Irradiation

En physique médicale, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons alpha, bêta, gamma, ou X; électrons, protons ou encore neutrons.

Sources des irradiations

Exposition aux rayonnements

L'exposition humaine à des rayonnements peut prendre trois formes d'effets assez différents :

• L'exposition massive à des rayonnements de l'ordre du gray, volontairement (radiothérapie), accidentellement (accident nucléaire), ou suite à une explosion nucléaire. Les doses importantes conduisent typiquement à un syndrome d'irradiation aiguë. Elles sont essentiellement le fait de rayonnements gammas durs ou de neutrons (les rayons alpha et béta n'ont qu'une portée limitée) ;
• L'exposition chronique à des rayonnements faibles (travail sur écran, examens radiographiques,...), gamma ou X, qui est une préoccupation pour la protection des populations. Les doses sont de l'ordre du milisievert, et induisent des risques statistiques (pas toujours démontrés, car les faibles doses sont dans le bruit de fond statistique) de cancers des organes exposés ou de cataracte oculaire ;
• La contamination par des produits radioactifs, l'effet de la radioactivité étant accentué par la fixation du produit dans le corps. La contamination (généralement accidentelle, mais parfois volontaire en curiethérapie) se fait le plus fréquemment par inhalation (par exemple, risque de cancer du poumon induit par le radon), éventuellement par ingestion de produits contaminés (pollutions d'eau ou retombées de matières radioactives), ou par contamination de la peau conduisant à une inhalation ou une ingestion ultérieure (voire une pénétration directe). La radiotoxicité dépend alors essentiellement du produit et de sa forme chimique, qui gouvernent son métabolisme et son séjour dans le corps. Cette radiotoxicité est principalement due aux rayonnements alpha et béta, qui sont alors produits directement dans le corps, et induisent le plus souvent un risque de cancer.

Exemples de niveaux d'irradiation (par personne et par an)^[1] :

Effets des irradiations

Ces radiations, que nos sens ne peuvent pas détecter, perturbent le fonctionnement des cellules vivantes. Les molécules comme l'ADN et les protéines constituant les cellules subissent des dégâts (rupture de liaisons chimiques, modifications de la structure...). Face à cette agression, les systèmes de défense dont disposent toutes les cellules vont tenter de réparer les dommages. Dans la plupart des cas, cette réparation sera efficace. Si les dégâts sont trop importants, l'élimination de la cellule est opérée par des processus de mort cellulaire (par apoptose par exemple). Le danger provient des réparations imparfaites qui peuvent aboutir à des cellules déclenchant un cancer des années après l'irradiation. À très forte dose d'irradiation, les systèmes de défense ne peuvent plus faire face à cette importante mortalité des cellules perturbant les fonctions vitales pouvant aller jusqu'au décès.

Le problème des très faibles doses d'irradiation est toujours débattu. Mais il faut savoir que tous les organismes vivants sont soumis depuis toujours aux rayonnements cosmiques et telluriques, les systèmes de réparation des dégâts d'irradiation sont particulièrement efficaces.

Les normes internationales se basent sur le principe que le risque pour la santé est proportionnel à la dose reçue et que toute dose de rayonnement comporte un risque cancèrigène et génétique (CIPR 1990). Bien qu'aucune dose ne soit inoffensive, des seuils sont admis par les normes internationales.

L'effet des faibles doses et des faibles débits de dose est une question disputée. Pour les uns, le risque associé à l'irradiation est directement proportionnel à celle-ci, même aux faibles doses, selon un modèle « linéaire sans seuil ». Si l'on applique ce modèle, l'exposition à la radioactivité artificielle (y compris les essais nucléaires) aurait induit de nombreux cancers dans le monde : l'Organisation des Nations unies parle de 1,17 million de morts depuis 1945, et le Comité Européen sur le Risque de l'Irradiation annonce le chiffre de 61,1 millions de morts^[2]. Inversement, les études en biologie moléculaire montrent que les mécanismes de réparation des lésions cellulaires jouent pour corriger l'effet de faibles doses, invalidant de ce fait le modèle « linéaire sans seuil »^[3].

Bien que retenant l'approche « linéaire sans seuil » pour proposer les limites d'exposition aux rayonnements, la CIPR précise que cette relation n'est pas applicable aux faibles doses :

« the Commission judges that it is not appropriate, for the formal purposes of public health, to calculate the hypothetical number of cases of cancer that might be associated with very small radiation doses received by large numbers of people over very long periods of time. » (La commission estime qu'il n'est pas correct, pour les évaluations de santé publique, de calculer le nombre hypothétique de cancers qui peuvent être provoqués par une très faible dose de radiation à laquelle est exposée une très grande population pendant un temps très long).Mais a très long terme et a très forte puissance cela peut provoquer un cancer et le plus souvent un décès.

Irradiations de matériaux

Les matériaux inertes subissent également des irradiations dans différents environnements. C'est dans les réacteurs nucléaires que les matériaux subissent les irradiations les plus importantes. Dans un matériau, les irradiations créent des défauts simples (lacune et site interstitiel) ou plus complexes (dislocation) qui modifient leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques. La prévision de ces évolutions a fait et fait toujours l'objet d'une recherche fondamentale et appliquée. Par ailleurs, l'irradiation est un moyen utilisé pour modifier volontairement les matériaux : durcissement des polymères, modifications des propriétés électroniques des semiconducteurs... L'irradiation a également été utilisée pour quantifier la teneur en radicaux induits par des actions mécaniques (broyage) sur des composés organiques (lactose) ^[4].

On utilise l'irradiation (parfois appelée ionisation) pour stériliser divers objets (la plupart dans le secteur médical). Elle est également utilisée dans le secteur agro-alimentaire afin de stériliser les aliments et de les conserver plus longtemps. Ceci est sujet à controverse, car il pourrait y avoir des risques pour la santé.

Voir aussi

Par analogie, le terme d'irradiation est également rencontré dans les domaines suivants :

• l'irradiation, dans le domaine de la physique, est une émission de rayons (notamment lumineux) d'une particule; ou une propagation par rayonnement ;
• en anatomie, l'irradiation est une disposition rayonnée des fibres, des vaisseaux ;
• en physiologie, l'irradiation est la propagation d'une sensation douloureuse à partir de son point d'origine vers les régions voisines ;
• en linguistique, l'irradiation est l'influence exercée par le radical d'un mot sur le sens d'un préfixe ou d'un suffixe ;
• l'irradiation désigne un déploiement en rayons à partir d'un centre, ou de façon figurée, la propagation, ou la diffusion par exemple d'un fait ou d'un sentiment, dans toutes les directions.

Notes et références

Liens externes

• La relation dose-effet et l’estimation des effets cancérogènes des faibles doses de rayonnements ionisants. Maurice Tubiana et André Aurengo, Rapport à l'Académie nationale de médecine, octobre 2004.
• Effets des radiations par Roland Masse, membre de l’Académie des technologies et de l’Académie de médecine.

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