SOREL Florent
publicité
BENHAMOU Bruno FLEURY Jean SOREL Florent 1°S 4 Travaux Personnels Encadrés La radioactivité présente-elle un danger pour l’homme ? Cas de la centrale de tchernobyl Année scolaire 2001 2002 Introduction au T.P.E pour une meilleure compréhension La radioactivité est un phénomène complexe et mystérieux, qui ne se voit pas, qui ne se sent pas, et qui engendre la peur. Peur justifiée ; son emblème, sorte de feuilles noir sur fond jaune, signale le danger pour l'homme. Alors posons-nous justement la question : quel danger et pourquoi y a-t-il un danger ? Le but de ce rapport est de répondre à cette question. Mais auparavant nous allons donner quelques explications de base. Ensuite nous parlerons de la catastrophe nucléaire de tchernobyl qui a déjà montré ses effets néfastes, notamment sur l’homme. Enfin nous étudierons le mécanisme des effets biologiques sur l’environnement et les conséquences sur l’organisme humain. Définitions Radioactivité : La matière est constituée d'atomes comportant une partie centrale, le noyau, formé de protons et de neutrons. Certains noyaux sont instables ; le retour à un état stable passe par une (ou plusieurs) transformation nucléaire, appelée désintégration. La désintégration d'un noyau donne naissance à un nouvel élément et à l'émission de rayonnements : c'est la radioactivité. Rayonnements : Lors de la désintégration d'une substance radioactive, des rayonnements sont émis ; ces rayonnements sont invisibles et, très souvent, dangereux pour l'homme. Il existe quatre types de rayonnements : α, β-, β+ et γ. -Le rayonnement α est formé de particules positives : des noyaux d'hélium 4. Il est caractéristique des noyaux « lourds » (nombre de masse > 200). Il est très dangereux mais peut être arrêté par quelques centimètres d'air ou une simple feuille de papier. -Le rayonnement β- est le rayonnement constitué d'électrons très rapides représentés par e . Ces électrons sont pénétrants ; l'homme a donc des difficultés pour s'en protéger. Ils sont arrêtés par plusieurs mètres d'air ou quelques millimètres d'aluminium. - -Le rayonnement β+ est exceptionnel, il n'existe que pour quelques radio-nucléides artificiels. C'est le rayonnement constitué de positons représentés par e+. Les positons, encore appelés anti-électrons (antiparticule des électrons), ont la même masse que les électrons mais une charge électrique opposée + e ; d'où leur représentation e+. -Les rayonnements γ ne sont pas des particules chargées comme les trois rayonnements précédents. Ce sont des radiations électromagnétiques de même nature que les rayons X mais beaucoup plus pénétrants. Ces rayonnements γ sont très dangereux pour l'homme. Ils sont très difficiles à arrêter : il faut parfois plusieurs décimètres de plomb ou plusieurs mètres de béton pour les absorber. Ces rayonnements α, β, γ sont ceux que l'on appelle des rayonnements ionisants. Ces rayonnements émis lors de la désintégration d'un élément radioactif arrachent des électrons à la couche périphérique des édifices atomiques de la matière qu'ils traversent. Cela provoque l'ionisation des molécules du milieu cellulaire. Il peut y avoir rupture de liaison moléculaire. Tous les constituants de la cellule peuvent être touchés mais c'est l'action des rayonnements sur la molécule d'ADN qui a le plus de conséquences. Irradiation et contamination : Il faut bien différencier la notion d'irradiation et la notion de contamination. Aussi, voici ce petit rappel : Irradiation externe : les sources émettant les rayonnements sont extérieures à l'organisme mais les rayonnements le traversent. Contamination externe : les substances radioactives sont déposées à la surface du corps. Irradiation interne : les substances radioactives ont pénétré à l'intérieur de l'organisme soit par inhalation soit par ingestion. Cas de la centrale de tchernobyl Le 26 avril 1986, la plus grande catastrophe de l'industrie nucléaire se produisait à la centrale nucléaire de Tchernobyl, en Ukraine. Durant près de 10 jours, une partie importante des produits radioactifs était rejetée dans l'atmosphère, formant un nuage radioactif et des retombées sur toute l'Europe. Tchernobyl, la centrale Bien que d'autres incidents concernant l'activité nucléaire aient déjà eu lieu, Tchernobyl tient aisément le haut de l'affiche médiatique jusqu'à devenir un symbole des risques nucléaires. Régulièrement, l'accident apparaît dans les pages « santé » ou « environnement » des quotidiens ; à la une le problème des cancers de la thyroïde, la contamination des champignons, l'existence des sangliers radioactifs. L'intérêt porté à cet accident rend utile de dresser un bilan quant aux conséquences médicales et sanitaires de cet accident. L’accident Le 26 avril 1986, un des quatre réacteurs de la centrale de Tchernobyl explosa et brûla. D'après le rapport officiel, publié en août, l'accident avait été provoqué par des essais non autorisés. Le réacteur ne put être contrôlé, il y eut deux explosions, le couvercle du réacteur fut soufflé et le cœur s'enflamma en brûlant à des températures de l'ordre de 1500°C. Des doses de radiations très élevées ont atteint la population proche du réacteur et un nuage de retombées radioactives s'est étendu vers l'ouest. Les produits radioactifs se sont déployés au-dessus de toute l'Europe. Tchernobyl, centrale explosée Contrairement à la plupart des réacteurs des pays occidentaux, le réacteur de Tchernobyl n'avait pas d'enceinte de confinement. Une telle structure aurait empêcher les produits radioactifs de s'échapper du site. Afin d'arrêter l'émission de produits radioactifs, les soviétiques ont déversé par hélicoptère des milliers de tonnes de sable et de plomb sur le réacteur détruit. Puis ils ont injecté de l'azote sous ce réacteur pour le refroidir et arrêter le feu. Un sarcophage en béton et acier de 50 mètres de hauteur a été achevé en novembre 1986. Le sarcophage, baptisé Oukughe L'émission de rejets radioactifs a duré 10 jours. Ce n'est qu'un jour et demi après l'explosion que 50000 personnes habitant une zone de 30 km de rayon autour de la centrale sont évacuées; au final, 350000 personnes d'Ukraine et de Biélorussie ont dû être déplacées depuis des zones plus lointaines, mais copieusement contaminées cependant. Le nuage radioactif Au delà de 10000 mètres d'altitude, les éléments radioactifs ont formé au contact des vents des masses d'air contaminées qui se sont disséminées sur l'Europe. Parce que le rejet s'est effectué sur plusieurs jours sous des conditions météorologiques changeantes (les vents en altitude), trois principaux nuages se sont formés : - le nuage initial poussé par un vent sud-est et nord-ouest s'est d'abord dirigé vers la Scandinavie ; ensuite les particules ont été émises vers le sud-ouest (Europe centrale et occidentale) - vers la fin du rejet, les matières radioactives ont pris la direction de l'Europe du sud. C'est durant le mois de mai que cette grande quantité d'éléments radioactifs est retombée sur l'Europe. Le nord de l'Ukraine, la Biélorussie (70% des retombées) ont été les régions les plus contaminées. La Pologne et la Tchécoslovaquie ont été particulièrement contaminées aussi et à un degré moindre l'Allemagne, la France et l'Italie. En règle générale, plus on s'éloignait du site de Tchernobyl, plus la radioactivité diminuait en raison de la dilution dans l'atmosphère des radioéléments. Mais ce nuage radioactif qui a survolé l'Europe a provoqué des contaminations de niveau variable pas seulement selon la distance et la direction des vents, mais aussi selon les précipitations. En effet, le dépôt de particules radioactives a été intensifié par la pluie, provoquant ainsi des "taches " de contamination. Ce sont les radioéléments les plus volatiles qui se sont majoritairement retrouvés dans le nuage radioactif : - Notamment l'iode 131 (de période courte 8 jours) responsable d'une grande partie de l'exposition aux rayonnements de la population durant les premières semaines, dont environ 5 . 1017 Bq ont été émis, ce qui représente quelque 20% de l'activité présente dans le cœur du réacteur. - Viennent ensuite le césium 137 (de période longue 30 ans) et le césium 134 (de période 2 ans). Le césium 137 est responsable de la majeure partie des expositions actuelles et futures de la population ; environ 7. 1016 Bq de césium 137 ont été émis, soit environ 15% de l'activité présente dans le cœur du réacteur (la carte des dépôts de césium 137 sur l'Europe est disponible en cliquant ici). -On trouve ensuite d'autres éléments (strontium 90, plutonium 239, ...) beaucoup moins volatiles et pour lesquels, de ce fait, les activités émises ont été beaucoup plus faibles. - Effets de la catastrophe sur la santé de l'homme L'iode et le césium sont les principaux isotopes radioactifs libérés dans l’atmosphère par le réacteur de Tchernobyl. L’iode 131 a une demi-vie ou période de huit jours. Il a surtout été inhalé et ingéré dans des aliments. Quant au césium 137, il a une demivie d’environ 30 ans. Toujours présent dans les sols et la végétation, il continue à contaminer la population par le biais des produits alimentaires. Hommes travaillant sur la centrale Qui a souffert de ces radiations ? D’abord les « liquidateurs » : selon les estimations, 600000 à 800000 soldats et fonctionnaires ont été expédiés sur place juste après l’explosion pour neutraliser le réacteur et enterrer les déchets contaminés. Sur les 50000 de ces « liquidateurs » qui ont travaillé sur le toit du réacteur, 237 ont été hospitalisés et 32 sont décédés. En avril 2000, Viacheslav Grishin, président de la Ligue de Tchernobyl, une organisation basée à Kiev qui dit représenter les « liquidateurs », déclarait que depuis 1986, 15000 d’entre eux étaient morts et 50000 devenus invalides. Il s’appuyait sur une estimation controversée de Tchernousenko basée sur le taux de cancers lié aux quantités de radiations auxquelles le chercheur ukrainien supposait que les « liquidateurs » avaient été exposés. a) Iode-131 et les pathologies thyroïdiennes L'iode radioactif augmente la fréquence des cancers, des nodules et des hypothyroïdies. Fait indiscutable lié à l’accident de Tchernobyl : l’augmentation considérable d’un facteur 10 à 100, depuis 1990 du taux naturel de cancer de la thyroïde. Une fréquence accrue notamment chez l’enfant de moins de 15 ans, en Biélorussie, au nord de l’Ukraine et dans le sud de la Russie. Au banc des accusés : l’iode radioactif incorporé dans l’organisme. Cet élément se fixe préférentiellement dans les cellules de la thyroïde. La fixation est d’autant plus grande pour une population présentant une carence alimentaire en iode. Les grandes quantités d'iode radioactif dispersées lors de l'explosion du réacteur ont entraîné des irradiations non négligeables de la thyroïde. Un premier bilan a fait état de 17000 enfants avec plus de 1 Sv à la thyroïde, 6000 enfants avec plus de 2 Sv et 500 enfants avec plus de 10 Sv. Pour les 117000 personnes des territoires strictement contrôlés de Biélorussie et de Russie, la dose thyroïdienne moyenne a été de 0,2 Sv pour les adultes. La thyroïde En 1996, en Ukraine et en Biélorussie, 800 cas de cancers de la thyroïde ont été identifiés chez les enfants. Les premiers cancers de la thyroïde sont apparus en 1989, la période de latence étant au minimum de 3 ans et pouvant s'étirer jusqu'à 15 ans. Selon le professeur Anatolievitch (directeur de l'institut endocrinologique national à Kiev), le pic de la maladie est à attendre à partir de 2002. 1800 cas de cancer de la thyroïde attribués à Tchernobyl ont aujourd’hui été recensés. Dans les régions les plus contaminées, comme à Gomel (Biélorussie), cette pathologie est 200 fois plus courante chez les enfants qu’en Europe de l’Ouest. b) Mutations génétiques et malformations Les enfants issus de familles exposées aux retombées radioactives de Tchernobyl présentent un taux de mutations génétiques deux fois plus élevé qu'une population témoin de GrandeBretagne, selon une étude publiée dans la revue scientifique britannique Nature. L'étude a porté sur 79 familles habitant la région hautement polluée de Mogilev (Biélorussie), à 300 km de Tchernobyl, et leurs enfants nés entre février et septembre 1994. 105 enfants britanniques, non-irradiés, ont servi de groupe de comparaison, pour cette recherche conduite avec des chercheurs d'ex-URSS de Mogilev et de Moscou à partir de prélèvements de sang. Ces mutations affectent la ligne germinale, c'est-à-dire qu'elle représente des dommages permanents de l'ADN transmissibles à la descendance, selon Nature. Il y a deux ans, Rosa Goncharova, de l’Institut de génétique et de cytologie de Minsk, a indiqué dans une communication que depuis 1986 les bébés nés avec des becs-de-lièvre, des trisomies et d’autres anomalies avaient augmenté de 83% dans les zones les plus contaminées, de 30% dans les zones modérément contaminées et de 24% dans les zones dites « propres ». Un bébé malformé c) Césium 137 Le césium 137 a la particularité de ressembler chimiquement au potassium. Aussi, comme ce métal, se fixe-t-il facilement dans les tissus mous (muscles, reins, poumons, foie, cœur, ...) ainsi que dans les tissus osseux des enfants. Comme tout corps radioactif, le césium est susceptible, à plus ou moins long terme, d'induire des cancers. En pratiquant des milliers d’autopsies, Youri Bandajevski et son équipe ont montré que le césium 137 s’accumulait dans les tissus musculaires, à commencer par le cœur : 70% des 2000 enfants contrôlés dans la zone très contaminée de Gomel (Biélorussie) souffrent de pathologies cardiaques. La concentration de césium dans les reins provoque des dysfonctionnements graves dès le bas âge. Le césium accumulé dans les muscles de l’œil déclenche des cataractes : en 1997, à Svetlovici près de Gomel, 25% des 13-15 ans étaient touchés. Pendant la grossesse, le placenta des futures mères stocke le césium qui irradie le fœtus et à la naissance, elles nourrissent le bébé avec du lait contaminé. Les pathologies sont variées, comme l'effondrement des défenses immunitaires. De vastes zones de Biélorussie restent encore lourdement contaminées du fait de la longue période du césium 137 (30 ans). Bilan a) En URSS En tout et pour tout, 5 millions de personnes en URSS ont été exposées aux radiations, essentiellement en Ukraine, Biélorussie et Russie. 135000 ont été évacuées et soumises à des contrôles médicaux dans un rayon de 45 km. 850000 personnes vivent encore dans les zones contaminées dans 1500 agglomérations. 119 villages ont été définitivement abandonnés dans un rayon de 30 km autour de Tchernobyl, 3000 km² restant interdits car contaminés à plus de 1600000 Bq/m² en dépôts de césium 137, essentiellement en Biélorussie. b) En France La France a été divisée en trois régions : l'ouest, avec moins de 750 Bq/m² de césium 137 et 5000 Bq/m² en Iode 131 ; une partie centrale recevant entre 750 et 3000 Bq/m² de césium 137 ; et l'est, la plus contaminée, recevant entre 3000 et 6000 Bq/m² de césium 137 et 20000 à 50000 Bq/m² pour l'iode 131. Depuis l'accident, la contamination n'a cessé de décroître. Aujourd'hui elle est faible sur la majeure partie du territoire. Néanmoins, à l'échelle locale, l'activité de césium 137 peut être deux fois supérieure à la moyenne. Ce sont les zones très arrosées (taches de contamination) entre le 1 et le 5 mai 1986 correspondant souvent à des zones forestières en haute altitude et donc difficilement accessibles, comme les Vosges ou les Alpes. Par ailleurs, le risque de cancer de la thyroïde en relation avec les retombées de Tchernobyl est faible. L'ISPN (Institut de Sûreté et de Protection Nucléaire) a calculé pour un enfant de l’est de la France une dose à la thyroïde de 10 mGy à 16 mGy, c’est à dire 10 à 1000 fois plus faible qu’une irradiation médicale. L’augmentation du nombre de cancer de la thyroïde serait plus liée au progrès de dépistage. En effet, un nodule thyroïdien n’est décelé cliniquement que dans 4 à 7% des cas pour les populations où la carence alimentaire en iode a été corrigée (cas de la France). Cependant, la Corse a été fortement touchée par les retombées de Tchernobyl. En ce qui concerne l'iode 131 radioactif, on aurait pu protéger la population sans inconvénient économique important puisque, du fait de sa courte période (8 jours), il aurait suffit de transformer toute la production du moment en lait UHT à consommer plus tard pour se protéger de l'iode 131 concentré dans le lait. Rien n'a été fait pour ne pas affoler la population. On sait aujourd'hui que des enfants corses ont des problèmes thyroïdiens mis en évidence par le docteur Lefauconnier qui, avec la CRII RAD, incrimine le nuage de Tchernobyl.
