On désigne par « bruit de fond » radiologique, les activités des différents radionucléides présents dans l’environnement, en dehors de toute influence anthropique actuelle (industrie nucléaire, autres industries, rejets hospitaliers…). Ce bruit de fond résulte d’une part de sources naturelles, et d’autre part de la rémanence d’apports anciens de radionucléides artificiels, qui ont concerné l’ensemble du territoire ; il s’agit notamment des retombées des essais atmosphériques d’armes nucléaires, et des retombées de l’accident de Tchernobyl. Ce bruit de fond contribue aux expositions radiologiques auxquelles est soumise la population. Ce chapitre décrit le bruit de fond naturel, le bruit de fond d’origine artificielle, puis donne des éléments relatifs à l’exposition radiologique de la population qu’il engendre.

LE BRUIT DE FOND RADIOLOGIQUE NATUREL

Le bruit de fond radiologique naturel a deux origines : les radionucléides telluriques présents sur terre depuis sa formation, et le rayonnement cosmique qui produit de manière permanente des radionucléides cosmogéniques.

Le rayonnement cosmique et les radionucléides cosmogéniques dans l’environnement

Le rayonnement cosmique provient du soleil et de l’espace (autres soleils et galaxies). Il est composé essentiellement de protons. Ces protons interagissent avec les atomes de la haute atmosphère ce qui engendre, d’une part un rayonnement cosmique « secondaire » composé d’électrons, de protons, de photons, de neutrons…, et d’autre part la production de radionucléides « cosmogéniques » comme le tritium (3H), le carbone-14 (14C), le béryllium-7 (7Be) et le sodium-22 (22Na) notamment.

Variabilité du rayonnement cosmique Le rayonnement cosmique est atténué par l’épaisseur de l’atmosphère qui lui fait écran.

Il en résulte que le débit de dose qu’il engendre augmente avec l’altitude. C’est ce que montrent les figures 1 et 2. Le rayonnement cosmique varie également mais dans une moindre mesure avec la latitude. En effet, certaines particules sont déviées par le champ magnétique terrestre augmentant le rayonnement cosmique au niveau des pôles par rapport à l’équateur. À l’échelle de la France métropolitaine, l’effet de la latitude est secondaire et n’est pas pris en compte dans les évaluations qui suivent.

Le tritium cosmogénique

Le tritium (3H) est l’isotope radioactif de l’hydrogène. Sa production naturelle se fait par interaction du rayonnement cosmique avec les atomes d’azote, d’oxygène et d’argon présents dans la haute atmosphère. L’hydrogène étant un constituant de l’eau et de la matière organique, il en est de même du tritium désigné par HTO s’il est sous forme d’eau et par TOL (pour Tritium Organiquement Lié) s’il est intégré à la matière organique.

L’activité en tritium est souvent exprimée en Bq/L, qu’il s’agisse d’eau libre d’un cours d’eau, de vapeur d’eau dans l’air, d’eau extraite par séchage de la matière organique ou encore d’eau extraite par combustion d’un échantillon. L’activité en tritium d’origine naturelle est de l’ordre de 0,1 à 0,6 Bq/L, ce qui correspond à des activités de l’ordre de 0,001 à 0,006 Bq/m3 d’air et de 0,1 à 0,6 Bq/kg frais dans les végétaux et les animaux.

Les activités en tritium mesurées actuellement dans l’environnement sont toujours supérieures à ces valeurs. En effet, à ce tritium naturel s’ajoute la rémanence du tritium apporté par les retombées des essais atmosphériques d’armes nucléaires dans l’hémisphère nord de 1945 à 1980, mais principalement entre 1953 et 1963 (cf. chapitre 2.2 relatif aux retombées des essais nucléaires).

                

Le carbone-14 cosmogénique

Le carbone-14 est naturellement produit par interaction du rayonnement cosmique avec les atomes d’azote de la haute atmosphère. Comme le carbone stable, le carbone-14 devient alors un constituant de la matière organique. Présent dans l’air principalement sous forme de CO2, il s’incorpore aux végétaux lors de la photosynthèse puis est transféré aux animaux par ingestion. La production de carbone-14 cosmogénique se traduit par une activité de ce radionucléide par unité de masse de carbone stable qui était voisine de 226 Bq/kg de carbone stable dans l’air et dans toutes les composantes de l’environnement terrestre avant le début des essais nucléaires (1945).

Comme pour le tritium, de grandes quantités de carbone-14 ont été produites lors des essais atmosphériques d’armes nucléaires dans l’hémisphère nord. Ce qui se traduit par des activités mesurées dans l’environnement qui sont aujourd’hui encore légèrement supérieures à cette valeur (cf. chapitre 2.2 relatif aux retombées des essais nucléaires).