Pollution radioactive : effets sur la santé

Par définition, la pollution radioactive émet des rayonnements ionisants, tels que des rayons gamma ou neutroniques, des particules alpha ou bêta, qui peuvent irradier le corps humain de l’extérieur ou de l’intérieur, entraînant des effets sur la santé, qui sont étudiés par la radiobiologie, une branche de la science médicale qui étudie l’action de ces rayonnements sur les êtres vivants. En général, l’effet sur la santé dépend à la fois du type de rayonnement (interne ou externe) et du type de rayonnement. Il convient de noter que les rayonnements ionisants produits par une contamination radioactive ne sont pas les seuls auxquels les personnes peuvent être exposées au cours de leur vie. Par exemple, pour l’imagerie médicale de diagnostic, pour les contrôles dans les aéroports avec certains types de scanners corporels et pour la radiothérapie chez les patients cancéreux, des doses contrôlées de rayonnements ionisants sont utilisées, sans parler du rayonnement de fond naturel auquel on est toujours exposé. Les rayonnements ionisants sont généralement nocifs et potentiellement mortels pour les formes de vie, bien qu’ils puissent être bénéfiques pour la santé dans le cadre de la radiothérapie utilisée pour traiter le cancer. L’impact le plus courant des rayonnements ionisants est l’induction d’un cancer avec une période de latence de plusieurs années ou décennies après l’exposition. De fortes doses de rayonnement, cependant, peuvent provoquer des brûlures par irradiation visiblement dramatiques et/ou rapidement mortelles par le biais d’un syndrome d’irradiation aigu.

Effets déterministes et stochastiques

La plupart des effets néfastes sur la santé de l’exposition aux rayonnements ionisants peuvent être regroupés en deux catégories générales tels que les effets déterministes (ou réactions tissulaires nocives), dus au dysfonctionnement de cellules à la suite de fortes doses ; et les effets stochastiques, qui impliquent le développement d’un cancer chez les personnes exposées en raison d’une mutation des cellules somatiques ou de maladies héréditaires chez leur progéniture en raison d’une mutation des cellules reproductrices. Les effets déterministes sont ceux qui sont susceptibles de se produire au-dessus d’une dose seuil et leur gravité augmente avec la dose. Une forte dose de rayonnement produit des effets déterministes. Ceux-ci ne sont pas nécessairement plus ou moins graves que les effets stochastiques. Les exemples sont les brûlures par irradiation, le syndrome d’irradiation aigu, le syndrome d’irradiation chronique et la thyroïdite radio-induite. Les autres effets sont les lésions pulmonaires radio-induites, la cataracte et la stérilité.

Pour plus d'informations : Les moyens de la protection contre l'irradiation

Effets biologiques des rayonnements ionisants

Il n’existe pas de preuve convaincante indiquant un seuil de dose de rayonnement ionisant en dessous duquel le risque d’induction de tumeur est nul. Certains effets des rayonnements ionisants sur la santé humaine sont « stochastiques », ce qui signifie que leur probabilité d’occurrence augmente avec la dose, tandis que leur gravité est indépendante de la dose. Le cancer radio-induit, la tératogenèse, le déclin cognitif et les maladies cardiaques sont tous des exemples d’effets stochastiques. L’impact le plus courant à cet égard est l’induction stochastique du cancer avec une période de latence de plusieurs années ou décennies après l’exposition. Le mécanisme par lequel cela se produit est bien compris, mais les modèles quantitatifs prédisant le niveau de risque restent controversés. Le modèle le plus accepté dans la communauté scientifique montre que l’incidence du cancer dû aux rayonnements ionisants augmente de façon linéaire avec une dose de rayonnement efficace au taux de 5,5 % par sievert. Si ce modèle linéaire est correct, évidemment, quelques exceptions dans l’espace et le temps, où les principales sources de rayonnements ionisants sont la pollution radioactive anthropique, le rayonnement de fond naturel est la source la plus dangereuse de rayonnements ionisants pour la santé publique générale, suivie par l’imagerie médicale diagnostique (rayons X, CT, PET-TAC, DEXA, mammographie, etc.) en tant que deuxième source la plus importante. Toutefois, les données quantitatives sur les effets des rayonnements ionisants sur la santé humaine sont relativement limitées par rapport à d’autres pathologies, en raison du faible nombre de cas enregistrés à ce jour et de la nature stochastique de certains effets. Les effets stochastiques ne peuvent être mesurés qu’au moyen de grandes études épidémiologiques où des données suffisantes ont été recueillies pour éliminer les facteurs de confusion tels que les habitudes de consommation de tabac et d’autres facteurs liés au mode de vie. En fait, la source la plus riche de données de haute qualité provient de l’étude des survivants japonais des bombes atomiques d’Hiroshima et de Nagasaki, tant pour l’intensité atteinte par les radiations produites par ces événements et, par la suite, par les produits de fission, que pour le temps écoulé depuis lors, qu’on a permis d’assister à l’émergence d’effets de longue latence. Les expériences in vitro et sur les animaux sont également instructives, mais la radiorésistance varie considérablement d’une espèce à l’autre. Cependant, le risque de développer un cancer radio-induit à un moment donné de la vie est plus important pour un fœtus que pour un adulte, à la fois parce que les cellules sont plus vulnérables au fur et à mesure de leur croissance et parce que la vie est beaucoup plus longue après l’absorption de la dose pour développer un cancer. Les effets déterministes possibles de l’exposition aux rayonnements pendant la grossesse comprennent les fausses couches, les malformations congénitales structurelles, le retard de croissance et la déficience intellectuelle. En outre, pour la mère exposée aux radiations pendant la grossesse, il existe un risque accru de contracter un cancer du sein plus tard.

Radiation de l’intérieur

Les effets des radiations provenant de l’intérieur du corps sont généralement pires. Comme, lorsque des isotopes émettant des particules alpha, un rayonnement à faible pénétration qui présente normalement un faible risque pour la santé en raison de l’effet de blindage des couches supérieures de la peau, sont ingérés. Ils sont beaucoup plus dangereux que leur demi-vie ou leur taux de décomposition ne le laisse supposer. Cela est dû à l’efficacité biologique relativement élevée des rayons alpha pour causer des dommages biologiques après que les radio-isotopes émetteurs alpha aient pénétré dans les cellules vivantes. Les radio-isotopes émetteurs alpha sont en moyenne environ 20 fois plus dangereux et dans certaines expériences jusqu’à 1000 fois plus dangereuses qu’une activité équivalente de radio-isotopes émetteurs bêta ou gamma. Le radon, un gaz hautement radioactif qui émane du sol et se propage dans l’air, s’accumule parfois dans les bâtiments, où il est inhalé par les gens. Dans de nombreux pays, il est la deuxième cause de cancer du poumon, après le tabagisme, et ses effets sont évidents chez les mineurs de fond exposés au radon et à ses produits de décomposition. En outre, on estime que l’exposition au radon et à la fumée de cigarette est synergique, c’est-à-dire que l’effet combiné dépasse la somme de leurs effets indépendants. La principale voie d’exposition au radon est l’inhalation, mais l’exposition au rayonnement du radon est indirecte. En fait, le danger pour la santé n’est pas principalement causé par le radon lui-même, mais par les produits radioactifs formés lors de sa désintégration. Le cancer du poumon est la seule conséquence observée d’une exposition à des concentrations élevées de radon.

Les études sur les êtres vivants indiquent que les poumons et le système respiratoire sont les principales cibles de la toxicité induite par les produits de désintégration du radon. Lorsque le radon est inhalé, ses atomes se désintègrent dans les voies respiratoires ou les poumons, produisant du polonium radioactif et éventuellement des atomes de plomb qui se fixent au tissu le plus proche, exposant les cellules bronchiques sensibles de la peau aux rayons alpha, ce qui peut éventuellement conduire au cancer du poumon. Si, en revanche, une poussière ou un aérosol déjà porteur des produits de désintégration du radon est inhalé, le schéma de dépôt des produits de désintégration dans les voies respiratoires est différent. Les particules de plus petit diamètre se répandent plus loin dans le système respiratoire, provoquant une exposition continue aux rayons alpha, tandis que les particules plus grosses des dizaines à des centaines de microns et se déposent souvent plus haut dans les voies respiratoires et sont éliminées de l’escalator mucociliaire du corps. Dans tous les cas, le rayonnement alpha énergétique, avec certains rayonnements associés, peut endommager les molécules vitales des cellules pulmonaires, créant des radicaux libres ou provoquant des interruptions ou des dommages dans l’ADN, et provoquant des mutations dans celui-ci qui deviennent parfois cancéreuses. En outre, par ingestion et transport par le sang, après avoir traversé la membrane pulmonaire par le radon, les produits radioactifs peuvent également être transportés vers d’autres parties du corps. Les effets du radon, s’il est présent dans les aliments ou l’eau potable, sont en grande partie inconnus. Selon le registre américain des substances toxiques et des maladies, on sait qu’après l’ingestion de radon dissous dans l’eau, la demi-vie biologique pour l’élimination du radon du corps varie de 30 à 70 minutes. Plus de 90 el radon absorbé est éliminé par l’expiration en 100 minutes. Après 600 minutes, seule une partie de la quantité absorbée reste dans l’organisme.