De Tchernobyl à Fukushima les effets de la radioactivité André Aurengo Chef du service de...
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De Tchernobyl à Fukushima
les effets de la radioactivité
André Aurengo
• Chef du service de médecine nucléaire GHPS • Administrateur d’EDF de 1999 à 2009 • Président du comité d’éthique d'EDF de 2001 à 2009 • Président du conseil médical d'EDF depuis 1994
l’accident de Tchernobyl
RBMK« grand réacteur à eau bouillante »
des erreurs de conception• pas d’enceinte de confinement• barres de contrôle passives• coefficient de vide > 0 • graphite combustible• ni recombineur H2 ni filtre à sable ni piège à iode
une « expérience » invraisemblable• explosion de la cuve par surpression
une contamination majeure très étendue• projections à plusieurs km d’altitude• incendie du graphite• vents dominants vers le nord et l’ouest
Tchernobyl : 26 avril 1986
retombéesde Tchernobyl
l’accident de Fukushima
8
REB : réacteur à eau bouillante
enceintede confinement
condenseur
turbine
génératrice
réacteur à
eau bouillanteFukushima
Piscine
Réacteur
10
La centrale de Fukushima Daiichi
des erreurs de conception• niveau de construction trop bas• groupes électrogènes inondables• sous-estimation des séismes et raz-de-marée• ni recombineur H2 ni filtre à sable ni piège à iode
un catastrophe naturelle dramatique• séisme : perte des alimentations extérieures• raz-de-marée : perte alimentations de secours• échauffement Zr libère de l’hydrogène H2
• explosions H2 en dehors de la cuve
une contamination majeure plus localisée• projections à faible altitude• vents dominants vers le Pacifique
12
Magnitude 8,9
le séismedu 11 mars
arrêt automatiquedes réacteurs 1 à 3
perte du réseau électrique
13
le raz-de-marée du 11 marsperte des moyens de secours
plus de refroidissement : réacteurs & piscines
14
réacteur 3
Fukushimavent NO les
15 et 16 mars
rejets liquides retombées atmosphériques
Fukushima : contamination marine 4 / 4 / 2011
Pbq
1015 BqTchernobyl
UnscearFukushima
IRSN
gaz rares (Xe133)
7000 2000
iode 131 1800 130 - 150
césium 137 85 6 - 12
becquerels, sieverts, dose… ?
unités
activité : désintégrations par seconde• becquerel Bq : 1 désintégration / seconde• curie Ci : 37 x 10 9 Bq (37 GBq)
dose : énergie absorbée / masse de matière• gray Gy : 1 joule / kilogramme
dose efficace : indicateur du risque global• dose absorbée x WR x WT
• sievert Sv
facteur de pondération radiologique WR
mœlle osseuse 0,12
thyroïde 0,04
corps entier 1,00
facteur de pondération tissulaire WT
RX, ß et 1
et noyaux lourds 20
dose efficaceunité additive adaptée aux besoins de la radioprotection
# proportionnelle au risque aléatoire > 200 mSvsans valeur probabiliste aux faibles dosesne tient compte ni du débit de dose, ni de l ’âge
activités 10.000 Bq : un homme de 83 kg (C 14 & K 40)
800 Bq : un kilo de briques
50 Bq : un litre de lait
15 Bq : un litre d’eau de mer
100 Bq : un mètre cube d’air (10 à 400 radon)
doses efficaces 10.000 mSv : irradiation aiguë globale / mort rapide
700 mSv : irradiation aiguë globale / signes cliniques
5 mSv : irradiation annuelle à Clermont-Ferrand
2,5 mSv : irradiation annuelle à Paris ou à Tours
1 mSv : irradiation annuelle moyenne médicale
corps humain 30 %tellurique 12 %r. cosmiques 10 %
radon 37 %
médical 29 %
essais nucléaires 2,5 %industrie 0,5 %
Irradiationnaturelle renforcée médicale retombées
les risques déterministes• précoces• liquidateurs de Tchernobyl• intervenants de Fukushima
risques déterministes
• précoces
• ne se produisent jamais si la dose < Dseuil min
• se produisent à coup sûr si la dose > Dseuil max
• gravité croît avec la dose
probabilité
Gy
irradiation aiguë globale
• prodromes nausées, vomissements,
diarrhée, fatigue, malaises
• > 20 Sv syndrome nerveux (2 j) convulsion, coma, mort
• latence
• > 3 Sv syndrome hématopoïétique (10 j) lymphopénie, leucopénie,
thrombopénie, anémie
• > 10 Sv syndrome gastro-intestinal (5 j) vomissements, diarrhée,
hémorragie digestive, mort
irradiations aiguës locales
gonades• stérilité définitive• homme > 4 Gy• femme > 3 Gy
cristallin• opacités > 1 Gy• cataracte > 5 Gy
• érythème # 5 Gy• > 20 Gy épidermite exsudative• > 30 Gy radionécrose
peau
embryon et fœtus
malformations non héréditaires• seuil # 100 - 200 mGy• risque maximal : 9° jour - 9°
semaine• malformations spontanées # 3 %
retard mental• seuil 100 - 200 mGy• 1 Gy : - 30 points de QI
cancer• risque aléatoire
malformations héréditaires• drosophile, souris• jamais observées dans l’espèce humaine
effets déterministes : TchernobylRapport UNSCEAR 2011
liquidateurs de Tchernobyl
• 237 syndromes aigus des rayonnements (SAR)
• 134 hospitalisés, 28 décès en qq semaines
parmi les 237 SAR, en 2006
• 33 décès supplémentaires
• dont 11 décès par cancers
effets déterministes : FukushimaMEXT, TEPCO, gouv japonais
intervenants de Fukushima
• effectifs # 8000
• limite de dose établie à 250 mSv
• 111 doses > 100 mSv
• 9 doses > 200 mSv contamination de la peau ni SAR ni brûlure radiologique
contamination thyroïdienne (iodes)
• 3 doses > 250 mSv
les risques aléatoires• tardifs• liquidateurs de Tchernobyl• intervenants de Fukushima• populations exposées
• tardifs
• faibles ou fortes doses
• probabilité augmente avec la dose
• gravité indépendante de la dose
• cancérogenèse
• malformations congénitales héréditaires (?)
risques aléatoires (stochastiques)
Source: Kato&Shimizu in: effects of A-bombRadiation on the Human Body
lésions de l’ADN
métabolisme oxydatif
• cassures simple brin
3 000 / j / cellule
• lésions de base
3000 / j / cellule
• cassures double brin
8 / j / cellule
cassuresimple brin
dimérisation
site abasique
modification de base
TT
A
AX
C
cassure double brin
pontage ADN-protéine
coupure de chaîne
• ionisations• radicaux libres très réactifs
H2O2 ou peroxydes RO2
lésions
de l’ADNsignalisation
rayonnementionisant
apoptosecancer
radioinduit
mutations
réparationfautive
intégritéintégritégénomiquegénomique
réparationfidèle
mortmitotique
pas deréparation
lésions initiales proportionnelles à la dose• 1 mGy entraîne
1 CSB / cellule 1 CDB / 25 cellules
mécanismes de défense fortement non linéaires• différents à faible et à forte dose
• proportionnellement plus efficaces à faible dose• leur mise en œuvre dépend de la dose et du débit de dose
la cellule n’est pas isolée et se défend
études épidémiologiques ou sur l’animal• pas d’augmentation significative des cancers < 100 mSv
une défense au moindre coût
très faible dose (quelques mGy) • les lésions complexes ne sont pas réparées
• mort mitotique
de quelques mGy à # 100 - 200 mGy• mise en action de systèmes de réparation• leur efficacité diminue avec la dose• les lésions simples sont réparées• les lésions complexes conduisent à l’apoptose
au delà de 100 - 200 mGy• réparation impérative pour la fonction tissulaire• lésions complexes réparées avec risque d’erreur
• la cancérogénicité augmente• le risque de cancer est le prix de la réparation
évaluation du risque des faibles doses
excès derisque relatif
exposition
effets avérés
0X
ERR
• linéaire sans seuil
effetshypothétiques
ERR
• quadratique
• hormésis
• réglementation
excès de risque relatif
exposition0 100 mSv
élimination réparation prolifération
P. Duport. Int J Low Rad. 2003
méta-analyse sur ensemble expériences publiées
# 60 000 souris
hormesis : 40 % des séries expérimentales
pour des doses # 200-250 mSv
existence hormesis
Portess D. Cancer Res. 2007
Low-dose irradiation of nontransformed cells stimulate the selective removal of precancerous cells via intercellular induction of apoptosis
la règle de trois m’a tuer !
les radiographies seraient responsables chaque année • de 700 cancers au Royaume Uni• de 6000 cancers aux USA• de 7600 cancers au Japon !
Lancet 2004
faible dose x effectif considérable x ERR forte dose = ?
mesures de protection en cas d’accident
Tchernobyl : mesures de protection
• pas de confinement
• évacuations tardives
• iode stable très tardif
• carence iodée # 70 µg/j
effets aléatoires TchernobylUNSCEAR 2011
• # 7000 cancers de la thyroïde (< 18 ans)
• doses moyennes à la thyroïde # 500 mGy
• pas observé chez les adultes
• ni leucémies ni autres cancers en excès
• pas d’excès d’autres pathologies
cancers thyroïdiens enfants de moins de 17 ans lors de l'accident
< 10 ans : 98 %< 5 ans : 80 %
confinement, évacuations • mesures de confinement• évacuation sur 3, 10 puis 20 km• # 70 000 personnes
Fukushima : mesures de protection
restrictions alimentaires• épinards, kanina, lait, eau
distribution d’iode stable• 1 500 000 comprimés disponibles le 15 mars• prise ? quand ?
dose thyroïde enfant 1 an (IRSN)
• Fukushima < 10 mGy
• Tokyo < 1 mGy
populations exposées
mesures par les autorités japonaises
• 1200 enfants contrôlés
• dose engagées maximales 1 à 2 mGy
régime iodé élevé
• algues, poissons
• jusqu’à 1200 µg d’iode / jour (# 70 en Ukraine)
dose totale
externe + internenombre
d’intervenants
> 250 mSv 6
200 - 250 mSv 3
100 - 200 mSv 102
50 - 100 mSv 321
20 -50 mSv 909
10 - 20 mSv 1196
< 10 mSv 4265
intervenants• contamination revue à la hausse (juillet 2011)
importance relative de la contamination interne ?• iode / adultes
les risques « psycho-sociaux »• à court et long terme• liquidateurs, intervenants • populations exposées
effets psycho-sociaux : Tchernobyl
• très lourds
• communication # nulle
• 115 000 évacués
• des milliers d’évacuations non justifiées
• sinistroses, addictions, chômage
• baisse de fécondité, IVG
effets psycho-sociaux : Fukushima
• contexte dramatique
• séisme & tsunami : 23 000 morts ou disparus
• zones dévastées, habitations détruites
• 70 000 évacués du fait de l’accident nucléaire
• 750 km2 à décontaminer (points chauds)
• communication très médiocre
• mise en place suivi épidémiologique
seuil d’évacuation CIPR
20 mSv / an
économies nationales 2008
Ukraine Japon
population 46 M 128 M
PIB total 356 Md$ 4 170 Md$
PIB par habitant 7 637 $ 32 647 $
espérance vie 67,9 ans 82,6 ans
livres publiés / an 6 282 67 522
séisme & tsunami 297 Md$accident nucléaire 70 - 245 Md$
conclusionl’accident de Fukushima
conclusion Fukushima
une catastrophe• naturelle• industrielle et économique• écologique
23 000 morts du séisme et du raz-de-marée0 mort secondaire à la radioactivité ?
gestion de l’après-crise• évacuations a bon escient• surveillance environnement - alimentation• accompagnement psycho-social• décontamination et réhabilitation des sols
retour d’expérience mondial• séismes, raz-de-marée• perte des circuits de refroidissement