4.3.1.1 La radioactivité
Petit historique sur la radioactivité
En février 1896, Henri Becquerel (1852-1908) prépare des cristaux de sulfate double d'uranyle et de potassium et, afin d'étudier leur phosphorescence, les place sur une plaque photographique entourée d'un papier. Le soleil étant absent, il enferme ses plaques dans un tiroir. Quelques jours plus tard, il constate qu'elles ont été fortement impressionnées dans le noir. Il en conclut que le sel émet un rayonnement de façon intrinsèque. Ces rayons « uraniques » aiguisent la curiosité de Pierre et Marie Curie qui comprennent que l'origine de ce rayonnement est due à certains éléments, l'uranium en particulier. Après avoir manipulé des tonnes de minerai, ils parviennent à isoler deux nouveaux éléments radioactifs, le polonium et le radium. Pour ces découvertes capitales, Henri Becquerel et les Curie reçoivent le prix Nobel de physique en 1903.
La découverte de la radioactivité artificielle par Frédéric Joliot-Curie en 1934, a entraîné l’utilisation militaire et civile de l’énergie nucléaire. Cette utilisation a amené la création de divers radionucléides artificiels, les produits de fission résultant de la cassure des radionucléides fissiles (uranium 235, uranium 233, plutonium 239) et les produits d’activation résultant du bombardement par les neutrons d’éléments stables présents dans tout l’environnement des flux neutroniques (gaines, fluides…).
C’est ainsi que nous pouvons retenir le strontium 90, le césium 137, l’iode 129, divers transuraniens (plutonium 238, plutonium 239, …) comme étant des radionucléides artificiels particulièrement nocifs pour les êtres vivants. (Pire, 2010
)
Généralités sur les radionucléides
Les radionucléides sont des isotopes instables. En essayant de retrouver leur stabilité ils émettent des rayonnements, principalement de trois types :
- les rayonnements électromagnétiques (photons) sans charge, ni masse : rayons X et rayonnements gamma
- des particules de faible masse et de charge négative (électrons) : émetteurs béta
- des particules de masse assez élevée et de charge positive (noyaux d’hélium) : émetteurs alpha
Les radionucléides présentent deux types de toxicité :
- une toxicité chimique, liée à la nature de l’élément chimique
- une toxicité radiologique, dû à l’effet physique du rayonnement émis.
Nous avons donc affaire à des polluants chimiques mais dont le principal effet néfaste sera d’ordre physique. L’uranium est une exception qui en plus de sa radiotoxicité à une forte chimiotoxicité.
La périodicité de la désintégration du radionucléide peut aller d’une fraction de seconde à plusieurs milliers d’années. L’unité de radioactivité est le Becquerel (1 Bq est égal à une désintégration par seconde).
Effets biologiques sur la santé
Lorsque les rayonnements émis par une source radioactive entrent en contact avec la matière, ils peuvent arracher certains électrons des atomes et ainsi, provoquer la perte de leur neutralité électrique. Ainsi, les atomes se transforment en ions. Ce phénomène d'ionisation est le principal mécanisme par le biais duquel la radioactivité interagit avec la matière. D'où l'expression de « rayonnements ionisants » que l'on utilise pour qualifier les rayonnements dus à la radioactivité.
L’acide désoxyribonucléique (ADN) est la molécule essentielle de la vie puisqu’il contient toute l’information génétique et qu’il assure sa transmission de génération en génération à chaque division cellulaire. C’est pourquoi l’attaque de l’ADN par les rayonnements ionisants peut avoir de sévères effets mutagènes, cancérogènes et létaux sur des organismes vivants. D’autres biomolécules comme les protéines ou les lipides peuvent subir également des modifications graves de conséquence. Les organismes soumis dès l’origine à de fortes irradiations ont par leur évolution tenté de répondre à d’éventuels processus de dégradation du précieux ADN en développant des systèmes de réparation.
En février 1896, Henri Becquerel (1852-1908) prépare des cristaux de sulfate double d'uranyle et de potassium et, afin d'étudier leur phosphorescence, les place sur une plaque photographique entourée d'un papier. Le soleil étant absent, il enferme ses plaques dans un tiroir. Quelques jours plus tard, il constate qu'elles ont été fortement impressionnées dans le noir. Il en conclut que le sel émet un rayonnement de façon intrinsèque. Ces rayons « uraniques » aiguisent la curiosité de Pierre et Marie Curie qui comprennent que l'origine de ce rayonnement est due à certains éléments, l'uranium en particulier. Après avoir manipulé des tonnes de minerai, ils parviennent à isoler deux nouveaux éléments radioactifs, le polonium et le radium. Pour ces découvertes capitales, Henri Becquerel et les Curie reçoivent le prix Nobel de physique en 1903.
La découverte de la radioactivité artificielle par Frédéric Joliot-Curie en 1934, a entraîné l’utilisation militaire et civile de l’énergie nucléaire. Cette utilisation a amené la création de divers radionucléides artificiels, les produits de fission résultant de la cassure des radionucléides fissiles (uranium 235, uranium 233, plutonium 239) et les produits d’activation résultant du bombardement par les neutrons d’éléments stables présents dans tout l’environnement des flux neutroniques (gaines, fluides…).
C’est ainsi que nous pouvons retenir le strontium 90, le césium 137, l’iode 129, divers transuraniens (plutonium 238, plutonium 239, …) comme étant des radionucléides artificiels particulièrement nocifs pour les êtres vivants. (Pire, 2010
)Généralités sur les radionucléides
Les radionucléides sont des isotopes instables. En essayant de retrouver leur stabilité ils émettent des rayonnements, principalement de trois types :
- les rayonnements électromagnétiques (photons) sans charge, ni masse : rayons X et rayonnements gamma
- des particules de faible masse et de charge négative (électrons) : émetteurs béta
- des particules de masse assez élevée et de charge positive (noyaux d’hélium) : émetteurs alpha
Les radionucléides présentent deux types de toxicité :
- une toxicité chimique, liée à la nature de l’élément chimique
- une toxicité radiologique, dû à l’effet physique du rayonnement émis.
Nous avons donc affaire à des polluants chimiques mais dont le principal effet néfaste sera d’ordre physique. L’uranium est une exception qui en plus de sa radiotoxicité à une forte chimiotoxicité.
La périodicité de la désintégration du radionucléide peut aller d’une fraction de seconde à plusieurs milliers d’années. L’unité de radioactivité est le Becquerel (1 Bq est égal à une désintégration par seconde).
Effets biologiques sur la santé
Lorsque les rayonnements émis par une source radioactive entrent en contact avec la matière, ils peuvent arracher certains électrons des atomes et ainsi, provoquer la perte de leur neutralité électrique. Ainsi, les atomes se transforment en ions. Ce phénomène d'ionisation est le principal mécanisme par le biais duquel la radioactivité interagit avec la matière. D'où l'expression de « rayonnements ionisants » que l'on utilise pour qualifier les rayonnements dus à la radioactivité.
L’acide désoxyribonucléique (ADN) est la molécule essentielle de la vie puisqu’il contient toute l’information génétique et qu’il assure sa transmission de génération en génération à chaque division cellulaire. C’est pourquoi l’attaque de l’ADN par les rayonnements ionisants peut avoir de sévères effets mutagènes, cancérogènes et létaux sur des organismes vivants. D’autres biomolécules comme les protéines ou les lipides peuvent subir également des modifications graves de conséquence. Les organismes soumis dès l’origine à de fortes irradiations ont par leur évolution tenté de répondre à d’éventuels processus de dégradation du précieux ADN en développant des systèmes de réparation.
Complément
Voir complément de cours sur la radioprotection de Clarisse Gerbaud (Module 1 - Master GRiSSE)