Conversion mSv -> Bq

Bonjour,
Je cherche depuis quelques jours à retrouver une valeur bien connue dans le monde du nucléaire, et spécifiquement par EDF et Orano.

La limite d'exposition annuelle pour la population générale est de 50mSv sur la peau. Bien entendu, ces 50mSv vont dépendre du radioélément.
Je suis actuellement sur un projet de TIPE (globalement un gros exposé en CPGE) en collaboration avec Orano, qui utilise pour quantifier ces 50mSv un terme : 
équivalent Cobalt.

Dans le cas de la limite annuelle précédemment citée, ils utilisent que cela correspond à 800 Becquerels équivalent Cobalt(60). Si j'ai bien compris, cela signifie que du Cobalt qui se désintègre 800 fois par seconde va être responsable d'une exposition sur la peau de 50mSv.

Ma question est la suivante : comment ont-il fait la conversion ? J'ai vraiment beaucoup cherché, et je ne trouve quasiment que des données sur l'ingestion / l'inhalation, mais beaucoup moins sur la dose externe équivalente. 
 
J'ai l'impression qu'il y a énormément de tableaux concernant l'ingestion / l'inhalation concernant les coefficients de doses internes, mais pas externes.
J'aimerais néanmoins comprendre le calcul qu'il y a derrière pour retrouver les 800 Becquerels tant utilisés (et surtout le trouver), pour pouvoir impressionner lors de l'épreuve ))

Merci d'avance et bonne journée !
Winczlav.

Bonjour
Il n'y a pas que le forum de Radioprotection Cirkus pour donner des informations. Le site existe !
Et concernant les contaminations cutanées, ce n'est pas nouveau !

Allez donc voir le lien sur le site
https://www.rpcirkus.org/images/pdf/donneesdebase/DOC-DB-22_1_Tableau_de_dosimetrie_de_contamination_cutanee.pdf

EVALUATION DU DEBIT D'EQUIVALENT DE DOSE ET DE L'EQUIVALENT DE DOSE
valeurs issues du rapport CEA R-5441 de MM. Chaptinel, Durand, Menoux, Piechowski
Cette étude et les valeurs qui en résulte a été menée en 1988 par messieurs Chaptinel, Durand, Menoux et Piechowski.
Elle a été conduite pour orienter la conduite à tenir des médecins lors de certaines situations incidentelles, en cas de contaminations cutanées.
Elle a été utilisée par de nombreux auteurs dans des ouvrages de référence comme « radionucléide et radioprotection » ainsi que dans des documents internationaux.
Nous avons eu l’autorisation des auteurs pour qu’elle soit mise à votre disposition.
Apprécier l’importance de ces contaminations et prévoir leurs conséquences locales constitue la première étape du diagnostic et par conséquent du traitement éventuel destiné à éviter ou atténuer une radiodermite.
Pour les équivalents de dose à la peau, les auteurs ont pris les hypothèses suivantes :
Compte tenu de la courte période biologique de présence du radionucléide au niveau de l’épiderme, fixé à 15 jours, les équivalents de dose sont reçus sur une durée ne dépassant pas quelques semaines à quelques mois.
On peut donc déterminer en intégrant de 0 à l’infini les débits d’équivalent de dose.
Dans le cas de la contamination en profondeur, l’équivalent de dose peur être considéré comme un équivalent de dose engagé.

Bonne lecture
Iron Kloug

Tiens, un truc que je n'avais jamais croisé...
J'ai essayé de confirmer pour le Co 60, et je ne m'y retrouve pas

Dans le tableau contamination cutané je trouve pour le Co 60 :
Pour 1 kBq/cm2 :
Beta : 0,65 mSv/h
g,X : 0,13 mSv/h
Déjà juste là je suis surpris par le rapport dose beta/dose gamma : 6 c'est pas beaucoup.

Avec Dosimex B et GX je trouve :
Beta : 1,42 mSv/h
g,X : 0,017 mSv/h

J'ai eu un doute car notre table d'émission Co 60 n'a pas de X, par simplification. Mais après vérif dans le Laraweb les intensité X (7 keV) sont très faibles 0,01 %

sans parler des valeurs absolues, le rapport ici de 83 pour Dose b / dose gamma me parle plus.
Donc je m'interroge sur ces valeurs, et comment ont été fait les calculs

Bonjour
Tu as les références du rapport CEA R-5441 de MM. Chaptinel, Durand, Menoux, Piechowski.
Après j'ai repris à l'époque ces valeurs.

J'ai trouvé un lien sur Internet :
https://www.ipen.br/biblioteca/rel/R53370.pdf

Iron Kloug

Je viens de jeter un œil sur ce document
la méthode de calcul est basé sur des formules que je n'ai jamais vu et a priori un peu surprenante : c'est la même formule pour les électrons et les gamma (formule 1, ou E est "l’énergie des électrons et des photons).

Etrange

Les calculs de la dose gamma et électrons sont fondamentalement différentes, lié à des principes d'intaractions qui le sont tout autant

Je ne pourrais en dire plus.
Mais je suis d'accord pour dire que les calculs de la dose gamma et de la dose due aux électrons sont fondamentalement différentes, lié à des principes interactions qui le sont tout autant.
Iron kloug

Merci beaucoup pour toutes vos réponses qui vont je le pense beaucoup m'aider ! 
Quel calcul exact pourrais-je expliciter lors de ma présentation ? J'aimerais présenter le cheminement exact pour me permettre de passer de 50mSv (externe sur peau) à 800 Bq.
C'est surtout concernant cela que j'ai du mal

Bonne soirée à vous et merci encore ! 
Winczlav

De mon coté je n'y arrive pas avec le Co 60 :

On a en gros 1 mSv/h pour 800 Bq (composante beta)
Donc en 50 h vous avez certes les 50 mSv.
Mais du coup c'est un peu arbitraire. en 100 h vous aurez 100 mSv etc..
De façon plus générale utiliser des coefficients de conversion de ce type ce n'est pas du calcul, juste une règle de trois à partir d'une "constante".
Qui elle est obtenu soit par une calcul de physique (en général maintenant et de plus en plus) soit par une mesure qui reste toujours délicate.

Si vous voulez faire un calcul simple, c'est celui d'une exposition interne homogène dans un volume donnée.
Par exemple 10 cm 3 de tissus (équivalent eau)  contaminé avec une activité A
Pour la composante bêta, largement dominante en général, il suffit de considérer que tous les bêtas émis déposent leur énergie dans ce volume (en raison des lois d'interaction rayonnement-matière les bêta émis par le Co 60 ont un parcours maximum de 0,9 mm).
Le calcul de l'énergie absorbée est alors élémentaire
Il suffit de diviser cette énergie absorbée par la masse pour obtenir la dose absorbée.
Le plus délicat sont les changements d'unités, KeV en Joules etc
Vous n'avez plus qu'à aller ici chercher les tables d'émissions sur Laraweb
Pour les bêta il faut télécharger un pdf avec le lien "table"

Je dis "facile", mais si vous débutez ça reste un peu raide, mais jouable
Le plus important c'est de partir dans la bonne direction
Je vous conseille d'oublier ces vieilles constantes qui me paraissent fort douteuses.
N'hésitez pas à me demander des tuyaux sur ce parcours.

Bonjour
En prenant la valeur donnée par l'ouvrage radionucléide et radioprotection, pour 800 Bq (sur 1 centimètre carré), on trouve 0,62 mSv/h pour les bêta et les gamma.
On trouve la même valeur avec le rapport CEA.
Ca fait 40 % d'écart avec la valeur donnée par Gluon
On peut s'interroger sur les écarts (meilleure prise en compte de certains rayonnements, changement de facteurs ?).
Iron Kloug

bonjour,
j'ai trouvé dans une publi de 2017 (calcul MCNP) pour 1 Bq/cm2 selon la surface contaminée S en H'(0.07,0°) :
S=1 cm2   6.38E-07 Sv/h
S=10 cm2 6.45E-07 Sv/h
S=50 cm2 6.84E-07 Sv/h

calcul béta uiquement

il semble que l'on soit plus près des 0,65 mSv/h pour 1 kBq/cm2

Effectivement ces écarts avec Dosimex-B existent, ils sont dans le dossier de validation (voir tableau ci-dessous).
Ces calculs déterministes à de si faible distances avec des sources surfacique sont hyper-sensibles, et beaucoup plus délicats qu'avec les gamma (ils faut tenir compte des angles d'incidences élevés à ces distances)

La validation a été réalisée sur 19 émetteurs béta, en couvrant la gamme en énergie de Q bmax=157 keV  (C14) à 4,5 MeV (Cl 38) . C'est ce dernier qui nous a donné le plus de mal.
On a tendance à surestimer à faible énergie et à sous-estimer à forte énergie. (voir graphe)

Pourquoi ? aucune idée
On a un écart moyen de 37 % avec le guide pratique (en fait varskin 2), qui passe à 32 % vs varskin 4
A noter que déjà entre varskin 2 et 4 il y a un écart moyen de 15 %.

Pour ma part, mais c'est sans doute subjectif, à la vue du graphe, ces écarts sont négligeables . On est bien sur la tendance.

Intéressant.
iron Kloug

OK pour les résultats MCNP. L'arbitre dés élégances

Mais lorsque l'on part dans le benchmark des codes, il faut s'accrocher, ça valse pas mal
A titre d'exemple sur un calcul a priori simple (le plus simple) en expo gamma source ponctuelle sans écran, voici le benchmark que nous avons réalisé sur 33 RN vs Dosimex, microshield, Mercurad, RayXpert et MCNP
La référence étant là encore MCNP (calcul MCNP)réalisé par Orano la Hague en tant que juge externe)

On constate que  Microshield (i.e le guide pratique est en moyenne à 23 % de MCNP, avec 2 valeurs aberrantes  , facteur 42 sur le Cf 252 quand même).
Mercurad est à 27 %
Dosimex à 3 %


Tout cela pour dire que dans cet univers l'écart est la norme .
A noter qu'avec Dosimex-B nous avons une tendance à la surestimation vs Varskin  :+18 % en moyenne sur 200 point des comparaisons)
Et cette surestimation est justifié avec RayXpert.
Nous avons préférer garder cette surestimation moyenne  (nous aurions pu rentrer un coefficient de correction dans nos codes)

Effectivement il ne semble pas y avoir de règles.
J'ai regardé vite fait dans la publi et le tableau que tu donnes
et dans certain cas dosimex donne des résultats très proche de la publi (comme Na24) ou plus éloigné (C14). Rapidement (faudrait vérifier) ça semble très bon pour les béta de forte énergie et moins pour les basses énergies.

Je remet ici en version zoomé  le benchmark en expo gamma sources ponctuelles qui gagne à être connu. Ya pire...




Dans le genre pire :