Dose équivalente

En physique nucléaire, et plus généralement en radioprotection, la dose équivalente (notée H) est une grandeur physique mesurant l'impact sur les tissus biologiques d'une exposition à un rayonnement ionisant, par exemple à une source de radioactivité. Elle se définit comme la dose absorbée, à savoir l'énergie reçue par unité de masse, corrigée d'un facteur de pondération du rayonnement sans dimension, qui prend en compte la dangerosité relative du rayonnement considéré.

L'unité de dose équivalente est le sievert (symbole: Sv), en l'honneur du physicien Rolf Sievert, qui équivaut à un joule par kilogramme (J/kg).

L'ancienne unité, le rem, vaut 10 mSv (100 rem = 1 Sv).

Calcul de la dose équivalente

Relation entre dose absorbée, dose équivalente et dose efficace (CIPR)

Connaissant les doses D_R délivrées par différents types de rayonnements, la dose équivalente H est

H=\sum _{\mathrm {R} }w_{\mathrm {R} }D_{\mathrm {R} }\,

où les w_R sont les facteurs de pondération des rayonnements, anciennement appelés efficacités biologiques relatives (EBR) puis facteurs de qualité (Q).

Facteur de pondération du rayonnement

Pour prendre en compte de manière précise la dangerosité d'une dose d'un type de rayonnement, un facteur d'efficacité biologique devrait prendre en compte plusieurs paramètres :

le type de radiations ;
leur énergie ;
l'effet biologique étudié.

Afin de simplifier, la Commission internationale de protection radiologique a émis des recommandations (les publications n^o 60 en 1991 puis n^o 103 en 2007) sur le calcul d'un facteur de qualité ou facteur de pondération des rayonnements, estimant l'efficacité d'un rayonnement[1]. Les valeurs sont listées ci-dessous :

Rayonnement	Énergies	Facteur de qualité (CIPR 60)	Facteur de pondération $w_{\mathrm {R} }$ (CIPR 103)
Photons (X ou $\gamma$ )	Toutes	1	1
Électrons (particules $\beta$ )	Toutes	1	1
Protons	Toutes	5	2
neutrons	< 10 keV	5	Calculé : entre 2,5 et 3
	10 keV à 100 keV	10	Calculé : entre 3 et 10
	100 keV à 2 MeV	20	Calculé : entre 10 et 17,5 (max.: 1 MeV $\approx$ 20,5)
	2 Mev à 20 Mev	10	Calculé : entre 17,5 et 7
	> 20 MeV	5	Calculé : entre 7 et 2,5
Autres (particules $\alpha$ , fragments de fission, ions lourds)	Toutes	20	20

Remarque : Ces coefficients de pondération n'ont de signification qu'aux faibles doses de rayonnement, conduisant à des effets stochastiques.

La dose équivalente, pondérée par un facteur de sensibilité des tissus, permet d'obtenir la dose efficace.

Notes et références

[PDF] Recommandations 2007 de la Commission Internationale de Protection Radiologique, Publication CIPR 103, 2009

Voir aussi

Bibliographie

Robert N. Cherry, Jr., Les rayonnements ionisants, Encyclopédie de Sécurité et de Santé au travail, 3^e édition, chapitre 48, (ISBN 92-2-209203-1)
H. P. Jammet, Recommandations 1990 de la Commission internationale de protection radiologique adoptées par la commission en novembre 1990, 1993, éditions Pergamon (ISBN 0-08042-275-6) (Principale publication de la Commission adaptée en français)