Rayonnements ionisants, effets sur la santé et mesures de protection

Qu’est-ce que les rayonnements ionisants ?

Les rayonnements ionisants sont un type d’énergie libérée par les atomes qui se déplace sous forme d’ondes électromagnétiques (rayons gamma ou X) ou de particules (neutrons, bêta ou alpha). La désintégration spontanée des atomes est appelée radioactivité, et l’énergie excédentaire émise est une forme de rayonnement ionisant. Les éléments instables qui se désintègrent et émettent des rayonnements ionisants sont appelés radionucléides.

Tous les radionucléides sont identifiés de manière unique par le type de rayonnement qu’ils émettent, l’énergie du rayonnement et leur demi-vie.

L’activité – utilisée comme mesure de la quantité d’un radionucléide présent – est exprimée dans une unité appelée becquerel (Bq) : un becquerel correspond à une désintégration par seconde. La demi-vie est le temps nécessaire pour que l’activité d’un radionucléide diminue par désintégration jusqu’à la moitié de sa valeur initiale. La demi-vie d’un élément radioactif est le temps nécessaire à la désintégration de la moitié de ses atomes. Cela peut aller d’une simple fraction de seconde à des millions d’années (par exemple, l’iode-131 a une demi-vie de 8 jours tandis que le carbone-14 a une demi-vie de 5730 ans).

Sources de rayonnement

Les gens sont exposés quotidiennement à des sources de rayonnement naturelles ainsi qu’à des sources d’origine humaine. Les rayonnements naturels proviennent de nombreuses sources, dont plus de 60 matières radioactives d’origine naturelle présentes dans le sol, l’eau et l’air. Le radon, un gaz naturel, émane de la roche et du sol et constitue la principale source de rayonnement naturel. Chaque jour, les gens inhalent et ingèrent des radionucléides présents dans l’air, les aliments et l’eau.

Les gens sont également exposés au rayonnement naturel des rayons cosmiques, en particulier en haute altitude. En moyenne, 80 % de la dose annuelle de rayonnement de fond qu’une personne reçoit est due aux sources de rayonnement terrestre et cosmique naturelles. Les niveaux de rayonnement de fond varient géographiquement en raison des différences géologiques. L’exposition dans certaines régions peut être plus de 200 fois supérieure à la moyenne mondiale.

L’exposition humaine aux rayonnements provient également de sources d’origine humaine allant de la production d’énergie nucléaire aux utilisations médicales des rayonnements pour le diagnostic ou le traitement. Aujourd’hui, les sources de rayonnements ionisants d’origine humaine les plus courantes sont les dispositifs médicaux, notamment les appareils à rayons X.

L’exposition aux rayonnements ionisants

L’exposition aux rayonnements peut être interne ou externe, et peut être acquise par diverses voies d’exposition.

L’exposition interne aux rayonnements ionisants se produit lorsqu’un radionucléide est inhalé, ingéré ou pénètre d’une autre manière dans la circulation sanguine (par exemple, par injection ou à travers des plaies). L’exposition interne cesse lorsque le radionucléide est éliminé de l’organisme, soit spontanément (comme par les excréments), soit à la suite d’un traitement.

L’exposition externe peut se produire lorsque des matières radioactives en suspension dans l’air (telles que des poussières, des liquides ou des aérosols) se déposent sur la peau ou les vêtements. Ce type de matière radioactive peut souvent être éliminé du corps par un simple lavage.

L’exposition aux rayonnements ionisants peut également résulter de l’irradiation d’une source externe, comme l’exposition aux rayonnements médicaux des rayons X. L’irradiation externe cesse lorsque la source de rayonnement est blindée ou lorsque la personne se déplace en dehors du champ de rayonnement.

Les personnes peuvent être exposées aux rayonnements ionisants dans différentes circonstances, à la maison ou dans des lieux publics (expositions publiques), sur leur lieu de travail (expositions professionnelles) ou dans un cadre médical (comme le sont les patients, les soignants et les bénévoles).

Les expositions aux rayonnements ionisants peuvent être classées en 3 situations d’exposition. Les premières, les situations d’exposition planifiées, résultent de l’introduction et de l’exploitation délibérée de sources de rayonnement à des fins spécifiques, comme c’est le cas de l’utilisation médicale des rayonnements pour le diagnostic ou le traitement des patients, ou de l’utilisation des rayonnements dans l’industrie ou la recherche. Le deuxième type de situation, les expositions existantes, est celui où l’exposition aux rayonnements existe déjà et où une décision de contrôle doit être prise – par exemple, l’exposition au radon dans les maisons ou sur les lieux de travail ou l’exposition au rayonnement naturel de l’environnement. Le dernier type, les situations d’exposition d’urgence, résulte d’événements inattendus nécessitant une réponse rapide, tels que des accidents nucléaires ou des actes de malveillance.

L’utilisation médicale des rayonnements représente 98 % de la contribution de la dose à la population provenant de toutes les sources artificielles, et représente 20 % de l’exposition totale de la population. Chaque année dans le monde, plus de 3600 millions d’examens de radiologie diagnostique sont réalisés, 37 millions de procédures de médecine nucléaire sont effectuées et 7,5 millions de traitements de radiothérapie sont administrés.

Effets des rayonnements ionisants sur la santé

Les dommages causés par les rayonnements aux tissus et/ou aux organes dépendent de la dose de rayonnement reçue, ou dose absorbée qui est exprimée dans une unité appelée le gray (Gy). Les dommages potentiels d’une dose absorbée dépendent du type de rayonnement et de la sensibilité des différents tissus et organes.

La dose efficace est utilisée pour mesurer le rayonnement ionisant en termes de potentiel de nuisance. Le sievert (Sv) est l’unité de dose efficace qui prend en compte le type de rayonnement et la sensibilité des tissus et des organes. C’est une façon de mesurer les rayonnements ionisants en fonction de leur potentiel de nuisance. Le Sv prend en compte le type de rayonnement et la sensibilité des tissus et des organes.

Le Sv est une très grande unité, il est donc plus pratique d’utiliser des unités plus petites comme les millisieverts (mSv) ou les microsieverts (μSv). Il y a mille μSv dans un mSv, et mille mSv dans un Sv. Outre la quantité de rayonnement (dose), il est souvent utile d’exprimer le débit auquel cette dose est délivrée (débit de dose), par exemple en microsieverts par heure (μSv/h) ou en millisieverts par an (mSv/an).

Au delà de certains seuils, le rayonnement peut altérer le fonctionnement des tissus et/ou des organes et produire des effets aigus tels que des rougeurs cutanées, la perte de cheveux, des brûlures par irradiation ou un syndrome d’irradiation aiguë. Ces effets sont plus graves à des doses et des débits de dose plus élevés. Par exemple, le seuil de dose pour le syndrome d’irradiation aiguë est d’environ 1 Sv (1000 mSv).

Si la dose de rayonnement est faible et/ou si elle est délivrée sur une longue période de temps (faible débit de dose), le risque est sensiblement plus faible car il y a une plus grande probabilité de réparer les dommages. Il existe cependant toujours un risque d’effets à long terme, comme le cancer, qui peuvent apparaître des années, voire des décennies plus tard. Les effets de ce type ne se produisent pas toujours, mais leur probabilité est proportionnelle à la dose de rayonnement. Ce risque est plus élevé pour les enfants et les adolescents, car ils sont nettement plus sensibles à l’exposition aux rayonnements que les adultes.

Des études épidémiologiques sur des populations exposées aux rayonnements, comme les survivants de la bombe atomique ou les patients en radiothérapie, ont montré une augmentation significative du risque de cancer à des doses supérieures à 100 mSv. Plus récemment, certaines études épidémiologiques sur des personnes exposées à des expositions médicales pendant l’enfance (scanner pédiatrique) ont suggéré que le risque de cancer pouvait augmenter même à des doses plus faibles (entre 50 et 100 mSv).

L’exposition prénatale aux rayonnements ionisants peut induire des lésions cérébrales chez les fœtus après une dose aiguë dépassant 100 mSv entre les semaines 8 et 15 de la grossesse et 200 mSv entre les semaines 16 et 25 de la grossesse. Avant la semaine 8 ou après la semaine 25 de la grossesse, les études humaines n’ont pas montré de risque de radiation pour le développement du cerveau du fœtus. Les études épidémiologiques indiquent que le risque de cancer après une exposition du fœtus aux rayonnements est similaire au risque après une exposition dans la petite enfance.

Réponse de l’OMS

L’OMS a établi un programme de rayonnement pour protéger les patients, les travailleurs et le public contre les risques sanitaires de l’exposition aux rayonnements dans des situations d’exposition prévues, existantes et d’urgence. Axé sur les aspects de santé publique de la radioprotection, ce programme couvre les activités liées à l’évaluation, la gestion et la communication des risques liés aux rayonnements.

Dans le cadre de sa fonction essentielle consistant à « établir des normes et des standards et à promouvoir et surveiller leur mise en œuvre », l’OMS a coopéré avec 7 autres organisations internationales pour la révision et la mise à jour des normes de base internationales (BSS) en matière de radioprotection. L’OMS a adopté les nouvelles BSS internationales en 2012, et s’efforce actuellement de soutenir la mise en œuvre des BSS dans ses États membres.

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