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Dossier

Lumière sur les rayonnements

La radioactivité inquiète… Qu’en est-il réellement de ses effets ? Comment s’en protéger ? Quels bénéfices en tirer ? Si, aujourd’hui, les chercheurs en savent un peu plus sur le sujet, ils n’en continuent pas moins d’étudier ses effets sur notre santé.

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La protéine de réparation XRCC1 (© A. Campalans/CEA)

Plus connue sous sa forme artificielle utilisée dans l’industrie nucléaire ou médicale, la radioactivité n’en est pas moins un phénomène naturel. Oui, certains éléments ont la propriété d’émettre des rayonnements radioactifs. Un être humain est exposé aux rayonnements naturels, dus aux rayons cosmiques ou telluriques, et à ceux émis par son propre corps à cause des radionucléides (Voir en bas de page) comme le carbone 14 ou le potassium 40 qu’il a respiré ou avalé. Bref, nous vivons dans un bain de rayonnements. Certaines personnes, de par leur environnement, sont soumises à des doses qui excèdent la moyenne (en France, 2,4 mSv/an) (Voir en bas de page). On pense tout de suite aux employés des installations nucléaires, mais il y a aussi le personnel navigant dans l’aéronautique, davantage exposé aux rayonnements cosmiques, les employés de l’industrie agroalimentaire travaillant sur l’ionisation des fruits et légumes, le personnel médical intervenant pour des radiothérapies, etc. L’étude des effets sur l’organisme des fortes, comme des faibles doses, présente alors un enjeu scientifique primordial. On distingue classiquement deux types d’exposition aux rayonnements : l’irradiation externe, pour décrire l’action d’une source de rayonnements ionisants (tels les rayons X, alpha, bêta ou gamma) située à l’extérieur du corps humain ; la contamination interne, pour décrire l’action d’une source incorporée dans le corps, après inhalation, ingestion ou contact avec la peau.

RADIOBIOLOGIE ET EFFETS DES RAYONNEMENTS IONISANTS

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Papier, aluminium, béton... quel type de protection ? (© Yuvanoé/CEA)

La radiobiologie concerne les effets des rayonnements ionisants. Ceux-ci provoquent des lésions, principalement au niveau de la molécule d’ADN, risquant alors d’engendrer des anomalies du développement de la cellule et des effets transmissibles aux cellules filles, voire aux tissus ou à l’organisme entier. Heureusement, en général, les lésions peuvent être réparées par des processus spécialisés, internes à la cellule. Mais selon la dose d’irradiation reçue, les lésions peuvent aussi avoir des effets visibles. La radiobiologie est l’étude de ces effets sur la cellule. Deux grandes catégories d’effets au niveau de l’organisme peuvent survenir en fonction de ce qu’il advient au niveau cellulaire : soit l’organisme décide d’éliminer les cellules trop atteintes, ce sont les effets déterministes (ou obligatoires), soit des systèmes de réparation interviennent sur l’ADN lésé, risquant alors des réparations fautives, appelées effets aléatoires ou stochastiques.

Les effets déterministes surviennent chez tous les sujets soumis à une forte dose d’irradiation, supérieure à une valeur seuil, différente en fonction de l’effet considéré. Selon le tissu atteint, l’effet peut apparaître de quelques heures à quelques semaines (brûlure cutanée, modification du nombre de spermatozoïdes…), voire quelques années (cataracte, hypothyroïdie) après l’irradiation. Plus la dose est élevée, plus l’effet pathologique est sérieux ; toutefois les effets apparus précocement peuvent être réversibles.
Un autre paramètre à connaître est celui de l’importance de l’irradiation : pour des doses élevées, une irradiation totale du corps peut mettre en jeu le pronostic vital, alors qu’une irradiation localisée peut entraîner des effets fonctionnels plus ou moins importants, selon la nature et la dimension de la zone irradiée. Lorsque la dose d’irradiation est plus faible, les systèmes de réparation prennent en charge les lésions de l’ADN. Mais en cas de réparation fautive de la molécule d’ADN, la cellule peut se multiplier anormalement ou transmettre des mutations à ses descendantes avec le risque de développement d’un cancer ou d’un effet héréditaire à long terme, correspondant à un effet aléatoire. Ces effets apparaissent plusieurs années, voire des dizaines d’années après l’irradiation. Les scientifiques n’ayant pas pu caractériser complètement la relation dose-effet considèrent, pour protéger au maximum les personnes potentiellement exposées, que ces effets peuvent survenir pour toute dose d’irradiation et non pas au-dessus d’un seuil.
Ces effets sont dits aléatoires car les symptômes ne surviennent pas chez tous les sujets. Leur gravité ne dépend pas de la dose, mais c’est leur fréquence d’apparition qui est proportionnelle à la dose. Par ailleurs, comme on peut le constater, ils sont, en général, irréversibles spontanément.

Il existe plusieurs types de rayonnements aux propriétés physiques différentes, arrêtés, selon leur nature, soit par une simple feuille de papier, soit par une matière plus dense comme du béton ou du plomb. C’est pourquoi des moyens adaptés pour se protéger des effets sur le vivant doivent être mis en place.

Zoom sur

Quand la radioactivité est bénéfique

Les rayonnements ionisants peuvent avoir des actions bénéfiques pour la santé. Ainsi, la radiothérapie utilise les rayonnements pour détruire les cellules cancéreuses tout en respectant au mieux les tissus sains avoisinants. On peut citer a) la radiothérapie externe : la source d’irradiation est constituée de rayons X. Ces traitements impliquent le choix du protocole, du volume à irradier et des organes à protéger ; b) la curiethérapie : la source radioactive scellée (césium 137 ou iridium 192) est implantée au contact de la tumeur. Selon le type de traitement, l’irradiation dure quelques minutes ou 4-6 jours ; c) la radiothérapie métabolique : le produit pharmaceutique radioactif (avec iode 131 ou yttrium 90) administré par voie intraveineuse va se fixer dans l’organe à traiter. La surveillance médicale des patients est organisée par rapport à l’apparition de réactions précoces ou tardives.


Lexique

Radionucléide : Isotope radioactif d’un élément chimique. Ainsi, l’iode 131 et l’iode 125 sont des isotopes radioactifs de l’iode 127 stable. Retour au texte

Unités de mesure de la radioactivité : Le becquerel (Bq - unité de l’activité) mesure le nombre de désintégrations par seconde. Le gray (Gy - unité de la dose absorbée) mesure l’énergie reçue par unité de masse. Le sievert (Sv - unité de la dose efficace et unité de la dose équivalente) mesure les effets des rayonnements sur l’homme ; 1 mSv = 1 millisievert. Retour au texte

En savoir plus

Livres

  • Bouquet A., Chebret S., (livre pour enfants), La Radioactivité, coll. « Mini Pommes », 2008.
  • Livrets thématiques CEA : « La radioactivité » et « L’homme et les rayonnements », téléchargeables sur le site cea.fr

Liens

  • Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives : le site du CEA
  • Le site laradioactivite.com, partenariat IN2P3, CNRS, Ministère de l’Enseignement et de la Recherche avec Ed. EDP Sciences : www.laradioactivite.com
  • L’institut de radioprotection et de sûreté nucléaire : IRSN