Effets sur la santé
Effets biologiques d’une exposition
Le transfert d’énergie des rayonnements ionisants à la matière vivante est responsable des effets biologiques de ces rayonnements. Cette ionisation affecte les cellules des tissus ou des organes exposés, de sorte que les processus biologiques des cellules sont perturbés. Cela peut conduire à :
- la modification des propriétés chimiques des molécules (radiolyse). Les constituants de la cellule ne peuvent plus alors jouer leur rôle ;
- l’altération de l’ADN, qui a un rôle de « chef d’orchestre » dans la vie cellulaire.
Ces lésions de l’ADN sont de plusieurs types, essentiellement des cassures simple-brin et double-brin.
Un système de réparation enzymatique dans la cellule permet de réparer rapidement les cassures simple-brin. Dans d’autres cas, la réparation peut être incomplète ou fautive, ce qui peut entraîner ou favoriser le développement d’un cancer.
Ces lésions d’ADN, mal réparées, peuvent, dans certains cas, empêcher la reproduction cellulaire ou entraîner la mort de la cellule. Cette mortalité cellulaire est liée à l’importance de l’irradiation : le nombre de cellules tuées est directement proportionnel à la dose reçue par la matière vivante.
La nature et l’importance des lésions cellulaires, pour une même dose d’exposition, dépendent des facteurs suivants :
- mode d’exposition (externe ou interne) ;
- nature des rayonnements ;
- débit de la dose reçue (une même dose reçue en peu de temps est plus nocive que si elle est étalée dans le temps) ;
- certains facteurs chimiques ou physiques influant sur la sensibilité cellulaire (température, présence de certaines substances chimiques comme l’oxygène) ;
- type des cellules exposées : les cellules qui ont un potentiel de multiplication important (dites « souches », telles les cellules de la moelle osseuse) sont d’autant plus « radiosensibles ».
Conséquences d’une exposition sur la santé
Les effets sur l’organisme des rayonnements sont de deux types :
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les effets à court terme, dits déterministes, liés directement aux lésions cellulaires et pour lesquels un seuil d’apparition a été défini. Ils se manifestent de quelques heures à quelques jours après l'exposition ;
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les effets à long terme et aléatoires (ou stochastiques) : cancers et anomalies génétiques. Ils se manifestent de quelques mois à quelques années après l’exposition.
Les effets déterministes, pour une exposition à des rayonnements gamma ou X, apparaissent à partir d’une dose d’irradiation de 0,15 gray (Gy). En revanche, il n’a pas été possible de mettre en évidence l’existence d’un seuil pour les effets aléatoires. Ces derniers sont donc considérés comme sans seuil.
Effets déterministes
A partir d’un certain seuil d’irradiation, apparaissent des effets pathologiques directement liés aux lésions cellulaires. On distingue les effets liés à une irradiation partielle ou globale.
Les tissus les plus radiosensibles sont les cellules de l’appareil digestif, des organes reproducteurs, de la moelle osseuse (formation des cellules sanguines ), le cristallin, la peau. Une irradiation cutanée localisée peut entraîner par exemple, selon les doses, un érythème, une ulcération ou une nécrose.
En cas d’irradiation globale du corps humain, le pronostic vital est lié à l’importance de l’atteinte des tissus (moelle osseuse, tube digestif, système nerveux central). Pour des rayonnements gamma ou X, à partir de 4,5 Gy, la moitié des accidents par irradiation, en l’absence de traitement, sont mortels.
Effets déterministes décrits pour des expositions à des rayonnements gamma ou X |
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Effets déterministes recensés |
Dose d’irradiation |
Diminution temporaire des spermatozoïdes |
à partir de 0,15 Gy |
Diminution temporaire des leucocytes (globules blancs) |
à partir de 1 Gy |
Atteinte oculaire : opacités du cristallin |
à partir de 0,5 Gy |
Nausée, asthénie |
de 1 à 2 Gy |
Stérilité féminine |
à partir de 2,5 Gy |
Lésions cutanées |
à partir de 1 Gy |
Stérilité masculine définitive |
5 Gy |
Aplasie |
à partir de 4,5 Gy |
Atteinte gastro-intestinale |
4-6 Gy |
Coma, mort cérébrale |
au-delà de 15 Gy |
Effets aléatoires (ou stochastiques)
Ces effets peuvent survenir de façon aléatoire au sein d’une population ayant subi une exposition identique et sans qu’un seuil ait pu être vraiment défini. Ce sont les cancers et les anomalies génétiques (mutations).
Les facteurs de développement d’un cancer ne sont pas toujours faciles à mettre en évidence.
Les études épidémiologiques portant sur des enfants traités par radiothérapie ont mis en évidence une augmentation de risque de cancer thyroïdien à partir d’une dose équivalente de 100 milliSieverts (mSv) (la thyroïde de l’enfant est très radiosensible).
La surveillance des populations d’Hiroshima confirme une augmentation de risque de cancer à partir d’une dose d’exposition estimée de l’ordre de 100 mSv.
Par prudence, on considère que toute dose, aussi faible soit-elle, peut entraîner un risque accru de cancer. C’est l’hypothèse « d’absence de seuil ».
Le délai de survenue d’un cancer se compte en années.
En ce qui concerne les mutations génétiques après irradiation, elles n’ont été mises en évidence qu’expérimentalement, sur la mouche et la souris. Les études épidémiologiques n’ont pas permis de mettre en évidence de manière certaine une augmentation des effets génétiques dans la descendance des populations humaines irradiées.
Aucune étude épidémiologique n’a permis de mettre en évidence une augmentation significative de la fréquence des cancers ou des maladies héréditaires chez les personnes exposées à une irradiation naturelle élevée.
Cas particulier : exposition du fœtus
Exposition aux rayonnements ionisants de l’embryon ou du fœtus : état des connaissances
La sensibilité de l’embryon et du fœtus existe durant toute la période de grossesse, à des degrés très variables. On admet généralement que le risque est négligeable pour une dose inférieure ou égale à 100 milliSievert (mSv). Les travaux récents confirment que le dommage principal est le retard mental.
Pour une dose au-delà de 100 mSv, il est conseillé de consulter un médecin spécialiste.
Ces niveaux de dose peuvent être mis en perspective avec le niveau de 1 mSv, limite d’exposition de l’enfant à naître, de la déclaration de grossesse à l’accouchement, imposée par la réglementation.
Maladies professionnelles
Les affections provoquées par les expositions professionnelles aux rayonnements ionisants sont couvertes par les tableaux des maladies professionnelles n° 6 (régime général de la Sécurité sociale) et n° 20 (régime agricole).
Pour en savoir plus
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Ressources INRS
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Brochure 05/2013 | ED 4440
Retrait des détecteurs de fumée à chambre d'ionisation (DFCI)
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Brochure 12/2013 | ED 4441
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Brochure 06/2014 | ED 4442
Équipements de contrôle qualité par rayons X dans l'industrie
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Brochure 02/2006 | ED 958
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Article de revue 09/2013 | TM 28
Recherche documentaire sur les risques liés aux rayonnements ionisants
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Article de revue 06/2014 | NT 13
Rôle et missions de la personne compétente en radioprotection (PCR)
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Liens utiles
Sites d’organismes français
- Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN)
- Autorité de sûreté nucléaire (ASN)
- Légifrance
- Société française de radioprotection (SFRP)
- Retours d'expériences sur les incidents radiologiques (RELIR)
Sites d’organismes internationaux
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Autres références bibliographiques
- Exposition professionnelle aux rayonnements ionisants en France. Bilan 2012». Rapport PRP-HOM / 2013-008. Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), 2012, 104 p.
Rapport téléchargeable sur le site de l'IRSN : www.siseri.irsn.fr - DELACROIX D., GUERRE J.P., LEBLANC P. « Guide pratique. Radionucléides et radioprotection. Manuel pour la manipulation de substances radioactives dans les laboratoires de faible et moyenne activité ». 4e édition mise à jour. EDP Sciences, 2004, 262 p. Edité en collaboration avec le Commissariat à l’énergie atomique (CEA), la Société française de radioprotection (SFRP) et la revue Radioprotection.
- GAMBINI D.J., GRANIER R., BOISSIERE G. « Manuel pratique de radioprotection ». 3e édition. Technique et documentation Lavoisier, 2007, 666 p.
- « Symboles graphiques et pictogrammes. Couleurs et signaux de sécurité ». Norme française homologuée. NF X08-003. Association française de normalisation (AFNOR), 1994 (erratum de mars 1995), 47 p.
- « Signalisation des rayonnements ionisants. Schéma de base ». Norme française homologuée. NF M 60-101. Association française de normalisation (AFNOR), 1972, 2 p.
- Exposition professionnelle aux rayonnements ionisants en France. Bilan 2012». Rapport PRP-HOM / 2013-008. Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), 2012, 104 p.