Facteurs de nocivité des radiations ionisantes

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I.5.1. Les modes d’exposition aux rayonnements: Irradiation et contamination

I.5.1.1. Ils dépendent de la position de la source par rapport à la personne exposée

Les rayonnements peuvent être émis par une source extérieure à l’organisme (rayons X, gamma et neutrons) ; on parlera alors d’exposition externe (rayonnements cosmiques et telluriques). Si la source se situe à distance de la personne et l’atteint, on parlera d’irradiation externe; si la source se trouve au contact de la peau, on parlera de contamination externe, qui entraîne également une irradiation.

Sous le terme de contamination, on entend la présence indésirable à un niveau significatif pour l’hygiène de substances radioactives à la surface ou à l’intérieur d’un milieu. Ainsi l’atmosphère, les sols, les locaux ou les individus peuvent être contaminés. La contamination entraîne l’irradiation des volumes proches.

Les rayonnements peuvent être émis par des radioéléments intérieurs à l’organisme (rayons alpha et bêta) ; il s’agit alors d’exposition interne entraînant une contamination voire une irradiation interne. Lors d’une exposition interne, l’absorption des radioéléments en milieu de travail a pu se faire soit par respiration (inhalation), soit par voie cutanée lors de blessures ; la voie digestive (ingestion) se rencontre beaucoup plus rarement.

Du fait de leurs propriétés, les rayonnements n’ont pas les mêmes effets : ainsi, les rayonnements a et b sont peu dangereux en exposition externe, contrairement aux rayonnements X, g ou aux neutrons.

I.5.1.2. Effets de l’irradiation

dépendent :

– de la nature du rayonnement et de son origine,

– de la durée de l’exposition (pour une source donnée, les effets observés sont plus sévères si l’exposition est plus longue ; pour une dose absorbée donnée, les effets sont plus sévères si l’exposition est brève que si elle est étalée dans le temps),

– de la portion de l’organisme qui a été irradiée (une dose massive délivrée à l’organisme entier peut entraîner la mort, alors que la même dose reçue par un segment corporel ne provoque que des lésions locales),

– de la nature de l’organe (ou des organes) irradié(s) (les différents tissus n’ont pas la même importance vitale ; ils n’ont pas non plus la même radiosensibilité. Les cellules les plus fragiles sont celles qui sont le moins différenciées et/ou qui se divisent le plus rapidement ; cellules souches des organes hématopoïétiques, embryons…),

– de l’origine de l’irradiation (l’irradiation externe est de meilleur pronostic que l’irradiation interne).

I.5.1.3. Effets de la contamination interne

Plusieurs facteurs influent sur la nocivité de la contamination interne :

– la voie et la cinétique d’absorption ; Les produits de fission et les transuraniens (tel le plutonium) sont les plus dangereux par inhalation car ils ne sont que faiblement absorbés par voie digestive, à l’exception du strontium, du baryum, du tellure, de l’iode et du césium. Par exemple, la stagnation d’un radioélément peu absorbable au niveau des voies respiratoires peut être responsable d’effets locaux à court et à long terme,

– la quantité absorbée, la nature du radio-isotope et de sa toxicité chimique (par exemple, l’uranium est toxique pour les tubules rénaux indépendamment de ses propriétés radioactives), l’énergie du rayonnement,

– les organes concernés (la distribution dans l’organisme) et le lieu de son émonctoire. Le radioélément peut se concentrer électivement au niveau d’un organe critique : par exemple, l’iode au niveau de la thyroïde, le strontium au niveau de l’os,

– Le temps ; D’une part la radioactivité décroît avec le temps (pour mémoire : en moyenne de moitié tout les multiples de 7 : par exemple 10 mSv au bout de 7 heures = 5 mSv, puis 2,5 mSv au bout de 49h…), d’autre part l’organisme élimine et se renouvelle. Deux facteurs déterminent donc la durée de la nocivité du radio-isotope absorbée :

– Sa demi-vie radioactive ou période physique qui est immuable (Tp),

– Sa demi-vie biologique (Tp) qui dépend des mécanismes d’échange de renouvellement de l’organisme.

I.5.1.4. Quelques exemples

 

Eléments
Radioéléments
a
b
g
Absorption
Fixation
Tp
Tb
TTT
IODE 131I (TTT K thyroïde) (b+) + + digestive++ thyroïde 8j >30j (fct de dose adulte 5 * 10-7 Sv) (artificiel) iode stable (lugol), iodure de K+. Radiotoxicité forte (2)
123I (?G scinti thyroïde, MIBG) + et x digestive++ thyroïde 60j >30j (fct de dose adulte 5 * 10-7 Sv) (artificiel) iode stable (lugol), iodure de K+. Radiotoxicité forte (2)
CESIUM (®baryum) se comporte ion de K+ 137Cs + + (par le baryum) digestive++ muscle 33ans >15j (fct dose 10-8 sv(Bq)) Bleu de Prusse (ferrocyanure ferrique per os).radioactivité modérée (3) classe D, métab ion K+, incorporation->radioact urine spectro g
STRONTIUM (®YTTRIUM 90) 90Sr (b+) + et b- de l’yttrium g de freinage à spectro g car b très énergétiques digestive++, inhalation os++rein, foie, vessie 28ans >200j (équilibre avec yttrium) radioactivité forte (2). Métabolisme calcium
URANIUM 238U + descendants g digestive, inhalation poumon, os 45 10^6 siècles >100j 235U. mesure a sur radiotox urinaire
233U + descendants g digestive, inhalation poumon, os 160 000 ans >100j bicarbonate de sodium
PLUTONIUM 239Pu + minuscule X ou g + digestive, inhalation ++ os, tube digestif, poumon 244 siècles >100ans peut être mesuré par compteur proportionnel. DTPA. radiotox très forte (1)
NEPTUNIUM + 23,5 minutes
POLONIUM +
AMERICIUM +
PLUTONIUM 241PU (b-) + 13,2ans
RUTHENIUM 106Ru (b-) + digestive rein 1an >20j
COBALT 60Co (b-) + + 5ans DTPA. radioactivité forte (2) (artificielle)
FER 59Fe (b-) + + 44j DTPA ou desferroxamine
PHOSPHORE 32P (b-) + 14j
SOUFRE 35S +
CARBONE 14C (b- mou) + 5700ans à l’état naturel dans l’organisme à dose significative
TRITIUM (se comporte comme l’eau) 3H (b- mou) + 12ans artificielle. eau. Dosimétrie photo inutile. radiotox urines ++ 
RADIUM 226Ra + + (par descendants) + 1600ans à l’état naturel dans l’organisme. mesure par radiotox a dans urines + spectro g. radiotox très forte (1)
POTASSIUM 40K (b-) + + et raies X de Argon 1,29 10^9ans à l’état naturel dans l’organisme à dose significative
TECHNITIUM 99mTc (g purs) + 6h radiotox faible (4)
THORIUM 232Th +
INDIUM 192In (b-) + + 74j
THALLIUM + + (capture)

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