Qu'est-ce que la radioactivité naturelle?
L'expression "radioactivité naturelle" désigne toute source de radioactivité qui n'est pas d'origine humaine. Les principales sources de radioactivité naturelle comprennent les rayonnements cosmiques, les rayonnements terrestres et les rayonnements provenant de matériaux présents dans le corps humain. Bien que les niveaux élevés de radiations produites par les dispositifs fabriqués par l'homme tuent les cellules humaines et puissent causer le cancer, les faibles niveaux qui se produisent naturellement n'ont pas eu d'effets néfastes sur la santé. Chaque être humain reçoit une moyenne de 2,4 millisievert (mSv) de rayonnement naturel par an, bien que ce montant varie en fonction de l'emplacement géographique et de l'occupation.
Le rayonnement cosmique est constitué de particules subatomiques de l’espace extra-atmosphérique, principalement des protons et des noyaux d’hydrogène. Le soleil émet également des radiations lors des éruptions solaires. Lorsque ces particules chargées pénètrent dans l'atmosphère terrestre, elles entrent en collision avec des atomes et des molécules atmosphériques pour créer d'autres types de particules subatomiques et d'isotopes radioactifs, notamment le carbone 14.
Les isotopes d'un élément donné auront des protons du même nombre, mais le nombre de neutrons sera différent. Le carbone 14 a un noyau qui contient 6 protons et 8 neutrons, soit un total de 14 particules nucléaires. Cet isotope est radioactif, ce qui signifie qu'il subit une désintégration et émet des particules spontanément. Le carbone 14 émet un électron qui se désintègre en isotope stable, l'azote 14, sur une période de temps déterminée. Les matériaux contenant du carbone 14 peuvent être placés dans le temps géologique en utilisant un processus appelé datation au radiocarbone, dans lequel la quantité de carbone 14 dans le matériau est utilisée pour déterminer son âge.
Le rayonnement terrestre est la deuxième source majeure de radioactivité naturelle. Ce rayonnement provient d'isotopes de carbone et de potassium, ainsi que de thorium et d'uranium, que l'on peut trouver dans le sol, les roches ou l'eau. Ces deux derniers isotopes se désintègrent en radon et en radium, qui sont extrêmement radioactifs, bien que rares. Leur taux de désintégration est également assez long - par exemple, l'uranium 238 a une demi-vie de 4,5 milliards d'années, ce qui signifie qu'il faut 4,5 milliards d'années pour qu'une quantité donnée de la substance soit réduite de moitié par désintégration. La longue demi-vie de l'uranium a des effets négligeables sur l'homme.
En plus des sources terrestres et cosmiques de radioactivité naturelle, les substances présentes dans le corps humain produisent également des rayonnements. La gamme d'isotopes radioactifs présents dans le corps humain provient d'une source terrestre, car ils ont été ingérés par la nourriture, l'eau ou l'air. Ils comprennent le carbone 14, le potassium 40, l'uranium, le thorium, le radium et quelques autres. Les concentrations de ces substances sont pour la plupart assez faibles, les concentrations les plus élevées étant celles de carbone et de potassium.
La quantité de radioactivité naturelle qu'une personne reçoit dépend de son emplacement géographique. Certaines zones contiennent des sols enrichis avec un isotope particulier en raison de dépôts minéraux ou de processus organiques. Par exemple, les zones humides peuvent contenir plus d'uranium en raison de la décomposition de matières organiques contenant cet élément. Les zones de plus haute altitude ont tendance à recevoir plus de rayonnement cosmique, car elles sont plus hautes dans l'atmosphère. Les astronautes et les pilotes reçoivent quotidiennement plus de rayonnement cosmique que la moyenne des gens pour la même raison.