Etude de la radioactivité d’une Sturmanskie Type-I

Bonjour à tous,

Il y a deux mois, j’ai commandé une Sturmanskie Type I sur un site aux enchères russes. Un modèle assez emblématique de l’horlogerie Russe qui était offert exclusivement aux pilotes de l’armée de l’air soviétiques. Elle est notamment réputée pour être la première montre à aller dans l’espace, au poignet du célèbre Yuri Gagarin.
Petite spécificité pratique pour l’authentifier : elle est radioactive. En effet, à cet époque (années 50s), les aiguilles et chiffres de nombreuses montres et réveils étaient peints au radium pour permettre de lire l’heure dans le noir. (Le luminova n’ayant pas été encore inventé à l’époque et les dangers de la radioactivité étant bien méconnus). La plupart des cadrans des cockpits d’avions étaient aussi peints de la même façon. Les pilotes d’avions de chasse entre l’altitude de vol qui les rends plus vulnérables aux radiations cosmiques, leurs cadrans et leur montre radioactifs étaient donc bien exposés !

Lorsque j’ai finalement reçue la montre après quelques semaines d’attente, celle-ci est restée un moment sur le balcon le temps que je me renseigne sur la meilleure façon de la stocker en toute sécurité.

Après quelques prises de contact avec des personnes qualifiées, une collègue Conseillère en Radioprotection, Françoise, a accepté de venir chez moi pour mesurer la radioactivité de la montre et me donner quelques conseils de stockage ; conseils que j’ai jugé opportun de partager avec vous, tant j’ai eu du mal à trouver des informations claires à ce sujet.

Les types d’exposition :

Françoise m’explique d’abord qu’il y a plusieurs façons d’être exposé à la radioactivité :
Une exposition par radiation : la matière radioactive émet des rayonnements plus ou moins importants qui vont affecter la matière environnante. Une exposition à des doses élevées représente un risque pour la santé … mais aussi une exposition longue à des doses faibles, la durée d’exposition jouant aussi un rôle essentiel (nous y reviendrons).

Une exposition par contamination : il y a un risque d’ingestion de la matière radioactive en portant les mains à la bouche après avoir manipulé un objet dont la surface a été contaminé. Il est particulièrement difficile d’être précautionneux car la peinture au radium à la fâcheuse tendance de se désagréger en une poussière très volatile que vous risquez de disséminer ou d’inhaler si vous décidez d’ouvrir votre montre radioactive. Le radium se transforme aussi en radon, un gaz qui peut être inhalé et qui se fixe ensuite sur les parois pulmonaires. Dans notre cas, c’est l’exposition par contamination qui comporte le plus de risque car même si la quantité absorbée est faible, le temps d’exposition lui est très long et la protection très restreinte, vos organes étant directement soumis aux radiations.

Quelques notions fondamentales pour comprendre l’étude qui va suivre :

Il existe 3 principaux rayonnement radiatifs, tous ionisants :

• Les rayonnements alphas sont stoppés par une feuille de papier (et donc par votre peau). Toute la dose sera déposée en surface de la peau ou de l’organe contaminé.
• Le rayonnement beta pénètre plus en profondeur que le rayonnement alpha. Il peut être stoppé par une feuille d’aluminium, du plexiglass ou du verre (quelques millimètres suffisent selon l’énergie). Il dépose de la dose surtout en fin de parcours.
• Le rayonnement gamma est beaucoup plus pénétrant. Il sera difficile à bloquer sans blindages spécifiques. Il dépose de la dose tout au long de son parcours, aussi bien en surface qu’en profondeur.

Les rayonnements ionisants sont mesurés à l’aide d’un radiamètre qui est capable de mesurer la « dose » reçue. Elle est définie comme l’énergie déposée par unité de masse par un rayonnement ionisant (J/kg). Elle est cumulative ce qui explique qu’une longue exposition à une faible dose et toute aussi dangereuse voir plus dangereuse qu’une courte exposition à une plus forte dose. L’unité de dose est le Sievert (Sv). L’unité du débit de dose est le Sv/h.

Deux ordres de grandeur à retenir:

• La réglementation française fixe à 1 millisievert (mSv) par an la dose efficace maximale admissible (corps entier) résultant des activités humaines en dehors de la radioactivité naturelle et des doses reçues en médecine. On l’appellera vulgairement « dose limite corps » dans la suite de l’article.
• Quand on manipule des objets radioactifs, la distance est minimale avec les doigts. Il existe donc une limite de dose extrémités qui tient compte du fait que les tissus qui constituent nos doigts sont moins sensibles aux radiations que les organes internes, les yeux ou la moelle épinière par exemple). En France, pour le public,la limite est fixée à 50 mSv/an au niveau des extrémités. On l’appellera vulgairement « dose limite extrémités » dans la suite de l’article.

Il existe 3 principes de radioprotection pour se prémunir des effets de la radioactivité :

• Temps d’exposition : en limitant le temps d’exposition on limite la dose reçue
• Distance : La dose reçue diminue fortement lorsqu’on s’éloigne de l’objet radioactif
• Blindage : Comme vu précédemment, certains blindages permettent de bloquer certains types de radiations.


Examen de la Sturmanskie Type I
Mesure de la radioactivité ambiante
Une première mesure de la radioactivité ambiante est réalisée en pointant le radiamètre dans l’air (le plus loin possible de la montre). On obtient entre 0,10 et 0,15 microSieverts/h ce qui semble normal.

2) Ou est la montre ?
Lorsque j’ai reçu la montre, j’ai préféré la laisser dans son carton d’emballage. Le vendeur avait publié des photos de la montre ouverte, il était donc possible que l’emballage ait été contaminé. On commence donc l’examen par une mesure de la dose de radioactivité à travers le carton. Ma collègue arrive ainsi à localiser la position de la montre en se basant uniquement sur ses émissions.

On obtient 0.96 microSieverts/h lorsqu’on pose le radiamètre au milieu le carton. En le déplaçant sur la paroi, on parvient à trouver la position de la montre caractérisée par un pic de 5 microSieverts/h dans le coin supérieur gauche.

Cela nous offre quelques indices sur la nature des radiations : il y a émission de rayons beta et/ou gamma. Si la montre n’émettait que des rayons alphas, ceux-ci seraient complètement bloqués par le carton et nous ne mesurerions pas de radioactivité.

3) Mesure des faces de la montre
On mesure ensuite les deux faces de la montre

Côté fond, la radioactivité est de 3,25 microSieverts/h. Par rapport à la limite de 50mSv/an au niveau des extrémités, on est plutôt safe car cela reviendrait à porter la montre 641 jours en 1 an.

Côté aiguille, c’est une tout autre histoire. Nous mesurons une dose de 140 microSieverts/h. La dose limite corps est atteinte en 7h. Bien sûr, cela implique d’avoir son corps collé à la vitre de la montre … mais pour une personne qui dormirait la montre au poignet la dose limite pourrait être atteinte en quelques nuits de par la proximité de la face aiguilles et du visage.

4) Contamination de surface
Cette étape permettra de vérifier si la montre a été contaminée lors de l’ouverture réalisée par le précédent propriétaire, c’est à dire si des poussières se sont déposées sur la surface de la montre.
Pour cela, on frotte la montre avec un tissu non peluchable en réalisant des mouvements concentriques sur toute la surface extérieure de la montre. On s’éloigne ensuite de la montre pour ne pas parasiter les mesures et on place le radiamètre contre le tissu.

On mesure une dose de 0.13 microSieverts/h ce qui équivaut à la dose ambiante. La surface de la montre n’est donc pas contaminée.

5) Distance de sécurité
Comme nous l’avons vu précédemment, une façon de se protéger de la radioactivité est de mettre de la distance entre nous et l’objet radioactif. Lors de cette étape, nous mesurerons la distance nécessaire pour que la dose reçue par le radiamètre atteigne une dose recevable par le public, fixée légalement à 0,5 microSieverts/h.

50 cm suffisent pour atteindre ce palier. Ce n’est pas très étonnant que la distance soit courte car la dose reçue diminue à l’inverse du carré de la distance.

6) Blindage

D’après les précédentes mesures, il parait donc dangereux de porter la montre et tout aussi dangereux de l’exposer car il est difficile de maintenir une zone de sécurité de 50 cm. La dernière solution est d’utiliser un blindage pour pouvoir exposer la montre sans risque. Nous essayons donc de déposer la montre dans ma vitrine. Il y a donc une paroi en verre de 4/5 mm entre la montre et le radiamètre.
On mesure alors un taux de 0,13 microSieverts/h. Le blindage en verre permet donc de bloquer les émissions radioactives. Ce test nous permet aussi d’affirmer qu’il n’y a pas, ou peu, d’émissions de radiations gamma qui, elles, auraient traversées la vitre.

A noter, qu’en mettant la montre en fond de vitrine, vitre ouverte, on mesure 0.75 microSieverts/h ce qui est déjà relativement safe.

Conclusion
Cette étude nous montre qu’il y a bel et bien un danger à collectionner des montres radioactives. Si vous possédez un tel objet chez vous, la recommandation numéro 1 et de le stocker dans une boite en métal, avec un écriteau précisant que le contenu et radioactif, le mettre hors de la portée des enfants et de prévenir toutes les personnes de votre foyer que vous stockez cet objet et qu’il représente un danger.

Bonus
Il y a quelques mois, j’ai acheté une montre gousset en brocante. Une fois ouverte sur mon établi, j’ai été intrigué par la couleur bronze de la peinture … et j’ai rapidement compris mon erreur. La montre était probablement radioactive. La peinture était bien abimée, plutôt désagrégée par endroits. Je l’avais donc mis immédiatement de côté.
J’ai profité du test de la Sturmanskie pour faire tester cette montre. Mes soupçons se sont révélés corrects : 9microSieverts/h face à la vitre et 50 microSieverts/h lorsqu’on retire la vitre (Montre démontée).

Conclusion bis
Faites attention à vos achats en brocante. Maintenant que je suis un peu plus attentif au phénomène, je remarque de nombreux réveils potentiellement radioactifs sur la plupart des vide-greniers. Ces derniers attirent toujours l’œil des acheteurs car « cela leur rappelle le réveil de leur grand-mère » et ils ont souvent un vrai charme du vintage. Posé sur votre table de chevet à proximité de votre tête, il y a un vrai danger sur le long terme. Et si jamais vous ou votre enfant cassez le réveil ou souhaitez le réparer le jour où il vous fera défaut, le danger est encore plus important !

Un grand merci à Françoise pour l’examen de ces deux montres et pour ses précieux conseils. Elle a aussi relu et complété cet article.