La fission nucléaire
En quoi la découverte du noyau atomique est-elle une avancée scientifique
et quelles sont ses conséquences sur l'Homme ?
Dans cette troisième partie, nous étudierons la radioactivité et ses conséquences sur l’homme. Nous verrons tout d’abord l’histoire de la radioactivité, puis dans un second temps les différents types de radioactivité et le transfert de celle-ci à l’homme. Enfin, nous expliquerons les effets de ce phénomène physique sur l’être humain (au niveau biologique et moléculaire).
Sommaire de la partie III
I. Histoire de la radioactivité
- A. La découverte de la radioactivité
- B. Les différents types de désintégration
- C. Loi de désintégration radioactive
- A. Lieu de la radioactivité naturelle
- B. Transfert du noyau radioactif
- C. Exposition de la population
- A. Les différentes iradiations
- B. Effets biologiques
- C. Effets au niveau de l'ADN
II. Lieu et transmission de la radioactivité
Il existe deux types de radioactivité : naturelle ou artificielle. On parle de radioactivité naturelle pour désigner la radioactivité due à des sources non produites par les activités humaines, comme celle issue du rayonnement cosmique. Au contraire, on parle de radioactivité artificielle pour désigner la radioactivité due à des sources produites par les activités humaines comme la production artificielle de rayonnement gamma (dans un accélérateur de particules par exemple) ou de rayons X (radiographie). Dans cette partie, nous n’étudierons que la radioactivité naturelle.
A. Lieu de la radioactivité naturelle
La radioactivité naturelle provient essentiellement du radon et des rayons cosmiques :
- la principale source de radioactivité naturelle est un gaz rare, le radon (Z=86) issu de la chaîne de désintégrations de l'uranium. Ceci lui permet de passer dans l'atmosphère, à la surface d'une roche qui contient un peu d'uranium comme du granit. S'échappant des sous-sols volcaniques et granitiques ainsi que de certains matériaux de construction, il est présent partout à la surface de la terre.
- la Terre est en permanence soumise à un flux de particules primaires de haute énergie en provenance essentiellement de l'espace et du soleil : les rayons cosmiques. Même si le champ magnétique terrestre dévie la majeure partie de ceux approchant la Terre et que l’atmosphère absorbe une partie de ces particules, une fraction de celle-ci atteint le sol. Ce rayonnement entraine la production de particules ionisantes (neutrons, électrons, alpha, ions ...) et est à l'origine de la production d’éléments tels que le carbone 14 et le tritium.
Par exemple, les arbres sont radioactifs à cause notamment du carbone 14. L’être humain, lui aussi, en possède dans les différents tissus du corps. Le potassium 40, élément radioactif, est quant à lui présent dans les os.
B. Effets biologiques
Le schéma ci-dessous représente les différents liens qui existent entre les éléments de la biosphère et l’homme. Ainsi, nous pouvons remarquer, par exemple, que si un sol est contaminé par un élément radioactif, celui-ci va se transmettre à l’eau souterraine puis aux cultures et enfin à l’homme.
C. Exposition de la population
La population est soumise à différentes expositions radioactives :
> les irradiations médicales sont principalement des radiographies médicales et dentaires qui provoquent une irradiation externe proche de 1 millisievert par an(unité permettant de mesurer les effets biologiques des rayonnements radioactifs).
> le radon constitue une exposition permanente dont la dose est de 1 millisievert par an.
> les éléments radioactifs contenus dans le sol (uranium, thorium ou potassium) provoquent en moyenne pour chacun de nous en France une irradiation d’environ 0,35 millisievert par an.
> les rayonnements cosmiques se traduisent, pour tous ceux qui vivent à une altitude voisine du niveau de la mer, par une irradiation moyenne d’environ 0,30 millisievert par an.
> l’eau et les aliments que nous consommons représentent une irradiation de 0,25 millisievert par an.
> les activités industrielles nucléaires exposent chaque homme en moyenne à 0,002 millisievert par an.
Au total, l'exposition moyenne en France est voisine de 2 mSv/an, mais elle peut atteindre des valeurs nettement supérieures localement (5 à 10 fois plus). Dans certaines régions du monde, on observe jusqu'à 100 fois plus (200 mSv/an).