Becquerel

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Becquerel
Informations
Système Unités dérivées du système international
Unité de... Activité (radioactive)
Symbole Bq
Éponyme Henri Becquerel
Conversions
1 Bq en... est égal à...
  Unités SI   s-1
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Becquerel (homonymie) et Bq.

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Le becquerel (symbole : Bq) est l'unité dérivée du Système international (SI) pour l'activité d'un radionucléide[1] et correspond à une désintégration par seconde. Elle est homogène à s−1, l'inverse de la seconde[1].

L'ancienne unité de radioactivité était le curie (Ci); la relation entre les deux unités est la suivante  : 1 Ci = 37×109 Bq = 37 GBq, on a donc 1 Bq = 27×10-12 Ci = 27 pCi.

Définition[modifier | modifier le code]

Le becquerel est défini comme le nombre de désintégrations radioactives par seconde au sein d'une certaine quantité de matière. Elle a été nommée ainsi en hommage à Henri Becquerel.

Calcul de la radioactivité[modifier | modifier le code]

Pour une masse donnée  m (en grammes) d'un isotope de masse atomique m_a (en g/mol) et une demi-vie en t_{1/2} en s, la quantité de radioactivité peut être calculée en utilisant :

Activité (en Bq) = \frac{m}{m_a} N_A\frac{\ln(2)}{t_{1/2}}

Pour N_A = 6,022 141 79(30)×1023 mol−1 pour la constante d'Avogadro.

Par exemple, un gramme m de potassium contient 117×10-6 grammes de 40K (tous les autres isotopes sont stables) on a  t_{1/2} de 1,248×109 années soit 3,938×1016 secondes, et a une masse atomique m_a de 39,963 g/mol, la radioactivité est de 31 Bq.

On peut aussi utiliser la relation masse activité :
Pour un gramme de radium 226 d'une période de 1 602 ans :

Activité (en Bq) = \frac{1}{2{,}4 \times{10^{-24}} {\times 1\,602 \times 365{,}25 \times 24 \times 3\,600 \times 226}}\;=\;3{,}65 \times {10^{10}}

Activité d'une source[modifier | modifier le code]

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Le becquerel (sans autre unité) caractérise l'activité d'une source globale :

  • Être humain : un individu de 70 kg a une activité de l'ordre de 8 000 Bq dont 4 500 dus au potassium 40[2] ;
  • Source injectée lors d'une scintigraphie thyroïdienne : 40×106 Bq (de l'ordre de 0,5 MBq par kg de poids du patient)[3] ;
  • Source de 60Co utilisée pour la stérilisation gamma : entre 109 Bq et 1015 Bq ;
  • Activité (nombre de fissions par seconde) d'un cœur d'uranium dégageant 1 MW thermique : 3,234×1016 Bq ;
  • Combustible usé dans un réacteur nucléaire : 1019 Bq.

Activité d'une substance[modifier | modifier le code]

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Article détaillé : activité massique.

Le becquerel par gramme (ou par kilogramme) caractérise la teneur globale en éléments radioactifs. Exemples de mesures d'activité massique :

milli
  • 0,000 1 Bq/g = Radioactivité naturelle de l’eau douce. → 0,1 Bq/l
  • 0,001 Bq/g = Limite des rejets liquides considérés comme « non contaminés » par l'Électricité de France (ÉdF). → 1 Bq/l
  • 0,01 Bq/g = Radioactivité naturelle de l’eau de mer : 12 Bq/kg (aussi certaines eaux minérales). → 12 Bq/l (principalement due au potassium 40)
  • 0,1 Bq/g = Radioactivité du corps humain (principalement due au potassium-40), de l'ordre de 130 Bq par kg.
N nature.svg
Unité
  • 1 Bq/g = Radioactivité naturelle typique des granites : 1 000 Bq/kg (due à la présence d’uranium, de l’ordre de 10 ppm). Limite inférieure des « déchets à très faible activité » pour l'ANDRA. Radioactivité typique du plâtre, de la brique, du béton[4]. Radioactivité typique des terres : 500 à 5 000 Bq/kg[réf. nécessaire].
  • 10 Bq/g = Limite de rejets liquides hospitaliers (décret d’octobre 1981). Radioactivité typique des engrais phosphatés : 5 000 Bq/kg.
  • 100 Bq/g = Radioactivité naturelle des sables de Guarapari – Radioactivité de cendres de charbon - Limite entre « déchets à très faible activité » et « déchets à faible activité » pour l'ANDRA - Limite réglementaire de la radioactivité imposant une déclaration d’activité pour des produits non naturels (décret du 20 juin 1966). Limite des « substances radioactives » pour le décret du 24 juin 1974. Limite supérieure des déchets à « Très Faible Activité » (déchets TFA)
Zone surveillée.svg
kilo
  • 1 000 Bq/g = Limite réglementaire de la radioactivité des substances radioactives naturelles imposant une déclaration d’activité (décret du 20 juin 1966).
  • 10 000 Bq/g = Radioactivité d’un minerai d’uranium. 235U a une activité massique de 80 Bq/mg. L'uranium naturel chimiquement purifié (essentiellement composé de 238U en équilibre avec son descendant 234U) a une activité spécifique de l'ordre de 25 Bq/mg.
  • 100 000 Bq/g = Limite supérieure des déchets nucléaires à « Faible Activité » (déchets FA).
Radiación zona controlada.png
méga
  • 1 000 000 Bq/g = 1 MBq/g = Limite supérieure des déchets nucléaires à « Moyenne Activité » (déchets MA)[5].
Radiación zona permanencia limitada.png
giga
  • 1 GBq/g (109) = Activité spécifique du plutonium 239 : 2,3 GBq/g.
Radiation warning symbol 2.svg
téra
  • 1 TBq/g (1012)= Ordre de grandeur de l'activité des colis de déchets vitrifiés « Haute Activité - Vie Longue » (HAVL) : Activité moyenne d'un colis de l'ordre de 1016 Bq, pour un poids de l'ordre de 100 kg, soit de l'ordre de 0,1 TBq/g.
Zone radiologique interdite.svg
péta
  • 1 PBq/g (1015) = Ordre de grandeur de l'activité massique des radionucléides à vie courte.
Zone radiologique interdite.svg

Activité d'une surface[modifier | modifier le code]

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Le becquerel par mètre carré est utilisé pour caractériser les contaminations de surfaces : contact avec un fluide radioactif, ou retombées atomiques.

  • 400 Bq/m2 = Limite de prise en compte contamination surfacique pour les émetteurs alpha, en dessous de laquelle il n'est pas jugé nécessaire de faire de décontamination.
  • 4 000 Bq/m2 = Ordre de grandeur des retombées constatées en France à la suite de l'accident nucléaire de Tchernobyl.
  • 40 000 Bq/m2 = Limite de prise en compte de contamination surfacique pour les émetteurs bêta – gamma.

Danger représenté par une source radioactive[modifier | modifier le code]

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Le becquerel ne fait que compter un nombre d'événements par seconde, le caractère dangereux ou non de cette activité dépend de l'énergie et de la nature des particules émises.

D'autre part, l'effet sur la santé dépend de la manière dont on s'expose à la source radioactive : simple exposition, inhalation, ingestion... Enfin, en cas d'inhalation ou d'ingestion, l'effet dépend de la radiotoxicité du corps, liée à la manière dont il est métabolisé.

L'effet des radiations sur le corps est mesuré par le sievert et le gray.

La dose approximativement reçue en huit heures à une distance d'un mètre d'une source ponctuelle de rayonnements gamma d'activité A Bq et d'énergie E MeV est approximativement R = 10−9 A.E (mGy)[6].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b « Unités ayant des noms spéciaux », sur le site du BIPM, Consulté le 28 février 2008.
  2. [PDF] I - de la source à l'homme, CLEFS CEA - N° 48 - ÉTÉ 2003.
  3. [PDF] Procédure d'examen du Centre Hospitalier Universitaire Vaudois relatif à la scintigraphie thyroïdienne au Tc-99m, sur le site chuv.ch, 2010
  4. [PDF] La radioactivité naturelle, source de repères, sur le site mines-energie.org
  5. Les déchets radioactifs produits par les centrales nucléaires, sur le site ac-rouen.fr
  6. Génie Atomique, tome V, p. 147 - Presses Universitaires de France 1965.

Articles connexes[modifier | modifier le code]