Irradiation

En physique nucléaire, l'irradiation sert à désigner l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons alpha, bêta, gamma, protons ou encore neutrons.

Sources des irradiations

Les matières radioactives sont constituées d'atomes instables qui, en se désintégrant, émettent des radiations.
Il ne faut pas confondre irradiation et radioactivité : moyennant le fait que les particules ne sont pas de trop grande énergie (moins que 10 MeV pour les électrons par exemple), l'irradiation ne rend pas la matière radioactive.

Exposition aux rayonnements

L'exposition humaine à des rayonnements peut prendre trois formes d'effets assez différents :

• L'exposition massive à des rayonnements de l'ordre du sievert, volontairement (Radiothérapie), accidentellement (accident nucléaire), ou suite à une explosion nucléaire. Les doses importantes amènent typiquement à un syndrome d'irradiation aiguë. Elles sont principalement le fait de rayonnements gammas durs ou de neutrons (les rayons alpha et béta n'ont qu'une portée limitée).
• L'exposition chronique à des rayonnements faibles (travail sur écran, examens radiographiques, ... ), gamma ou X, qui est une préoccupation pour la protection des populations. Les doses sont de l'ordre du miliSievert, et induisent des risques statistiques (pas toujours démontrés, car les faibles doses sont dans le bruit de fond statistique) de cancers de l'organe exposé, ou de cataracte oculaire.
• La contamination par des produits radioactifs, l'effet de la radioactivité étant accentué par la fixation du produit dans le corps. La contamination (généralement accidentelle, mais quelquefois volontaire en Curiethérapie) se fait généralement par inhalation (par exemple, risque de cancer du poumon induit par le radon), peut-être par ingestion de produits contaminés (pollutions d'eau ou retombées de matières radioactives), ou par contamination de la peau conduisant à une inhalation ou une ingestion ultérieure (voire une pénétration directe). La radiotoxicité dépend alors principalement du produit et de sa forme chimique, qui gouvernent son métabolisme et son séjour dans le corps. Cette radiotoxicité est essentiellement due aux rayonnements alpha et béta, qui sont alors produits directement dans le corps, et induisent le plus fréquemment un risque de cancer.

Exemples de niveaux d'irradiation^[1] :

Irradiation moyenne due aux centrales nucléaires en France	0, 01 mSv
Irradiation entraînée par un vol Paris-New-York	0, 02 mSv
Irradiation entraînée par une radiographie des poumons	0, 3 mSv
Irradiation due à la radioactivité naturelle en France	1 a 2 mSv
Irradiation globale (naturelle + artificielle) de la population française	2 a 3 mSv
Irradiation naturelle globale de la population mondiale	2, 4 mSv

Effets des irradiations

Ces radiations, que nos sens ne peuvent pas détecter, perturbent le fonctionnement des cellules vivantes. Les molécules comme l'ADN et les protéines constituant les cellules subissent des dégâts (rupture de liaisons chimiques, modifications de la structure... ). Face à cette agression, les dispositifs de défense dont disposent l'ensemble des cellules vont tenter de réparer les dommages. Dans la majorité des cas, cette réparation sera efficace. Si les dégâts sont trop importants, l'élimination de la cellule est opérée par des processus de mort cellulaire (par apoptose par exemple). Le danger provient des réparations imparfaites qui peuvent aboutir à des cellules déclenchant un cancer des années après l'irradiation. À particulièrement forte dose d'irradiation, les dispositifs de défense ne peuvent plus faire face à cette importante mortalité des cellules perturbant les fonctions vitales pouvant aller jusqu'au décès.

Le problème des particulièrement faibles doses d'irradiation est toujours débattu. Mais il faut savoir que l'ensemble des organismes vivants sont soumis depuis toujours aux rayonnements cosmiques et telluriques, les dispositifs de réparation des dégâts d'irradiation sont spécifiquement efficaces.

Les normes internationales se basent sur le principe que le risque pour la santé est proportionnel à la dose reçue et que toute dose de rayonnement comporte un risque cancèrigène et génétique (CIPR 1990). Quoiqu'aucune dose ne soit inoffensive, des seuils sont admis par les normes internationales.

L'effet des faibles doses et des faibles débits de dose est une question disputée. Pour les uns, le risque associé à l'irradiation est directement proportionnel à celle-ci, même aux faibles doses, selon un modèle «linéaire sans seuil». Si on applique ce modèle, l'exposition à la radioactivité artificielle (y compris les essais nucléaires) aurait induit de nombreux cancers dans le monde : l'Organisation des Nations unies parle de 1, 17 millions de morts depuis 1945, et le Comité Européen sur le Risque de l'Irradiation annonce le chiffre de 61, 1 millions de morts. ^[2] Inversement, les études en biologie moléculaire montrent que les mécanismes de réparation des lésions cellulaires jouent pour corriger l'effet de faibles doses, invalidant par conséquent le modèle «linéaire sans seuil». ^[3]

Bien que retenant l'approche «linéaire sans seuil» pour proposer les limites d'exposition aux rayonnements, la CIPR précise que cette relation n'est pas applicable aux faibles doses :

«the Commission judges that it is not appropriate, for the formal purposes of public health, to calculate the hypothetical number of cases of cancer that might be associated with very small radiation doses received by large numbers of people over very long periods of time.» (La commission estime qu'il n'est pas correct, pour les évaluations de santé publique, de calculer le nombre hypothétique de cancers qui peuvent être génèrés par une très faible dose de radiation à laquelle est exposée une très grande population pendant un temps particulièrement long).

Irradiations de matériaux

Les matériaux inertes subissent aussi des irradiations dans différents environnements. C'est dans les réacteurs nucléaires que les matériaux subissent les irradiations principales. Dans un matériau, les irradiations créent des défauts simples (lacune et site interstitiel) ou plus complexes (dislocation) qui modifient leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques. La prévision de ces évolutions a fait et fait toujours l'objet d'une recherche principale et appliquée. D'autre part, l'irradiation est un moyen utilisé pour modifier volontairement les matériaux : durcissement des polymères, modifications des propriétés électroniques des semiconducteurs...

On utilise l'irradiation (quelquefois nommée ionisation) pour stériliser divers objets (la plupart dans le secteur médical). Elle est aussi utilisée dans le secteur agro-alimentaire pour stériliser les aliments et de les conserver plus longtemps. Ceci est sujet à controverse, car il pourrait y avoir des risques pour la santé.

Voir aussi

Par ressemblance, le terme d'irradiation est aussi rencontré dans les domaines suivants :

• L'irradiation, dans le domaine de la physique, est une émission de rayons (surtout lumineux) d'une particule; ou une propagation par rayonnement.
• En anatomie, l'irradiation est une disposition rayonnée des fibres, des vaisseaux.
• En physiologie, l'irradiation est la propagation d'une sensation douloureuse à partir de son point d'origine vers les régions voisines.
• En linguistique, l'irradiation est l'influence exercée par le radical d'un mot sur le sens d'un préfixe ou d'un suffixe.
• L'irradiation sert à désigner un déploiement en rayons à partir d'un centre, ou de façon figurée, la propagation, ou la diffusion par exemple d'un fait ou d'un sentiment, dans l'ensemble des directions.

Notes et références

Lien externe

• La relation dose-effet et l'estimation des effets cancérogènes des faibles doses de rayonnements ionisants. Maurice Tubiana et André Aurengo, Rapport à l'Académie nationale de médecine, octobre 2004.
• Effets des radiations par Roland Masse, membre de l'Académie des technologies et de l'Académie de médecine.

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