La plupart des rayonnements auxquels un être humain sera exposé au cours de sa vie proviennent de sources naturelles dans l'espace ou de matériaux présents dans la croûte terrestre. Les matières radioactives peuvent affecter l'organisme de l'extérieur ou, si elles sont inhalées ou ingérées avec de la nourriture, de l'intérieur. La dose reçue peut être très variable car elle dépend, d'une part, de la quantité de minéraux radioactifs présents dans la région du monde où vit la personne, qui est liée à la quantité de radionucléides dans l'air et à la quantité retrouvée à la fois dans l'alimentation et surtout dans l'eau potable - et, d'autre part, sur l'utilisation de certains matériaux de construction et l'utilisation du gaz ou du charbon comme combustible, ainsi que sur le type de construction employé et les habitudes traditionnelles des habitants de la localité donnée .
Aujourd'hui, le radon est considéré comme la source de rayonnement naturel la plus répandue. Avec ses "filles", ou radionucléides formés par sa désintégration, le radon constitue environ les trois quarts de la dose équivalente efficace à laquelle les humains sont exposés en raison de sources terrestres naturelles. La présence de radon est associée à une augmentation de la fréquence des cancers du poumon en raison du dépôt de substances radioactives dans la région bronchique.
Le radon est un gaz incolore, inodore et insipide sept fois plus lourd que l'air. Deux isotopes sont les plus fréquents. L'un est le radon-222, un radionucléide présent dans la série radioactive issue de la désintégration de l'uranium-238 ; sa principale source dans l'environnement est la roche et le sol dans lequel se trouve son prédécesseur, le radium-226. L'autre est le radon-220 de la série radioactive du thorium, qui a une incidence plus faible que le radon-222.
L'uranium est abondamment présent dans la croûte terrestre. La concentration médiane de radium dans le sol est de l'ordre de 25 Bq/kg. Un becquerel (Bq) est l'unité du système international et il représente une unité d'activité de radionucléide équivalente à une désintégration par seconde. La concentration moyenne de gaz radon dans l'atmosphère à la surface de la terre est de 3 Bq/m3, avec une fourchette de 0.1 (sur les océans) à 10 Bq/m3. Le niveau dépend de la porosité du sol, de la concentration locale en radium-226 et de la pression atmosphérique. Étant donné que la demi-vie du radon-222 est de 3.823 jours, la majeure partie du dosage n'est pas causée par le gaz mais par les produits de filiation du radon.
Le radon se trouve dans les matériaux existants et s'écoule partout de la terre. En raison de ses caractéristiques, il se disperse facilement à l'extérieur, mais il a tendance à se concentrer dans les espaces clos, notamment dans les caves et les bâtiments, et surtout dans les espaces inférieurs où son élimination est difficile sans ventilation adéquate. Dans les régions tempérées, les concentrations de radon à l'intérieur sont estimées être de l'ordre de huit fois plus élevées que les concentrations à l'extérieur.
L'exposition au radon de la majorité de la population se produit donc majoritairement à l'intérieur des bâtiments. Les concentrations médianes de radon dépendent essentiellement des caractéristiques géologiques du sol, des matériaux de construction utilisés pour le bâtiment et de la quantité de ventilation qu'il reçoit.
La principale source de radon dans les espaces intérieurs est le radium présent dans le sol sur lequel repose le bâtiment ou les matériaux utilisés pour sa construction. D'autres sources importantes, même si leur influence relative est bien moindre, sont l'air extérieur, l'eau et le gaz naturel. La figure 1 montre la contribution de chaque source au total.
Figure 1. Sources de radon dans l'environnement intérieur.
Les matériaux de construction les plus courants, tels que le bois, les briques et les parpaings, émettent relativement peu de radon, contrairement au granit et à la pierre ponce. Cependant, les principaux problèmes sont causés par l'utilisation de matériaux naturels tels que l'ardoise d'alun dans la production de matériaux de construction. Une autre source de problèmes a été l'utilisation de sous-produits du traitement des minéraux phosphatés, l'utilisation de sous-produits de la production d'aluminium, l'utilisation de scories ou de scories provenant du traitement du minerai de fer dans les hauts fourneaux et l'utilisation des cendres de la combustion du charbon. En outre, dans certains cas, les résidus provenant de l'extraction de l'uranium ont également été utilisés dans la construction.
Le radon peut pénétrer dans l'eau et le gaz naturel dans le sous-sol. L'eau utilisée pour alimenter un bâtiment, surtout si elle provient de puits profonds, peut contenir des quantités importantes de radon. Si cette eau est utilisée pour la cuisson, l'ébullition peut libérer une grande partie du radon qu'elle contient. Si l'eau est consommée froide, le corps élimine facilement le gaz, de sorte que boire cette eau ne présente généralement pas de risque important. La combustion de gaz naturel dans des poêles sans cheminée, dans des appareils de chauffage et dans d'autres appareils ménagers peut également entraîner une augmentation du radon dans les espaces intérieurs, en particulier les habitations. Parfois, le problème est plus aigu dans les salles de bains, car le radon dans l'eau et dans le gaz naturel utilisé pour le chauffe-eau s'accumule s'il n'y a pas assez de ventilation.
Etant donné que les effets possibles du radon sur la population générale étaient inconnus il y a encore quelques années, les données disponibles sur les concentrations constatées dans les espaces intérieurs sont limitées aux pays qui, en raison de leurs caractéristiques ou de circonstances particulières, sont les plus sensibilisés à ce problème . Ce qui est connu, c'est qu'il est possible de trouver des concentrations dans les espaces intérieurs qui sont bien supérieures aux concentrations trouvées à l'extérieur dans la même région. À Helsinki (Finlande), par exemple, des concentrations de radon dans l'air intérieur ont été trouvées cinq mille fois plus élevées que les concentrations normalement trouvées à l'extérieur. Cela peut être dû en grande partie aux mesures d'économie d'énergie qui peuvent sensiblement favoriser la concentration de radon dans les espaces intérieurs, surtout s'ils sont fortement isolés. Les bâtiments étudiés jusqu'à présent dans différents pays et régions montrent que les concentrations de radon qu'on y trouve présentent une distribution qui se rapproche du logarithme normal. Il convient de noter qu'un petit nombre d'immeubles dans chaque région présentent des concentrations dix fois supérieures à la médiane. Les valeurs de référence pour le radon dans les espaces intérieurs, ainsi que les recommandations correctives de différents organismes sont données dans « Réglementations, recommandations, directives et normes » de ce chapitre.
En conclusion, le principal moyen de prévenir les expositions au radon consiste à éviter la construction dans des zones qui, par leur nature, émettent une plus grande quantité de radon dans l'air. Lorsque cela n'est pas possible, les sols et les murs doivent être correctement scellés et les matériaux de construction ne doivent pas être utilisés s'ils contiennent des matières radioactives. Les espaces intérieurs, en particulier les sous-sols, doivent avoir une ventilation adéquate.