Câteva lucruri de știut despre mineralele radioactive

Observație preliminară

Scopul textului următor este de a fi un avertisment cu privire la diferitele riscuri implicate de minerale și de a da câteva măsuri de precauție elementare care trebuie luate. În niciun caz nu trebuie luat ca un text cu putere de lege. Din motive de înțelegere, au fost adaptați termeni tehnici sau legali. Unele cifre sunt ordine de mărime și, în ciuda grijii luate, pot rămâne erori (mulțumim în prealabil cititorilor care ne vor indica). Dacă este necesar, cititorul este invitat să se angajeze într-o abordare mai aprofundată consultând cărți, institute specializate și/sau texte legale.

Radioactivitate

Radioactivitatea unei substanțe este emisia de particule de mare energie; particule alfa (α), care sunt nuclei de heliu, particule beta (β) care sunt electroni și/sau particule gamma (γ) care sunt fotoni (particule de lumină). Înțelegerea riscurilor radioactivității nu este ușoară. Prima dificultate este că lumea radioactivității nu este întotdeauna o lume în care aduni. Este o lume în care calculele sunt adesea exponențiale, de putere sau de logaritm. Acest lucru are ca rezultat situații deloc intuitive. Cum să explicăm, de exemplu, că o rază g care pătrunde într-o materie este în primul rând puțin absorbită și apoi la o anumită adâncime devine pe o distanță mică aproape complet absorbită? Cum să explicăm că radioactivitatea unui corp radioactiv scade la jumătate pentru durate fixe (calculul este simplu, dar este la nivelul primului an de învățământ superior)? Cum să explicăm că radioactivitatea conținută în centralele nucleare este considerabil mai mare decât cea a materialului inițial care a fost introdus în ele ?

A doua dificultate provine din teama provocată de manipulările umane care, de la bomba atomică la Fukushima, au demonstrat pericolul energiei nucleare. Această teamă este justificată atunci când se știe că câteva miligrame de material de scurtă durată (câteva zile) vor provoca rapid radiații fatale. Frica mai puțin justificată pentru mineralele naturale care au o radioactivitate incredibil de redusă decât materialele create în centrale electrice și industria nucleară. Uraniul 238, de exemplu, cel mai abundent izotop al uraniului din natură, își pierde jumătate din radioactivitate în 4,5 miliarde de ani, toriul 232, mai abundent decât uraniul, în 14, 5 miliarde de ani. Pentru a vă face o idee despre radioactivitatea „artificială”, luați în considerare cobalt-60, utilizat în radioterapie, care își pierde jumătate din radioactivitate în 5,27 ani. Prin urmare, un gram din acest cobalt este (4,5 x109/5,27) x (238/60) = 3,39 miliarde de ori mai radioactiv decât acest uraniu: 1 gram de cobalt 60 are deci atâtea emisii ca 3390 tone de uraniu 238.

Prin urmare, există două lumi foarte diferite: riscurile radioactivității naturale și cea a radioactivității artificiale.

Măsurători de radioactivitate

Pentru mineralogul amator, nu este necesar să se înțeleagă misterele radioactivității. Dar nu există niciun motiv pentru a rămâne pasiv. Pasul principal este de a evalua radioactivitatea și, prin urmare, de a avea un dispozitiv care să o măsoare. Și apoi să cunoașteți legislația, să luați măsuri și să vă faceți o idee despre riscuri. Este destul de uluitor să vezi procentul ridicat de colecționari care nu au făcut această achiziție. Colecționarii care nu ezită să-și dea cu părerea despre radioactivitate.

Măsurătorile se efectuează în principal în Becquerel (Bq) sau Sievert (Sv).

Becquerel este numărul de descompuneri pe secundă.

Sievert este o măsurare a dozei care ia în considerare impactul (efectele biologice) asupra corpului uman sau asupra țesutului biologic al diferitelor particule (alfa, beta și gamma). Un Sievert este transmis energie (în acest caz 1 Joule) într-un kilogram de materie biologică. Joule este o unitate de energie destul de mică (este nevoie de puțin peste 4 Joule pentru a crește temperatura unui gram de apă cu un grad). Pe de altă parte, Sievert este o unitate puternică având în vedere daunele provocate de radiații. În cazurile care ne interesează, vorbim mai mult despre milliSievert (mSv) sau microSievert (μSv), care este respectiv de o mie de ori mai puțin și de un milion de ori mai puțin decât un Sievert. În concluzie, sievertul este măsura radiotoxicității. Cantitatea de Sievert per Bequerel depinde de elementul radioactiv, deoarece diferite elemente radioactive emit particule care sunt diferite în natură și energie.

Riscurile asociate radioactivității au două tipuri: expunerea la radiații și ingestie.

Expoziția: câteva valori

Facem ca radioactivitatea să spună orice vrem, atâta timp cât nu cităm cifre. Cunoașterea câtorva cifre este un pas esențial.

Să dăm câteva valori: mai întâi în Becquerel. Apa dulce natural emite aproximativ 0,0001 Bq/g, corpul uman aproximativ 0,1 Bq/g, granit 1 Bq/g și minereu de uraniu (uraninită) în ordinea a 10 000 Bq/g. Această ultimă valoare este încă în domeniul activităților slabe: așa cum am văzut, există corpuri de 10 miliarde de ori mai radiante în domeniul radioactivității artificiale. În mediul înconjurător, se folosesc în schimb becquerele pe metru cub (de aer). În Franța, departamentele de nivel scăzut au mai puțin de 10Bq/m3, marea majoritate sub 100Bq/m3 și doar 9 departamente, cele mai radioactive, depășesc 100Bq/m3.

De multe ori se preferă exprimarea expunerii, fie în rata dozei, în mod tipic în µSv/h, fie în doza anuală în mSv/an în mod tipic. Având în vedere că în urmă cu 8760 de ore/an, trebuie expus continuu la o doză de 0,144 mSvt/h pentru a obține o doză de 1mSv/an. Expunerea naturală anuală începe la aproximativ 1 mSv pentru regiunile mai puțin radioactive, cum ar fi Bazinul Parisului, și atinge recorduri de aproximativ 50 mSv în regiunile Braziliei și Iranului sau în Kerala (India). Doza medie anuală globală este estimată la aproximativ 2,5 mSv.