entraîne un changement de masse et grâce à la relation d'Einstein E = m.c2, on peut calculer la libération d'énergie en Joule. Ainsi on obtient la relation entre Becquerel et Gray (Joule / kg de matière).Pour obtenir la relation entre Gray et Sievert, il est indispensable d'établir la notion de dose : une dose est une grandeur caractérisant l'effet biologique d'une irradiation sur les personnes qui y sont exposées.

 
Le deuxième effet Kiss Cool

Sacahant que la dose admise annuelle est de 4mSv, que penser des 500 mSv à l'heure qui se dégagent du toit des réacteurs (interdisant au passage tout largage de flotte par hélico) ?

Barème ci -dessous, brrrr....
                      


 
Dose
  (mSv)       

 

 
Effets
  observés (pour une dose aiguë)

 
50

 

 
Dose seuil au fœtus pour
  l’apparition de malformations

 

 
250

 

 
Diminution transitoire des
  globules blancs et rouges

 

 
500

 

 
Dose aux gonades causant une
  stérilité temporaire

 

 
1000

 

 
Nausée, vomissement, perte de
  cheveux

 
Dose létale (LD50) pour 50% des
  fœtus exposés une semaine post conception

 

 
1500

 

 
Dose létale pour 50% des fœtus
  exposés 5 à 7 semaines post conception

 

 
3000

 

 
Dose létale pour 50% des fœtus exposés 21 semaines ou plus post conception

 

 
3000 à
 
5000      

 

 
Syndrome hématopoïétique :
  hémorragie et infection

 
Dose seuil à la peau pour
  l’apparition d’effets (érythème, desquamation sèche)

 
Dose aux ovaires causant une
  stérilité permanente (testicules : + de 5 Sv)

 

 
5 000

 

 
LD50 : Dose létale pour 50%
  des personnes exposées

 
Ulcération intestinale

 
Anémie aplasique

 

 
10000

 

 
LD100 : Dose létale pour 100%
  des personnes exposées

 
Syndrome gastro-intestinal :
  perte liquidienne, diarrhée sévère et mort dans les jours qui suivent

 
Fibrose pulmonaire

 

 
30000

 

 
Syndrome
  cérébraux-vasculaire : convulsion, apathie, mort dans les heures qui
  suivent

 

À Tchernobyl, 600 000 mecs, les "liquidateurs", paticipèrent à la décontamination du site.
600 000 bonhommes, l'équivalent de la bataille de Verdun...
Mais à l'époque on était sous l'ère des vilains communistes, qui avaient comme défaut d'avoir un fond de patriotisme.
Les pilotes d'hélicos faisaient un seul passage pour balarguer du ciment au dessus du réacteur, les soldats au sol restaient 45 s (le temps de foutre une pelletée de déchets dans une brouette et de revenir en courant).
25000 sont morts dans les semaines qui suivirent.
 
Les salariés de Tepco, eux, n'ont pas l'air d'être très nombreux sur le site, malgré les primes promises à leurs veuves, c'est ça le triomphe du tout libéral...

On ne vit qu'une demie-fois.

La désintégration d'un isotope radioactif se fait de manière aléatoire, on est sûr qu'il se désintègrera un jour mais pas quand, dans 3 millisecondes ou dans deux siècles.
Grand mystère de la physique.
On approche donc le phénomène selon une aproche statistique.
Chaque isotope se désintégrant selon une vitesse qui lui est propre, la notion de demie-vie a été inventée.
En gros, quel est le temps nécessaire pour que 50% de mon paquet d'isotopes soit désintégrés.
periode-170a1.jpg

Et donc ?
Ben, là est tout le problème de la filière nucléaire à l'uranium.
 Ci dessous la courbe de désintégration des principaux déchets de la fission.

Airdosechernobyl2.jpg

Eh oui, pour le Césium, le déchet majeur avec l'Iode, sa demie-vie, c'est trente piges, et encore je vous fais grâce des éléments, minoritaires (hors graphique) qui ont des demies-vie d'ordre géologiques. Plus de détails ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Produits_de_fission
Que dire d'autre ?
Rien ? Si, les japs sont dans une m...e divine pour un sacré paquets de siècles.
Allez, sortez couverts...

If any member of the family should die whilst in the shelter from

contamination, put them outside, but remember to tag them first for

identification purposes.

Frankie goes to hollywood - Two tribes (extrait de commentaires de la série TV de la BBC Protect and Survive).

Pour les gaulois : Si un membre de votre famille venait à mourir de contamination dans l'abri, sortez le corps, mais pensez d'abord à l'étiqueter pour les besoins futurs d'identification.

Bande son (à égalité) :
Kraftwerk - Radioactivity / Odeurs- Couscous Boulettium / Frankie goes to Hollywood- Two tribes.
Par Fab - Publié dans : Sciences
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