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radioactivité

par zéphyrine, le 26/04/2005 à 18:44 - 2999 visites

Quels sont les effets de la radioactivité sur le corps humain?

Réponse du Guichet du savoir

par bml_san, le 29/04/2005 à 14:04

Réponse du département Sciences et Techniques

Les effets des rayonnements font l'objet d'un exposé détaillé sur le site la radioactivité.com :

L’étude de l’effet des rayonnements sur la matière vivante se situe à la frontière de la physique et de la biologie. Bien que les connaissances aient beaucoup progressé, elles demeurent incomplètes et empiriques. Pour démêler avec précision les effets des rayonnements, il faudrait identifier les doses de radioactivité subies par chaque partie de l’organisme, ce qui est matériellement impossible.

Les effets d’une irradiation sont bénéfiques, quand l’irradiation touche des cellules malades, ou nocifs s’ils touchent des cellules saines. Ils sont très variés, le rayonnement pouvant atteindre aussi bien une simple molécule d’eau qu’un fragment d’ADN. La matière vivante possède aussi une certaine faculté de réparation, du moins quand l’irradiation reste faible. Les conséquences d’une irradiation sont très difficiles à prévoir pour un individu, sauf en cas d’une exposition très importante.

Les effets d'un rayonnement dépendent de sa nature, de la dose absorbée, de l’organe touché. Des doses importantes (qui peuvent être bénéfiques quand elles sont brèves et localisées comme en radiothérapie) provoquent des effets bien identifiés. Les effets sont plus incertains pour les doses de l’ordre de celles dues à la radioactivité naturelle. Parmi une population exposée, il sera impossible d’attribuer l’apparition d’un cancer donné à une telle exposition, mais il sera possible d'en voir l'effet par une étude statistique du nombre de cancers. Pour les très faibles doses, l’incertitude est encore plus grande.

Les irradiations internes sont beaucoup plus nocives que les irradiations externes. La radiotoxicité mesure la nuisance d’un élément radioactif assimilé par l’organisme à la suite d’une inhalation ou ingestion. Elle tient compte du devenir de la substance dans le corps humain, Pour une même dose d’activité ingérée, la radiotoxicité varie d’un facteur 1 à 10000 entre des émetteurs bêta de faible énergie comme le tritium et des noyaux lourds émetteurs alpha.

La radiotoxicité suppose qu’un radioélément se retrouve dans l’assiette du consommateur ou fixée dans ses poumons. Elle ne dit pas comment cet élément se retrouve dans cette assiette ou ces poumons. Un élément peut être très radiotoxique, comme le plutonium, mais présenter des risques limités s’il n’arrive que difficilement au contact de l’homme ou si tout est fait pour qu’il en soit ainsi


Les effets biologiques

Les dégâts affectent d’abord les êtres vivants au niveau de leurs cellules. Dans la cellule, l’élément le plus sensible est le noyau et sa molécule d’ADN. Le rayonnement dégrade le matériel génétique en cassant cette molécule ou en altérant les bases qui la composent. La cellule répare en permanence ces modifications radio-induites, dont les effets sont analogues à ceux qui sont produits par des agressions d’origine chimique ou thermique. Cette capacité de réparation est toutefois limitée. Elle peut être dépassée si la quantité d'énergie déposée dans un temps court est trop intense. Les lésions mal réparées conduisent alors la cellule à une mort immédiate ou différée (l’incapacité de se diviser), ou à une mutation.

Au niveau supérieur, les rayonnements peuvent toucher les cellules ordinaires (somatiques) ou jouant un rôle dans la reproduction (séminales). Dans le premier cas, les conséquences peuvent être l’apparition de cancers. Dans le second cas, les effets attendus sont une réduction de la fertilité ou des mutations (pas encore observées chez l’homme). Les organes ne sont pas affectés de manière égale par les rayonnements. Les plus sensibles sont les organes de reproduction. Ainsi, la sensibilité des gonades est 20 fois supérieure à celle de la peau. Enfin, l’effet dans un organisme dépend du type de rayonnement. Les particules alpha sont 20 fois plus toxiques, à dépôt d’énergie égal, que des photons gamma.

La toxicité de la radioactivité dépend enfin d’un paramètre important, souvent oublié, le débit de dose. Une dose reçue en un seul coup est plus nocive que la même étalée sur une longue période, comme si, débordés, les mécanismes de réparations cellulaires étaient moins efficaces. Cette nuisance devient un atout quand il s’agit de détruire des tumeurs cancéreuses. En radiothérapie, on applique des doses très importantes, de manière localisée et pendant des temps courts
.

Relations dose-effet

Les effets sur la santé sont de nature différente suivant l’importance de la dose reçue. Au-dessus d’un certain seuil d’exposition, les dommages apparaissent d’une façon rapide, en raison de destructions massives de cellules. Ces effets reproductibles sont appelés « déterministes ». L’unité de dose significative pour ces effets déterministes est la quantité d’énergie déposée dans le tissu par les rayonnements radioactifs, c’est-à-dire le gray . Ainsi des nausées apparaissent pour une exposition uniforme sur l’ensemble du corps de 0,25 gray (Joule/kg). Au-dessus de 1 gray, une hospitalisation est nécessaire. La mort est certaine à partir de 5 gray.

Exposition/ Effets
0,25 à 1 gray= Quelques nausées, légère chute du nombre de globules blancs
1 à 2,5 grays = Vomissements, modification nette de la formule sanguine
2,5 à 5 grays = Dose mortelle une fois sur deux. Hospitalisation obligatoire
Au-delà de 5 grays = Décès presque certain

Effets « déterministes » liés à une irradiation homogène sur le corps

À dose plus faible, les effets appelés « probabilistes » prédominent. Ces effets correspondent à des transformations de cellules plutôt qu’à leur destruction. Les dommages (cancers, effets génétiques) risquent d’autant plus d’apparaître que la dose à été forte, mais ils ne sont pas propres à la radioactivité. Ils peuvent aussi bien être causés par des produits chimiques, une consommation de tabac ou une exposition excessive aux ultraviolets du soleil. Ces effets sont dits probabilistes, car l’exposition ne signifie pas qu’un cancer se déclenche automatiquement. Il a seulement une certaine chance ou probabilité d’apparaître. Cette probabilité d’apparition dépend de la dose reçue.

Quand un cancer se déclenche quelques années après, il est difficile d’en connaître la cause, radioactivité ou autre. Par contre, à l’échelle d’une population, on peut tenter d’établir une relation entre dose reçue et effets. En se basant sur les doses importantes (quelques centaines de millisieverts) reçues par les irradiés de Hiroshima et de Nagasaki, on a pu établir, par exemple, que le taux d’apparition de cancers induits par la radioactivité était de 50 pour mille habitants, pour une dose de 1 sievert (mille millisieverts). Faute d’en savoir plus, les données étant heureusement rares, on suppose que la relation entre apparitions de cancers et doses est linéaire.

Selon cette hypothèse, une dose de 2,5 millisieverts provoquerait en moyenne 1,25 cancers sur une population de 10 000 personnes, à comparer aux 2000 personnes qui mourront un jour ou l'autre d'un cancer parmi cette population. Un dose équivalente à l'exposition annuelle à la radioactivité naturelle serait donc à l'origine d'un cancer sur 1600. Aucun label n'indiquant l'origine d'un cancer, ce faible excès est très difficile à mettre en évidence même pour des études portant sur des millions de personnes.

Certains spécialistes mettent en doute l’hypothèse, selon laquelle le nombre de cancers déclenchés est proportionnel à la dose, même si celle-ci est faible. Existe-t-il par exemple, un seuil au-dessous duquel les rayonnements ne seraient pas toxiques : par exemple, parce que les mécanismes de réparation cellulaire, opérationnels aux faibles débits, effaceraient les dégâts causés ? Si la question des faibles doses agite les experts, elle est ignorée par les textes législatifs qui réduisent les normes d’exposition
.

Nous vous conseillons également de lire La radioactivité est-elle réellement dangereuse ? /Jean-Marc Cavedon.
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