Afin de conclure notre petite étude sur le césium radioactif, après avoir survolé les études récentes tendant à démontrer que les effets écologiques des césiums sont encore très mal connus, nous allons passer rapidement en revue les effets internes et les caractéristiques du radio-césium, une fois qu'il a intégré le corps humain.
Différence entre irradiation et contamination
Une irradiation se produit généralement quand un organisme est exposé directement à un ou plusieurs rayonnements ionisants, généralement au contact d'une source radioactive. Par exemple, en médecine nucléaire, votre maladie est soumise volontairement et directement à l'action d'une source de Cobalt, d'un rayonnement X, Gamma ou autre ; il s'agit alors d'une mise en contact volontaire entre la source et le tissu malade. Une irradiation, celle-ci involontaire, se produit aussi lors des accidents nucléaires graves, par exemple en cas d'accident de criticité. Un ou plusieurs travailleurs sont alors accidentellement exposés à une irradiation, toujours importante et parfois mortelle. Donc une irradiation implique un contact direct, volontaire ou accidentel, avec une source radioactive fréquemment de très forte activité.
Une contamination est toujours accidentelle et présente généralement des effets plus faibles qu'une irradiation mais portant sur un échantillon plus important (population). La contamination est simplement une irradiation limitée qui se déplace au-delà de la zone directe d'irradiation en se transportant sur des particules pouvant voyager sur de très grandes distances. Chacun a en mémoire le fameux nuage de Tchernobyl, qui a voyagé plusieurs milliers de kilomètres en 1986 et qui ne s'est pas arrêté au poste-frontière comme il aurait du le faire ! Ce nuage était en fait composé d'un ensemble de poussières et de particules transportant des atomes des différents produits de fission relâchés à la suite de l'explosion du cœur du réacteur n°. 4. Les radioéléments ont été ainsi dispersés par le souffle de l'explosion, portés en altitude puis disséminés par les masses d'air les transportant.
On pourrait penser que la radioactivité est réduite par la dispersion dans l'atmosphère - ou en milieu liquide comme à Fukushima - des radionucléides. C'est à la fois vrai et faux car si les dosages sont effectivement dilués par le milieu qui les transporte (océan, nappe phréatique, atmosphère) le premier principe de la thermodynamique encore appelé loi de la conservation de l'énergie implique qu'il n'existera aucune perte d'énergie exceptées les désintégrations successives d'éléments radioactifs se transformant en éléments stables lors du temps de parcours. Si vous mélangez 100 unités radioactives à 1 L d'eau ou à 100 litres d'eau, ces 100 unités seront toujours présentes, seule la concentration aura changé, et donc l'activité radioactive ramenée à une unité d'un litre par exemple. Si un humain boit 1 L de cette eau par jour il aura bu en un jour 100 unités dans le premier cas et 100 unités en 100 jours dans le second, aux désintégrations radioactives stables (1) près.
Dans les cas d'accidents nucléaires majeurs, on retrouve à la fois des personnes fortement irradiées (techniciens, militaires, pompiers, personnels du site) et des personnes faiblement contaminées - généralement à une certaine distance du lieu de l'accident - par les retombées entraînant la contamination de la population à l'extérieur du site, parfois sur des distances importantes.
Différence entre contamination externe et contamination interne
L'irradiation est presque quasiment externe - à moins d'avaler une source radioactive - alors que la contamination peut être externe ou interne. La différence est importante aussi nous allons définir quelques exemples simples. A la base : des particules chaudes souvent très fines, de quelques microns (millième de mm) dans le cas du transport des radio-contaminants I-131 et Cs-137.
Contamination externe : les particules chaudes s'approchent de l'organisme, restent un moment à proximité immédiate puis s'éloignent du corps, de la peau, des organes de respiration... C'est une contamination externe, souvent bénigne voire insignifiante car les doses sont extrêmement faibles, la source contaminante étant généralement de faible activité (particule) et ayant la bonne idée de s'éloigner rapidement.
Contamination interne : la particule chargée est interceptée et pénètre dans le corps de l'organisme concerné, souvent par la respiration (2) ou l'ingestion (aliments ou boissons contaminés), plus rarement par contact transcutané ou contamination d'une blessure, etc. C'est une forme plus sérieuse de contamination car elle débouche sur une irradiation interne d'éléments internes de l'organisme concerné. Les particules ainsi introduites peuvent éventuellement être évacuées rapidement par l'urine ou le système digestif mais si elle viennent à se fixer sur des cellules, un organe, un tissu, le squelette, le système circulatoire, leur action peut être extrêmement importante et nocive.
La contamination interne par le Césium radioactif
Les Césiums radioactifs sont globalement assez peu mobiles et peu solubles dans l'eau, même s'ils peuvent être transportés sur de grandes distances. En mai 1986, la CRIIRAD retrouvait ainsi en moyenne en France une activité moyenne du sol de 5000 Bq/m2 de césium-137 avec des concentrations allant jusqu'à 37 000 Bq/m2 sur les zones montagneuses de l'Est de la France et la Corse. Il s'agit d'une activité non-négligeable (moyenne antérieure à 1986 : 100 à 1000 Bq/m2) ayant certainement pu entraîner des maladies radio-induites surtout dans les zones les plus exposées.
Bien sûr, les autorités et le système judiciaire ne peuvent reconnaître facilement ce type de réalité ; la suite de procès retentissants ayant finalement exonéré définitivement un scientifique célèbre en sont l'exemple le plus frappant : faibles doses = incertitude = bataille d'experts = manque de preuve concrète = décision de justice de non-lieu général. En aparté, cette décision est respectable sur le plan de la justice mais inacceptable sur le plan de la société et de ses gangrènes mais passons.
Les radio-césiums, une fois entrés dans l'organisme, s'orientent principalement vers certains éléments du corps qui leurs sont accueillants : le césium ressemble à son cousin chimique le potassium et s'installe volontiers via le système circulatoire dans les muscles, les os, le foie, les reins...
Les estimations de développement d'un cancer mortel radio-induit selon les doses de contamination
Nous retrouvons bien ici les idées exposées dans l'article d'hier : à concentration égale (1 pCi = 1 picocurie = 0.037 Becquerel) le césium 135 est bien celui qui induira le moins de cancers mortels suivi par le Cs-137 et enfin le Cs-134. On notera également qu'à activité radiologique égale, une contamination interne par inhalation sera environ 3 fois moins contaminante qu'une contamination interne par ingestion. A l'opposé, on peut estimer qu'il semblerait inopportun d'arrêter de respirer très longtemps alors que l'on peu tenter, au moins partiellement, d'éviter de se nourrir de denrées contaminées.
Comme ce tableau brut n'est pas très parlant, voici un exemple concret :
Un chasseur tue un sanglier de 130 Kg à l'automne 1986 dans les Vosges. Il stocke 50 Kg de viande qu'il mangera à l'hiver et au printemps. La contamination en Cs-137 du sanglier, grand amateur de baies et de fruits riches en Césium, atteint 2000 Bq/kg dans cette région à l'automne 1986. Notre chasseur aura donc ingéré au total environ 100 000 Bq de Cs-137, soit 2.7 µCi ; la probabilité qu'il soit victime d'un cancer radio-induit est donc de 0.0000675 soit 0.00675 %. En extrapolant cette probabilité, 1 chasseur mourra donc d'un cancer radio-induit sur un échantillon de 15000 ayant stocké et consommé le produit de leur chasse dans les conditions énumérées ci-dessus.
C'est une probabilité faible mais elle n'est pas négligeable, qu'en pensez-vous ?
Sources :
Le césium de Tchernobyl, laradioactivité.com
Les rejets de Tchernobyl, Nuclear Energy Agency
Iode et Tellure 132, à ne pas négliger, AFMT
Irradiation et contamination, Santé-Médecine
Irradiation et contamination, ACRO
Cesium sheet, Argonne National Laboratory, (Anglais)
Bq to PCi conversion calculator (Anglais)
(1) Un radio-élément peut se stabiliser par désintégrations successives pour devenir stable donc non radioactif. Ex.: Plutonium 240 => Uranium 236 => Thorium 232 quasi-stable
(2) D’où le premier réflexe important en cas de contamination annoncée : s'isoler hermétiquement entre quatre murs à moins de disposer de respirateurs adéquats (filtre à particules fines)
Différence entre irradiation et contamination
Une irradiation se produit généralement quand un organisme est exposé directement à un ou plusieurs rayonnements ionisants, généralement au contact d'une source radioactive. Par exemple, en médecine nucléaire, votre maladie est soumise volontairement et directement à l'action d'une source de Cobalt, d'un rayonnement X, Gamma ou autre ; il s'agit alors d'une mise en contact volontaire entre la source et le tissu malade. Une irradiation, celle-ci involontaire, se produit aussi lors des accidents nucléaires graves, par exemple en cas d'accident de criticité. Un ou plusieurs travailleurs sont alors accidentellement exposés à une irradiation, toujours importante et parfois mortelle. Donc une irradiation implique un contact direct, volontaire ou accidentel, avec une source radioactive fréquemment de très forte activité.Une contamination est toujours accidentelle et présente généralement des effets plus faibles qu'une irradiation mais portant sur un échantillon plus important (population). La contamination est simplement une irradiation limitée qui se déplace au-delà de la zone directe d'irradiation en se transportant sur des particules pouvant voyager sur de très grandes distances. Chacun a en mémoire le fameux nuage de Tchernobyl, qui a voyagé plusieurs milliers de kilomètres en 1986 et qui ne s'est pas arrêté au poste-frontière comme il aurait du le faire ! Ce nuage était en fait composé d'un ensemble de poussières et de particules transportant des atomes des différents produits de fission relâchés à la suite de l'explosion du cœur du réacteur n°. 4. Les radioéléments ont été ainsi dispersés par le souffle de l'explosion, portés en altitude puis disséminés par les masses d'air les transportant.
On pourrait penser que la radioactivité est réduite par la dispersion dans l'atmosphère - ou en milieu liquide comme à Fukushima - des radionucléides. C'est à la fois vrai et faux car si les dosages sont effectivement dilués par le milieu qui les transporte (océan, nappe phréatique, atmosphère) le premier principe de la thermodynamique encore appelé loi de la conservation de l'énergie implique qu'il n'existera aucune perte d'énergie exceptées les désintégrations successives d'éléments radioactifs se transformant en éléments stables lors du temps de parcours. Si vous mélangez 100 unités radioactives à 1 L d'eau ou à 100 litres d'eau, ces 100 unités seront toujours présentes, seule la concentration aura changé, et donc l'activité radioactive ramenée à une unité d'un litre par exemple. Si un humain boit 1 L de cette eau par jour il aura bu en un jour 100 unités dans le premier cas et 100 unités en 100 jours dans le second, aux désintégrations radioactives stables (1) près.
Dans les cas d'accidents nucléaires majeurs, on retrouve à la fois des personnes fortement irradiées (techniciens, militaires, pompiers, personnels du site) et des personnes faiblement contaminées - généralement à une certaine distance du lieu de l'accident - par les retombées entraînant la contamination de la population à l'extérieur du site, parfois sur des distances importantes.
Différence entre contamination externe et contamination interne
L'irradiation est presque quasiment externe - à moins d'avaler une source radioactive - alors que la contamination peut être externe ou interne. La différence est importante aussi nous allons définir quelques exemples simples. A la base : des particules chaudes souvent très fines, de quelques microns (millième de mm) dans le cas du transport des radio-contaminants I-131 et Cs-137.
Contamination externe : les particules chaudes s'approchent de l'organisme, restent un moment à proximité immédiate puis s'éloignent du corps, de la peau, des organes de respiration... C'est une contamination externe, souvent bénigne voire insignifiante car les doses sont extrêmement faibles, la source contaminante étant généralement de faible activité (particule) et ayant la bonne idée de s'éloigner rapidement.
Contamination interne : la particule chargée est interceptée et pénètre dans le corps de l'organisme concerné, souvent par la respiration (2) ou l'ingestion (aliments ou boissons contaminés), plus rarement par contact transcutané ou contamination d'une blessure, etc. C'est une forme plus sérieuse de contamination car elle débouche sur une irradiation interne d'éléments internes de l'organisme concerné. Les particules ainsi introduites peuvent éventuellement être évacuées rapidement par l'urine ou le système digestif mais si elle viennent à se fixer sur des cellules, un organe, un tissu, le squelette, le système circulatoire, leur action peut être extrêmement importante et nocive.
La contamination interne par le Césium radioactif
Les Césiums radioactifs sont globalement assez peu mobiles et peu solubles dans l'eau, même s'ils peuvent être transportés sur de grandes distances. En mai 1986, la CRIIRAD retrouvait ainsi en moyenne en France une activité moyenne du sol de 5000 Bq/m2 de césium-137 avec des concentrations allant jusqu'à 37 000 Bq/m2 sur les zones montagneuses de l'Est de la France et la Corse. Il s'agit d'une activité non-négligeable (moyenne antérieure à 1986 : 100 à 1000 Bq/m2) ayant certainement pu entraîner des maladies radio-induites surtout dans les zones les plus exposées.Bien sûr, les autorités et le système judiciaire ne peuvent reconnaître facilement ce type de réalité ; la suite de procès retentissants ayant finalement exonéré définitivement un scientifique célèbre en sont l'exemple le plus frappant : faibles doses = incertitude = bataille d'experts = manque de preuve concrète = décision de justice de non-lieu général. En aparté, cette décision est respectable sur le plan de la justice mais inacceptable sur le plan de la société et de ses gangrènes mais passons.
Les radio-césiums, une fois entrés dans l'organisme, s'orientent principalement vers certains éléments du corps qui leurs sont accueillants : le césium ressemble à son cousin chimique le potassium et s'installe volontiers via le système circulatoire dans les muscles, les os, le foie, les reins...
Les estimations de développement d'un cancer mortel radio-induit selon les doses de contamination
Comme ce tableau brut n'est pas très parlant, voici un exemple concret :
Un chasseur tue un sanglier de 130 Kg à l'automne 1986 dans les Vosges. Il stocke 50 Kg de viande qu'il mangera à l'hiver et au printemps. La contamination en Cs-137 du sanglier, grand amateur de baies et de fruits riches en Césium, atteint 2000 Bq/kg dans cette région à l'automne 1986. Notre chasseur aura donc ingéré au total environ 100 000 Bq de Cs-137, soit 2.7 µCi ; la probabilité qu'il soit victime d'un cancer radio-induit est donc de 0.0000675 soit 0.00675 %. En extrapolant cette probabilité, 1 chasseur mourra donc d'un cancer radio-induit sur un échantillon de 15000 ayant stocké et consommé le produit de leur chasse dans les conditions énumérées ci-dessus.
C'est une probabilité faible mais elle n'est pas négligeable, qu'en pensez-vous ?
Sources :
Le césium de Tchernobyl, laradioactivité.com
Les rejets de Tchernobyl, Nuclear Energy Agency
Iode et Tellure 132, à ne pas négliger, AFMT
Irradiation et contamination, Santé-Médecine
Irradiation et contamination, ACRO
Cesium sheet, Argonne National Laboratory, (Anglais)
Bq to PCi conversion calculator (Anglais)
(1) Un radio-élément peut se stabiliser par désintégrations successives pour devenir stable donc non radioactif. Ex.: Plutonium 240 => Uranium 236 => Thorium 232 quasi-stable
(2) D’où le premier réflexe important en cas de contamination annoncée : s'isoler hermétiquement entre quatre murs à moins de disposer de respirateurs adéquats (filtre à particules fines)
Il existe deux autres raisons pour lesquelles les scientifiques pistent particulièrement le Cs-134 et le Cs-137 à la suite d'un accident nucléaire grave :
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