Protection radiologique... indispensable

2002/09/01 Orobengoa, Olatz - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa | Lasa Iglesias, Aitziber - STEAM Hezkuntza arloko arduraduna Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Radiations ionisantes

Les radiations électromagnétiques sont classées en deux grands groupes: radiations non ionisantes et radiations ionisantes. La limite entre les deux est un certain niveau d'énergie. Les radiations non ionisantes ont un niveau énergétique plus bas et sont le rayonnement visible, les rayons infrarouges, les micro-ondes et les ondes radio. Les radiations ionisantes, quant à elles, ont un niveau énergétique plus élevé et peuvent être des particules atomiques (radiations de particules alpha et bêta) ou électromagnétiques (rayons ultraviolets, rayons X et rayons gamma).

On sait aujourd'hui que les radiations non ionisantes réchauffent les tissus du corps, mais on n'a pas pu démontrer qu'elles causent d'autres effets potentiellement nocifs pour la santé. Les radiations ionisantes peuvent traverser la matière et provoquer des altérations atomiques.

Étant donné que les atomes sont des composants de base des tissus, les changements des atomes peuvent causer divers dommages aux tissus. Il est vrai que les tissus ont la capacité d'auto-protection (par exemple la mélanine que nous avons pour se protéger des rayons solaires), mais cette protection est seulement d'une certaine ampleur; à partir de là peuvent se produire des dommages somatiques (lorsque le récepteur de rayonnement souffre de la maladie) ou des dommages génétiques (lorsque des mutations dans les gènes et sont affectés aux suivants).

Applications

Les principales causes des rayons cosmiques qui arrivent sur Terre sont le Soleil et le centre de la galaxie.

Les utilisations des radiations ionisantes sont très variées : radiographies, traitement contre le cancer, mesure d'épaisseur, densité ou humidité des matériaux, détection du feu, stérilisation des équipements médicaux, élimination des parasites, irradiation des aliments, fertilisation des sols, étude des couches dans des prospections géologiques ou des datations archéologiques, entre autres.

Les rayons X ou les rayons gamma sont connus parmi les usages médicaux, mais de nombreuses techniques nucléaires sont utilisées dans les hôpitaux. Les composés chimiques mélangés avec des éléments radioactifs à faible activité, par exemple, sont habituellement utilisés à des fins diagnostiques : une fois injecté l’isotope marqueur dans le corps, grâce au rayonnement qu’il émet, les médecins inspectent le mouvement de l’isotope dans l’organe qu’ils souhaitent étudier, pour savoir si son fonctionnement est correct.

Pour éviter la fuite des radiations des rideaux de plomb sont utilisés.

Selon l'épaisseur, la densité ou la composition des tissus du corps, l'absorption des radiations ionisantes à mesure que vous traversez le corps est différente. Par exemple, le calcium présent dans les os a une masse atomique plus grande que l'hydrogène de l'eau des tissus. Cette différence fait que lorsque les rayons X traversent notre corps, ils sont éliminés de manière plus accusée dans les os et donc l’ombre des os est plus claire sur l’image des rayons X. Même lorsque l’organe qui traverse le rayonnement est plus épais, son ‘ombre’ se distingue mieux. Par conséquent, dans les radiographies, les ‘ombres’ nous donnent des informations sur la structure interne, les ‘ombres’ qui, une fois que le rayonnement a traversé notre corps, forment des os ou d’autres organes.

Dommages biologiques des radiations

Les radiations ionisantes quand elles atteignent les cellules des êtres vivants produisent des effets génétiques ou somatiques nocifs. Dans le cas des dommages somatiques, la maladie est subie par le récepteur lui-même du rayonnement; dans le cas des dommages génétiques, les mutations se produisent dans les gènes et les maladies se produisent chez les descendants. L'ampleur de l'effet dépend du type de cellule rayonnée, de la dose absorbée, du temps d'exposition, de l'énergie du rayonnement et de la capacité de pénétration.

Le rayonnement absorbé par les opérateurs est mesuré par des diamètres.

Le rayonnement Alpha est peu pénétrant. Le rayonnement bêta, comme l'alpha, ionise le milieu traversant, mais est beaucoup plus pénétrant que lui. Les rayons X, quant à eux, sont très pénétrants et peuvent causer de graves dommages à l'organisme (destruction de tissus, brûlures de peau, dommages à l'ADN, etc.). ). Et enfin, les rayons gamma sont les radiations les plus pénétrantes et donc les plus dangereuses.

Les effets biologiques produits par les radiations sont mesurés par dose équivalente et leur unité est le sievert (SI). Si les doses reçues sont élevées, les dommages peuvent être immédiats. À faible dose, les dommages peuvent apparaître à plus long terme.

Des blindages sont utilisés pour se protéger des sources de rayonnement.

Il existe deux types d'effets : stochastiques et non stochastiques. Dans certains cas, les dommages qui peuvent causer le rayonnement augmente avec la dose, est le cas des effets stochastiques. Supposons que nous jouions à la loterie (‘prix’: cancer, maladie héréditaire…); il est clair que la probabilité d’obtenir le billet gagnant de loterie (dommages) augmente à mesure que nous achetons les billets (doses) et que nous avons la possibilité de gagner depuis le premier billet que nous achetons. Au contraire, s'il y a une dose de seuil, c'est-à-dire s'il n'y a pas de dommages jusqu'à ce que vous atteignez cette dose de seuil, et à partir de cette dose de seuil, si la dose augmente, les dommages peuvent également augmenter, nous parlons d'effets non stochastiques.

En suivant l'exemple de la loterie, dans ce cas, aucun billet de loterie n'est acheté depuis le début. Limiter les effets non stochastiques est très simple, car cette dose de seuil sera la limite. La limitation des effets stochastiques passe par la statistique. Il existe un risque mesuré statistiquement pour tous les emplois. Ces données sont connues. Pour limiter le risque des emplois liés aux radiations, la moyenne du reste a été faite. Ils ont été basés sur des études statistiques menées dans les populations d'Hiroshima et de Nagasaki pour relier ce risque à un certain niveau de rayonnement.

ICRP ( International Commission on Radiological Protection ) est une équipe internationale de spécialistes de la protection radiologique qui publie des recommandations que les États adaptent à leurs réglementations.

De cette façon, le niveau maximum de rayonnement que peut recevoir une personne a été limité. Cependant, ces niveaux sont généralement beaucoup plus bas (les limites et les niveaux réellement perçus). Cependant, il n'y a aucune preuve que des dommages à faible dose peuvent se produire.

Nouvelle réglementation de protection contre les rayonnements ionisants

La réglementation sur la protection radiologique repose sur trois principes : justification, optimisation et limitation. Le principe de justification stipule que le bénéfice obtenu des radiations ionisantes est la seule cause d'exposition à celles-ci. Le deuxième, le principe d'optimisation, prévoit que les doses doivent être aussi faibles que possible, également appelé le principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Et, selon le tiers, les doses doivent être limitées et ces limites sont matérialisées dans les règlements.

Pour le développement normatif en la matière, les États suivent les recommandations internationales publiées par l'ICRP ( International Commission on Radiological Protection ). ICRP est un groupe de travail international réunissant des spécialistes de la protection radiologique, publiant des recommandations et les États adaptent ces recommandations à leurs réglementations.

ICRP recommandera également de réglementer la protection de l'environnement.

La réglementation qui vient d'être sortie est basée sur les recommandations publiées par l'ICRP en 1991. La nouvelle réglementation a permis une plus grande limitation des doses, l'élaboration de modèles métaboliques plus réalistes pour le calcul des doses internes et l'introduction de la radioactivité naturelle. Mais il y a une marge d'amélioration, et sans oublier la limite de la dose collective, les experts ont souligné la nécessité de différencier davantage les doses individuelles. En ce qui concerne le grand public, il a été recommandé non seulement la simplification mais aussi la différenciation, et que la protection de l'environnement devrait être intégrée dans la réglementation. Il semble que l'ICRP publiera de nouvelles recommandations pour 2005.

Dans les rayons X, les ombres nous fournissent des informations sur la structure interne, qui dépend de l’épaisseur ou de la composition des tissus.

Que sont les radiations ionisantes ?

Les radiations électromagnétiques sont classées en deux grands groupes: radiations non ionisantes et radiations ionisantes. La limite entre les deux est un certain niveau d'énergie. Les radiations non ionisantes sont le rayonnement visible, les rayons infrarouges, les micro-ondes et les ondes radio. Les radiations ionisantes, quant à elles, ont la capacité de traverser la matière et d'ioniser les atomes neutres (en perdant l'équilibre électrique), pouvant être aussi bien des particules atomiques (radiations de particules alpha et bêta) qu'électromagnétiques (rayons ultraviolets, rayons X et rayons gamma).

Les radiations alpha et bêta sont transmises par la désintégration de substances radioactives et la libération de rayonnement bêta dans la fission nucléaire. Le rayonnement Alpha se compose de noyaux d'hélium avec deux neutrons et deux protons, tandis que le rayonnement bêta est formé d'électrons. En médecine, le rayonnement bêta est utilisé dans les traitements de radiothérapie contre le cancer.

Un autre rayonnement de particules important sont les rayons cosmiques. C'est un rayonnement composé de particules de grande énergie qui se développent dans l'espace, principalement des protons et des noyaux d'hélium. À la chute de l'atmosphère terrestre, elle se transforme en un rayonnement composé de particules élémentaires et de rayons gamma. Les principales causes des rayons cosmiques qui arrivent sur Terre sont le Soleil et le centre de la galaxie.

Les rayons X sont émis quand un électron des orbitales internes de l'atome sort de l'atome (il émet les électrons des couches externes qui vont remplir la cavité intérieure). Ils sont formés dans des tubes à vide (tubes à rayons X) et sont principalement utilisés pour la réalisation de radiographies (en médecine, industrie, encore).

Quelques techniques d'ionisation utilisées en médecine.

Les rayons gamma forment un rayonnement électromagnétique de moindre longueur d'onde et donc de plus grande énergie. Comme les radiations alpha et bêta, ils sont émis par désintégration des matériaux radioactifs et fission des matériaux fissibles. Son utilisation principale est la médecine, la gammagrafie et la radiothérapie. Le rayonnement gamma à haute fréquence est une petite partie des rayons cosmiques qui arrivent sur Terre par des supernovae ou d'autres galaxies.

Influence des radiations ionisantes dans la vie

Les radiations ionisantes provoquent des changements dans les tissus vivants qui peuvent endommager ou même tuer les cellules. Si l'exposition est suffisamment élevée et est donc affectée à un grand nombre de cellules, l'effet peut venir de la combustion de la peau à produire des effets plus nocifs et/ou nuisibles. L'exposition aux radiations augmente également le risque de développer un cancer.

Et autour de nous, quoi ? Actuellement, dans la Communauté Autonome du Pays Basque, il existe 110 installations génératrices de radiations ionisantes. Parmi elles figurent les installations pour la médecine (radiothérapie, médecine nucléaire et cobaltothérapie), l'industrie (notamment dans les entreprises sidérurgiques et métallurgiques) et les laboratoires universitaires de recherche et d'éducation. Selon l'accord signé en avril entre le Gouvernement basque et le CSN (Conseil de Sécurité Nucléaire), le Gouvernement de Vitoria-Gasteiz est responsable de l'inspection, évaluation, contrôle et transport des matériaux et de la surveillance radiologique de l'environnement. Pour plus d'informations sur ce sujet, vous pouvez consulter le site www.euskadi.net/vigilanciaradio.

Geoffrey Webb: “Dans la réglementation, il faudra différencier davantage les limites des doses et tenir compte de l’environnement”

Quelles sont les principales sources de rayonnement existantes aujourd'hui et où sont-ils générés?

La première chose à préciser est que les gens ne se rendent pas compte que nous vivons dans un monde radioactif, et la plupart sont des radiations cosmiques et provenant des roches sous nos pieds. Par exemple, l'uranium que nous avons tant entendu provient du sous-sol.

Nous vivons naturellement dans un lieu plein de radiations. L'homme, avec ses œuvres radiologiques, ajoute un supplément à ces doses naturelles. Nous, de notre association, essayons de garder ces doses supplémentaires sous contrôle.

Par conséquent, nous pouvons dire qu'il existe deux types de radiations: celles naturelles et celles produites par des êtres humains.

C'est vrai. La source la plus importante de ces radiations extras produites par l'être humain sont les rayons X hospitaliers, source de rayonnement d'utilisation mondiale. Elle est la principale source de radiations dans les pays développés, bien supérieure à celle résultant des centrales nucléaires.

Comment se protéger de ces radiations ? Quelles mesures devraient être prises?

Geoffrey Webb, Président de l'IRPA ( International Radiation Protection Association ). (Photo: A. Lasa Iglesias).

Il faut d'abord mesurer le rayonnement, puis établir des lois.

Dans le cas du médicament, des doses sont fixées pour chaque type de traitement et de diagnostic. Autrement dit, le rayonnement appliqué dans chaque traitement ne dépasse pas une quantité.

Il n'est pas possible d'établir une dose fixe, car la dose nécessaire en fonction des caractéristiques de chaque personne peut être très variable. Nous essayons d'établir des quantités qui servent de référence pour chaque traitement.

Le contraire se produit avec la force nucléaire. Dans ce cas, nous établissons des limites : une personne travaillant dans une centrale nucléaire ne peut pas dépasser la limite de rayonnement que nous établissons annuellement.

Et enfin, il y a des gens qui sont en dehors des centrales nucléaires, que nous appelons public. Pour eux, nous fixons également des limites des quantités de rayonnement qu'ils peuvent recevoir annuellement. Inutile de dire, les limites fixées pour le public sont beaucoup plus faibles par rapport aux personnes qui travaillent dans les centrales.

Pour définir ces limites, nous prenons toujours en compte le principe ALARA. ALAR signifie: ‘As Low As Reasonably Achiveable’. Autrement dit, si une personne, pour son travail ou pour des problèmes de santé, doit subir les radiations, elle recevra la quantité minimale de rayonnement nécessaire pour obtenir un résultat approprié.

Vous êtes maintenant président de l'IRPA. Quelle est votre fonction principale ?

En bref, analyser les dommages biologiques du rayonnement.

Il y a un danger dans tout ce que fait l'être humain, rien n'est inexorable, c'est pourquoi nous essayons d'identifier tous les risques possibles. Ensuite, nous essayons d'établir des limites d'émission de rayonnement compatibles avec le travail. Une fois cela fait, ils s'adressent aux gouvernements des pays et on leur donne ces conseils pour qu'ils légifèrent pour qu'ils se réalisent.

Nous pourrions donc résumer que notre association travaille directement avec des professionnels des pays pour développer la réglementation réglementaire de chaque pays.

Pensez-vous que les pays respectent ces limitations que vous avez établies?

En Europe et en Amérique du Nord oui. Pays avec législation et normes très strictes. Mais dans les pays en développement, l'Afrique, l'Amérique du Sud et certains endroits en Asie sont beaucoup plus difficiles.

Avec les États de l'Union soviétique, quelque chose de spécial se passe: ils ont leurs législations, mais ils sont devenus obsolètes. Jusqu'à récemment, j'ai travaillé avec des scientifiques d'Estonie, de Lettonie et de Lituanie pour créer de nouvelles législations.

Cette année, la nouvelle réglementation de protection contre les radiations ionisantes a été mise en place. D'où vont aller les recommandations suivantes ? Que faut-il améliorer ?

D'une part, lors de la délimitation des doses, il faut aller à la différenciation, c'est-à-dire voir et analyser chaque cas individuellement. Par exemple, ce n'est pas la même chose, dans le cas du traitement par rayons X, de faire radiographier une personne épaisse ou un enfant. Le premier a besoin d'un plus grand nombre de radiations pour obtenir le même résultat. Les doses doivent être adaptées dans chaque cas.

D'autre part, il est nécessaire d'intégrer la protection radiologique de l'environnement dans les réglementations, comme on l'étudie.