dimanche 25 septembre 2016

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Tout ce que la science sait des conséquences des accidents des centrales nucléaires

Le 11 mars 2011, un tremblement de terre frappant la côte est du Japon fit 14 000 morts et endommagea gravement la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Une équipe du service de cancérologie des radiations de l’université de Pennsylvanie publie un article dans le New England Journal of Medicine, faisant le point sur les conséquences d’un tel accident dans le contexte des connaissances médicales existantes.

Dans une centrale nucléaire, le combustible est soi de l’uranium, soit du plutonium qui subit une fission libérant de l’énergie qui en chauffant de l’eau et générant de la vapeur d’eau devra permettre de faire tourner des turbines à vapeur. En plus de la création d’énergie, il y a création de produits de fission radioactifs. La première crainte en cas d’accident est que le cœur du réacteur, c’est à dire la structure contenant le combustible et les produits de fission soit endommagé et laisse échapper des éléments radioactifs dans l’environnement. Une des causes peut être un non fonctionnement du système de refroidissement. Dans ce cas, le cœur du réacteur et le combustibles peuvent se mette à fondre. Une température élevée et une augmentation de la pression peuvent entraîner une explosion. Dans de nombreuses centrales, l’effet du non fonctionnement du système de refroidissement est réduit en gainant le cœur d’un manteau en acier. Il ne faudra pas confondre l’explosion d’une centrale nucléaire avec l’explosion d’une bombe nucléaire, la bombe nécessitant un uranium ou un plutonium enrichi qui n’existe pas dans les centrales nucléaires.

Lors de l’accident nucléaire de Three Mile Island, la structure de confinement a joué son rôle et les émissions ont été réduites. Ce n’était pas le cas de Tchernobyl. Aucune conséquence pour la santé humaine n’a été rencontrée à Three Mile Island tandis qu’à Tchernobyl, 28 décès par exposition aux radiations ont été enregistrés dans les années qui ont suivi l’explosion.

Les expositions aux radiations suite à un accident de réacteur nucléaire sont de 3 types :

Une exposition corporelle totale ou partielle est consécutive à la proximité de la source des radiation, avec contamination superficielle de la peau ou plus profonde atteignant les organes : la gravité de l’irradiation dépendra ensuite du type et de l’énergie de la radiation reçue. Par exemple, les radiations bêta ne traverse les tissus humains que sur une courte distance et peuvent être une cause de contamination cutanée. Les radiations gamma en revanche pénètrent profondément. Au cours de accidents connus, seuls les travailleurs de la centrale et les personnels appelés en secours ont reçu de telles expositions. Ils ne sont pas pour autant radioactifs et ne risquent pas de contaminer un personnel soignant par exemple.

La contamination externe survient quand un produit de fission se fixe sur la peau, l’exposant alors ainsi que les organes sous-jacents à une irradiation. Les populations vivant à proximité d’un réacteur nucléaire qui subirait un accident doivent dans ce cas rester enfermer chez eux afin d’éviter le contact avec des retombées radioactives.

La contamination interne survient lorsque les produits de fission sont ingérés ou inhalés ou pénètrent le corps par des plaies ouvertes. C’est la première cause d’irradiation d’une population vivant à proximité d’un réacteur accidenté. Après Tchernobyl, on estime à 5 millions le nombre de personnes exposées à des radiations du fait de l’ingestion d’aliments  porteurs de produits de fission.

Plusieurs types d’isotopes peuvent être relargués lors d’un accident nucléaire.

Par exemple pour Tchernobyl, 20 isotopes différents ont été répertoriés, ayant des demi-vies allant de 58 heures à 24 000 ans et étant de type bêta ou gamma. Parmi eux, l’iode 131 est une source importante de problèmes sanitaires, non seulement parce qu’elle peut être relarguée en quantité, puis inhalée ou consommée après pénétration de la chaine alimentaire (légumes, fruits, lait de bovins, de chèvres, nappes phréatiques..), mais aussi parce qu’alors, elle s’accumule dans la glande thyroïde émettant des radiations bêtas. Le regarguage d’eau contaminée dans la mer comme cela a été le cas à Fukushima est une nouvelle menace, puisque l’iode peut pénétrer la chaine alimentaire par l’intermédiaire de la consommation de poisson et de crustacés. Néanmoins la contamination se dilue rapidement et la demi vie de l’iode reste brève, d’une durée de 8 jours.

La première conséquence d’une exposition aux radiations, au niveau moléculaire est une atteinte de l’ADN. Cette atteinte peut être réparée par la cellule, peut entrainer la mort cellulaire ou l’apparition de cellules cancéreuses. L’effet dépendra de l’importance de l’exposition (totale ou partielle, interne ou externe), du type de tissu exposé, du type de radiation (bêta ou gamma), de la profondeur de pénétration, de la dose absorbée.  Ce sont en particulier le type et la dose qui est très différents entre un accident nucléaire et une explosion d’une bombe nucléaire.

Une radiation se rapportant à une dose s’exprime en Gray (Gy) pour mesurer la dose absorbée, et en sievert (Sv) pour mesurer la dose effective, qui correspond à la dose absorbée multipliée par les facteurs tenant compte des effets biologiques des différent types de radiations et de la sensibilité de chaque tissu aux radiations. Pour une radiation de haute énergie gamma et une exposition totale du corps, I gray égal 1 Sievert. On reçoit des radiations de manière naturelle : par exemple un voyage en avion de New York à Tokyo nous contamine d’une dose de 0,07 Sv, une radiographie médicale de 0,1 mSv, l’équipage d’un avion enregistre lui 2 mSv sur une année de travail, un IRM 7 mSv, le personnel d’une centrale nucléaire 50 mSv sur un an. Le risque pour la santé est jugé nul tant que la dose reste inférieure à 100 mSv. Suite à Tchernobyl, les habitants vivant dans des zones peu contaminées ont reçu 10 à 20 mSv par an, les habitants évacués, plus de 33 mSv, les habitants vivant dans les zones fortement contaminées plus de 50 mSv et les personnels ayant travaillé au cœur de la centrale accidentée plus de 100 mSv.

Conséquence d’une exposition aux radiations

Une maladie liée aux radiation apparait pour une exposition d’un gray ou plus. Les connaissances scientifiques des conséquences de cette exposition ont été apportées par des registres internationaux répertoriant plus de 800 cas d’expositions accidentelles aux radiations. Cette maladie n’a jamais été rencontrée chez des habitants vivant proche du lieu d’un accident nucléaire. Les 154 cas répertoriés à Tchernobyl étaient tous des personnes travaillant dans la centrale ou des membres des équipes de secours envoyés sur le site même de l’accident. A court terme, les conséquences cliniques sont hématologiques, gastro-intestinales et cutanées. Les 134 de Tchernobyl ayant eu une maladie liée aux radiations ont tous eu une atteinte de leur moelle osseuse (l’endroit ou naissent et grandissent les cellules sanguines), 19 ont eu une dermite généralisée et 15 des complications gastro-intestinales sévères. En effet les cellules hématologiques et les cellules intestinales sont les plus sensibles aux radiations du fait de leur rapidité de multiplication. Les conséquences cutanées sont liées à la pénétration des rayons gammas et des radiations bêtas.

La prise en charge médicale va réaliser d’abord une décontamination externe afin d’éliminer d’éventuels isotopes radioactifs présents sur la peau, puis une décontamination interne. Il faudra ensuite tenter de limiter les symptômes gastro-intestinaux comme les nausées et les vomissements. En cas d’atteinte de la moelle, laissant le patient immunodéprimé, il faudra lutter contre les infections, utiliser des facteurs de croissance des cellules sanguines et parfois proposer une transplantation de moelle. Après Tchernobyl 13 patients ont bénéficié d’une transplantation de moelle mais seulement 2 survécurent. Des corticoïdes sont utilisés sur les lésions cutanées.

Les études menées chez les survivants des explosions nucléaires de Nagasaki et Hiroshima, ont montré que même chez ceux faiblement irradiés, des leucémies et des cancers pouvaient apparaitre. Cependant les radiations liées à une bombe atomique sont très différentes. C’est probablement la raison pour laquelle pour l’instant, les études ayant recherché la survenue de leucémies ou de cancers autres que les cancers thyroïdiens sont restés négatives autour de Tchernobyl. En revanche le risque de cancer de la thyroïde est lui augmenté par l’iode 131 d’un facteur 2 à 5 pour chaque dose de 1 gray reçue par la thyroïde. L’autre condition augmentant le risque de ce cancer est la carence en iode au moment de la contamination : le risque est multiplié par 2 à 3 dans ce cas. Le risque n’a pas été retrouvé chez les enfants in utéro de manière formelle. Dans une zone contaminée, il faut éviter de boire de l’eau provenant d’une source locale ainsi que de manger des fruits et légumes produits localement pendant les 3 mois qui suivent la contamination, le temps de disparition de l’iode 131. La prise d’iode préventivement ou dans les heures qui suivent une exposition. Attendre plus d’un jour est trop tardif et n’apporte plus de bénéfice sanitaire.

Une condition indispensable à une réponse sanitaire rapide et efficace en cas de d’accident lié à un réacteur nucléaire, est la clarté et le niveau d’information transmise aux population.

Source

Short term and long-term health risks of nuclear power plant accidents
John P. Christodouleas, M.D., M.P.H., Robert D. Forrest, C.H.P., Christopher G. Ainsley, Ph.D., Zelig Tochner, M.D., Stephen M. Hahn, M.D., and Eli Glatstein, M.D.
NEJM April 20, 2011

Crédit Photo Wikipédia http://www.hellfirez.de/web/referate/inhalte/Physik_Energie.htm

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