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RISQUE NUCLEAIRE OU RADIOLOGIQUE

RISQUE NUCLEAIRE OU RADIOLOGIQUE. 1-1 : Définitions 1-2 : L'irradiation et la contamination 1-3 : Les effets biologiques des rayonnements ionisants. noyau. cortège électronique. chargé positivement masse atome concentrée dans noyau. entoure le noyau

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RISQUE NUCLEAIRE OU RADIOLOGIQUE

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Presentation Transcript

  1. RISQUE NUCLEAIRE OU RADIOLOGIQUE 1-1 : Définitions 1-2 : L'irradiation et la contamination 1-3 : Les effets biologiques des rayonnements ionisants

  2. noyau cortège électronique chargé positivement masse atome concentrée dans noyau entoure le noyau chargé négativement la charge électrique équilibre celle du noyau (sinon : ionisé)

  3. A Z (N) Représentation symbolique de l’atome nombre de masse A = Z + N nombre de nucléons élément chimique numéro atomique nombre de protons nombre de neutrons

  4. Parmi les éléments chimiques recensés, beaucoup possèdent des isotopes Mais qu’est-ce que des isotopes ? Ce sont des atomes qui sont de même nature chimique, donc possèdent le même nombre de protons Z (ils ont alors les mêmes propriétés chimiques) mais qui diffèrent par leur nombre de neutrons, donc possèdent un nombre de nucléons (masse) différent

  5. 1 2 3 H H H Hydrogène 1 (0) 1 (1) 1 (2) 6 7 Li Li Lithium 3 3 (3) (4) 235 238 U U Uranium 92 (143) 92 (146) Exemples

  6. Cohésion du noyau ? Elle est le résultat de forces antagonistes :  attraction nucléaire très puissante mais de courte portée  répulsion coulombienne  Noyau stable ou alors… radioactif

  7. POURQUOI CERTAINS NOYAUX SONT-ILS RADIOACTIFS ? Trop d’énergie Trop de neutrons Trop de protons RECHERCHE DE L’EQUILIBRE DESINTEGRATION RADIOACTIVE DISPARITION PROGRESSIVE

  8. COMMENT LA RADIOACTIVITE DIMINUE-T-ELLE ? RADIOACTIVITE 16 Avec une période T caractéristique Et un ou des rayonnements caractéristiques 8 « Signature » 4 2 1 TEMPS 4 ans 3 ans 1 an 2 ans

  9. PARCOURS DANS L'AIR DANS L'EAU 5 à 10 cm qq µm a b 1 à qq mm 1 m X g 100 m à 1 km ~10 cm ~10 cm 100 m à 1 km n RADIOACTIVITE GENERATEURS ELECTRIQUES RAYONNEMENTS

  10. L ’ACTIVITÉ Nombre de transformations par unité de temps Unité légale : becquerel (Bq) 1 Bq = 1 désintégration par seconde 1 kBq = 1 000 Bq 1 MBq = 1000 000 Bq 1 GBq = 1 000 000 000 Bq Ancienne unité : curie 1 Ci = 37 milliards de Bq

  11. ÉNERGIE CÉDÉE A LA MATIÈRE Des rayonnements ionisants qui cèdent une énergie de 1 Joule dans 1 kilogramme de matière délivrent une dose de 1 Gray Unité : le Gray 1 Gy = 1 J/kg Ancienne unité : rad 1 Gy = 100 rad DOSE ABSORBÉE : D

  12. o D = D x t o DÉBIT DE DOSE ABSORBÉE : D • ÉNERGIE CÉDÉE A LA MATIÈRE PAR UNITÉ DE TEMPS • Unité légale : le Gray par seconde • pas pratique • On utilise : mGy/h ou Gy/h • o • Si D est constant :

  13. Afin de traduire la nuisance biologique des rayonnements aux faibles doses on a créé cette grandeur H = D x wR wR facteur de pondération des rayonnements , X,  : wR = 1 neutrons : en moyenne wR = 10  : wR = 20 DOSE ÉQUIVALENTE H

  14. DOSE ÉQUIVALENTE H Unité : le Sievert on utilise plutôt le mSv ou le Sv 1 Sv = 1 J/kg (!) Ancienne unité : rem 1 Sv = 100 rem

  15. Toxicité du rayonnement (WR) Absorption d'énergie Générateurs DOSE ABSORBEE D J/kg (erg/g) DOSE EQUIVALENTE H (D . WR) RADIOACTIVITE désintégrations /s Sievert (Sv) (Gy.WR) Gray (Gy) (1 J/kg) Becquerel (Bq) 1 dés/s 1 Ci = 3,7.1010 Bq 1 Gy = 100 rad 1 Sv = 100 rem RAPPEL SUR LES UNITÉS

  16. (Aparté pour resituer les choses…) IRRADIATION NATURELLE COSMIQUE INTERNE ATMOSPHERIQUE TELLURIQUE

  17. VOYAGES AVION CADRANS PEINTURES LUMINESCENTS RETOMBEES SEJOURS ALTITUDE RADIOLOGIE MEDICALE TELEVISION IRRADIATION ARTIFICIELLE (autres que sources naturelles et "professionnelles "

  18. ARTIFICIELLE BILAN DE L'IRRADIATION NATURELLE ET ARTIFICIELLE NATURELLE RADIOLOGIE : 0,7 mSv/an COSMIQUE : 0,3 mSv/an INTERNE 0,25 mSv/an LOISIRS : 0,05 mSv/an TELLURIQUE : 0,4 mSv/an PEINTURES LUMINESCENTES : 0,01 mSv/an RADON : 1,2 mSv/an INDUSTRIE NUCLEAIRE : 0,001 mSv/an 1,9 mSv/an 0,75 mSv/an 3 mSv/an

  19. LES MODES D'IRRADIATION CONTAMINATION CONTAMINATION EXTERNE EXTERNE IRRADIATION IRRADIATION EXTERNE EXTERNE CONTAMINATION CONTAMINATION INTERNE INTERNE

  20. IRRADIATION a EXTERNE g X, , n b CONTAMINATION a EXTERNE X, g b a CONTAMINATION X, INTERNE g b } COUCHE CORNEE ORGANISME PROFOND EPIDERME COUCHE BASALE

  21. IRRADIATION EXTERNE FORTES DOSES FORTS DEBITS DE DOSE • RADIODIAGNOSTIC • IRRADIATION SOLAIRE • GENERATEURS X • SOURCES SCELLEES g (b) (X n ) SOUSTRACTION AU CHAMP PREVENTION : D'IRRADIATION • TEMPS ( Coupure du courant, • DISTANCE mise en sécurité de la source • ECRANS mise à l'abri)

  22. SOUSTRACTION AU CHAMP D'IRRADIATION ( Coupure du courant, mise en sécurité de la source mise à l'abri) • PREVENTION : • TEMPS • DISTANCE • ECRANS IRRADIATION EXTERNE FORTES DOSES FORTS DEBITS DE DOSE • RADIODIAGNOSTIC • IRRADIATION SOLAIRE • GENERATEURS X • SOURCES SCELLEES • (X,g, n (b))

  23. CONFINEMENT • VETEMENTS DE PROTECTION • PROPRETE DES SURFACES DECONTAMINATION EXTERNE RAISONNABLE (lavages non agressifs) CONTAMINATION EXTERNE FORTES DOSES A LA PEAU FORTS DEBITS DE DOSE • SOURCES RADIOACTIVES • NON SCELLEES (X, g, b) • RETOMBEES • AEROSOLS • POUSSIERES DANGER DE CONTAMINATION INTERNE PAR REMISE EN SUSPENSION

  24. PROTECTION VESTIMENTAIRE ET RESPIRATOIRE SOURCES SCELLEES HYGIENE EN ZONE REGLEMENTEE TRAITEMENT DE LA CONTAMINATION EXTERNE TRAITEMENT MEDICAL SPECIFIQUE CONTAMINATION INTERNE FAIBLES DEBITS DE DOSE FORTES DOSES CUMULEES (doses engagées) INHALATION, INGESTION, BLESSURE POUSSIERES AEROSOLS, VAPEURS a,b,g, X

  25. Portes d'entrée Organes de dépôt Ganglions • Os (surface) • Os (volume) • Thyroïde • Foie • Organisme • entier • Peau, • Blessure, • Respiratoire • Digestive Organe d'échange sang Elimination de la fraction transférée Elimination de la fraction non transférée TRANSFERE NON TRANSFERE CONTAMINATION INTERNE Membranes biologiques

  26. Elimination biologique lb Décroissance radioactive lr 50% Disparition effective leff Dose engagée Teff Tb Tr NOTION DE PERIODE EFFECTIVE ET DE DOSE ENGAGEE Activité dans l'organisme 100% leff = lr + lb Temps

  27. REPARATION PAS DE REPARATION REPARATION FIDELE REPARATION FAUTIVE MORT CELLULAIRE ALTERATION VIABLE EFFETS OBLIGATOIRES PAS D'EFFET EFFETS ALEATOIRES SOMATIQUES GENETIQUES EFFETS SUR L'ORGANISME RADIOPATHOLOGIE 4 GRANDS TYPES D'OBSERVATIONS • HIROSHIMA, NAGASAKI • POPULATIONS PARTICULIERES • ACCIDENTS • EXPERIMENTATION ANIMALE IRRADIATION LESION ADN

  28. EFFETS OBLIGATOIRES EFFETS ALEATOIRES OU DETERMINISTES OU NON DETERMINISTES OU NON STOCHASTIQUES OU STOCHASTIQUES SURVIE DE CELLULES LESEES MORT CELLULAIRE PAS DE SEUIL RECONNU à SEUIL à GENERALEMENT IRREVERSIBLES à CARACTERE OBLIGATOIRE à GRAVITE NON PROPORTIONNELLE à GENERALEMENT REVERSIBLES à A LA DOSE PROPORTIONNELS A LA DOSE à FREQUENCE PROPORTIONNELLE à A LA DOSE CARACTERISTIQUES à NON CARACTERISTIQUES à PRECOCES OU MOYEN TERME à TARDIFS à SYNDROME D'IRRADIATION • CANCERS • GLOBALE AIGUE • EFFETS GENETIQUES • BRULURES RADIOLOGIQUES

  29. L ’IRRADIATION GLOBALE AIGUË SYNDROME NERVEUX CENTRAL SYNDROME INTESTINAL SYNDROME HEMATOPOIETIQUE

  30. PHASE DE LATENCE (Phase de rémission) APPARENTE ( pour D < 10 Gy) DOSE AUGMENTE, PHASE :  PLUS COURTE  PLUS TARDIVE  MAUVAISE QUALITE PHASE INITIALE • SEUIL : 0,7 GY • SIGNES GENERAUX • (neurovégétatifs, digestifs) • DOSE AUGMENTE, PHASE :  PLUS PRECOCE  PLUS FORTE  PLUS LONGUE PHENOMENES PEU PRECIS RESSEMBLANCE AVEC PHENOMENES PSYCHOLOGIQUES CEPENDANT DOSIMETRIE CLINIQUE POSSIBLE

  31. PHASE D'ETAT D > 10-15 Gy SYNDROME NERVEUX CENTRAL PERENNISATION ET AGGRAVATION DE LA PHASE INITIALE :  PAS DE REMISSION  TROUBLES NERVEUX AVANT COMA  MORT RAPIDE D > 6 Gy D > 1 Gy SYNDROME HEMATOLOGIQUE SYNDROME INTESTINAL ZONE DE LA DL 50 EXPRESSION EN QUELQUES JOURS DE LA PERTE DES CELLULES DE LA MUQUEUSE INTESTINALE :  ANOREXIE, DIARRHEES  INFECTIONS  DESHYDRATATION  HEMORRAGIESDIGESTIVES  OCCLUSIONS, PERFORATIONS... EXPRESSION EN 3 SEMAINES D'UNE APLASIE MEDULLAIRE :  TROUBLES INFECTIEUX  TROUBLES DE LA COGULATION  ANEMIE  LES LYMPHOCYTES ONT DISPARU

  32. Liés à une irradiation très forte à fort débit homogène Peu vraisemblable en cas de contamination interne ou externe Accident de TOKAÏ MURA (Japon) Effet contrôlé recherché en radiothérapie avant greffe de moelle osseuse

  33. IRRADIATION LOCALISÉE Exposition de la peau à fort débit de dose 5 Gy < D > 10 Gy : Érythème (coup de soleil) 10 Gy < D > 20 Gy : Radiodermite 25 Gy < D : Radionécrose à faible débit de dose D > 20 Gy : modifications esthétiques • Signes cutanés plus précoces et plus • sévères pour des doses plus élevées • Évolution longue : mois

  34. EXEMPLE D'IRRADIATION AIGUË ACCIDENTELLE PERTE DE SOURCE DE GAMMAGRAPHIE Yanango (Pérou) 20 février 1999 Radiographie sur la tuyauterie d ’une usine hydroélectrique : vérification des soudures Source 192Ir 1370 GBq (40 Ci) contact 6 heures 20 février 1999

  35. Les doses calculées en GRAY par les médecins péruviens ont donné les résultats suivants : peau (1cm) : 10000 tissus mous (2 cm) : 2500 tissus mous (5 cm) : 400 fémur et artère fémorale (7 cm) : 140 gonades (18 cm) : 23 rectum (20 cm) : 18

  36. Traitements médicaux entamés le lendemain traitement au Pérou de février jusqu ’au 28 mai traitement à l ’hôpital Percy jusqu ’au 17 octobre Décès du patient fin année 2001 LE CHOC DES PHOTOS ÂMES SENSIBLES S ’ABSTENIR ça n ’est pas une plaisanterie

  37. J10 J + 37 J +10 J + 18 PERTE DE SOURCE DE GAMMAGRAPHIE J + 4 DOSE EN PROFONDEUR ESTIMEE A 30 - 40 Gy (g)

  38. ÉTUDES ÉPIDÉMIOLOGIQUES avec leurs limitations Expérimentation animale et cellulaire EFFETS STOCHASTIQUES CANCÉRISATION PAS DE SEUIL RECONNU CARACTERE ALEATOIRE GRAVITE INDEPENDANTE DE LA DOSE FREQUENCE PROPORTIONNELLE A LA DOSE INCONTESTABLES PEU FRÉQUENTS DIFFICILES A DÉTECTER NON CARACTERISTIQUES TARDIFS

  39. TCHERNOBYL (Thyroïde) 1800 CANCERS DE LA THYROIDE (cumulés) • INCIDENCE NATURELLE : 0,04/100 000 • INCIDENCE OBSERVEE : BELARUS : 3,4 / 100 000 GOMEL : 9,5 / 100 000 Contamination interne STABILISATION ACTUELLE DU BILAN EXEMPLES Irradiation externe HIROSHIMA NAGASAKI Pour 40 000 personnes Cas attendus Cas observés Excès 1950-1987 (témoins) Leucémies 156 231 75 Cancers solides 8100 8600 500 575

  40. EFFETS REDOUTÉS DANS TOUTES LES CIRCONSTANCES Possibles même à faible dose Conditions normales de travail accidents d'irradiation accidents de contamination Aucune observation < 100 mSv Occurrence restant faible

  41. EFFETS TÉRATOGÈNES Sensibilité particulière 8ème à 16ème semaine D > 500 mGy Retards mentaux, malformations cérébrales EFFETS GÉNÉTIQUES Aucune observation objective chez l'homme

  42. Les grands facteurs de risques

  43. LE CYCLE DU COMBUSTIBLE

  44. SCHÉMA DE FONCTIONNEMENTD’UN RÉACTEUR À EAU SOUS PRESSION

  45. RÉACTEURS À EAU SOUS PRESSIONLES 3 BARRIÈRES

  46. TRANSPORT DES MATIÈRES RADIOACTIVESTransports associés au cycle du combustible en France Concentré d'uranium naturel Nitrate d'uranyle UF4 UF6 Combustibles UO2 PuO2 Combustibles MOX neufs Combustibles irradiés Déchets Transformation Conversion Enrichissement Fabrication Retraitement Stockage de surface,déchets FA/MA

  47. SOURCES DE GAMMAGRAPHIE INDUSTRIELLE

  48. ACCIDENTS NUCLÉAIRES OU RADIOLOGIQUES • Probabilité d ’un événement ? • pas de risque zéro • responsabilité humaine +++ • contexte du 11 septembre 01

  49. NUCLÉAIRE OU RADIOLOGIQUE ? NUCLÉAIRE Met en jeu l'énergie nucléaire (fission, fusion) • ARME NUCLÉAIRE (fission, fusion explosives) • RÉACTEUR NUCLÉAIRE (production, recherche…) • (fission contrôlée) • MÉDECINE NUCLÉAIRE (abus de langage) • Utilise la radioactivité

  50. NUCLÉAIRE OU RADIOLOGIQUE ? RADIOLOGIQUE Met en jeu des rayonnements ionisants (a, b, g, X, neutrons) TOUTES ORIGINES : • NUCLÉAIRE • RADIOACTIVE • GÉNÉRATEURS ÉLECTRIQUES

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