Radioaktivt nedfall

Den nedfall er radioaktivt materiale som er suspendert i atmosfæren som en følge av en eksplosjon av et kjernevåpen eller en kjernefysisk ulykke . Det er derfor en form for kjernefysisk forurensning som sannsynligvis vil ha helsekonsekvenser. Disse små elementene, støv som er synlige eller ikke, faller sakte til bakken, vanligvis veldig langt fra opprinnelsen.

Det er forskjellige måter å beskytte deg mot radioaktivt nedfall: gassmaske og NBC-drakt (i tilfelle lav stråling) eller anti-atomisk ly , men den mest effektive er evakuering .

I 1954 forårsaket Castle Bravo- bomben , med en effekt på 15 megaton og testet i Bikini-atollen , menneskelig og økologisk tragedie i et område flere hundre kilometer rundt eksplosjonsstedet. Den første alvorlige sivile atomulykken i den vestlige verden, Windscale-brannen (siden omdøpt til Sellafield), fant sted i 1957 i England. Konsekvensene utløste en global meningsbevegelse som var kritisk for testingen og mer generelt utviklingen av atomvåpen .

Opprinnelsen til nedfallet

Nedfall fra en atomulykke

Radioaktivt nedfall kan være forårsaket av en atomulykke , eksplosjon eller brann som frigjør radioaktivt materiale i atmosfæren. Den eksplosjon av et kjernefysisk anlegg har ingenting å gjøre med en kjernefysisk eksplosjon i form av kraften i eksplosjonen i seg selv: de er smell eller eksplosjoner kjemikalier, men kan kaste av radioaktivt materiale.

Selv i en ekstrem større ulykke som den i Tsjernobyl, hvor eksplosjonen av tanken og ilden til grafittmoderatoren fulgte hverandre, er ikke alle kjernens produkter spredt i atmosfæren. Radioaktive produkter vil etterlate desto mer i atmosfæren ettersom de er flyktige: jo lavere et kropps kokepunkt er , desto lettere vil det bli fordampet av ulykken og jo mer vil det kondensere sakte til å falle. På bakken, som vil øke spredningen sammenlignet med mindre flyktige produkter.

For den internasjonale omfanget av kjernekilde (INES) hvor utløpet til atmosfæren av den tilsvarende en mengde av jod 131 som er større enn flere titalls tusen. Tera becquerels , den omtrentlige terskel blir gitt ved 50  Peta becquerels eller 5 x 10 16  Bq .

Denne mengden (i størrelsesorden en million curies ) tilsvarer en brøkdel av den typiske radioaktive beholdningen av en kjernekraftverkskjerne, og en slik ulykke fører umiddelbart til problemer med strålebeskyttelse over et stort (og potensielt multinasjonalt) område. , mulige tilgangsbegrensninger etterpå.

De fire viktigste kjernefysiske ulykkene med tanke på nedfall ga opphav til svært forskjellige utslipp:

Nedfall fra en atomeksplosjon

Massen av fisjonsprodukt avhenger av energien som produseres under eksplosjonen. Det er ikke veldig høyt, i størrelsesorden et kilo, for hvis den termiske kraften er betydelig er tiden den sendes ut veldig kort. Når det gjelder Little Boy- bomben som eksploderte i Hiroshima, gir en nøyaktig beregning en spaltet masse på 730  g av en total masse på 64  kg uran beriket til 80%. Mengdene av fisjonsprodukt er derfor mye lavere enn det som produseres av en kraftig genererende reaktor i løpet av ett års drift.

På den annen side er aktiviteten til disse fisjonsproduktene flere størrelsesordener høyere enn for en reaktorkjerne, fordi deres produksjon ikke er spredt over tid, og de kortvarige fisjonsproduktene starter samtidig med deres radioaktive forfall .

Radioaktiviteten i skyen er proporsjonal med energien utviklet av den testede enheten i størrelsesorden 2 × 10 19  Bq / kt en time etter eksplosjonen. Der aktiviteten til en urankjerne som frigjør 1  termisk MW er i størrelsesorden 3,2 × 10 16  Bq , er aktiviteten til skyen fortsatt 4 × 10 20  Bq en time etter en eksplosjon på 20  kt .

De faktiske fisjonsproduktene er preget av en samlet beta-aktivitet estimert til 1,7 × 10 19  Bq / kt en time etter eksplosjonen (H + 1). Til dette legges aktiveringsproduktene generert av strømmen av nøytroner i atmosfæren, så vel som resten av det fissile materialet (hvis fisjon ikke kan oppnå et høyt utbytte) og ruskene fra den eksplosive enheten.

Endringen som en funksjon av tiden til blandingens globale beta-indeks avtar betydelig i henhold til en empirisk lov i t -1,2 opptil 180 dager etter testen; utover det akselererer reduksjonen, og loven uttrykkes i t -2,35 .

Denne radioaktiviteten tilsvarer en frigjøring av energi som forblir høy: av størrelsesorden 10% av fisjonenergien produseres i form av gjenværende stråling som sendes ut etter eksplosjonen. Denne energien bidrar imidlertid ikke til den eksplosive kraften: Når kraften til en bombe er indikert, er den konvensjonelt begrenset til energien som sendes ut mindre enn et minutt etter eksplosjonen, unntatt gjenværende radioaktivitet.

Lokal ytelsesmekanisme

De viktigste helsekonsekvensene er de av lokale nedfall.

I en kjernefysisk eksplosjon på overflaten, eller i brannen til en kjernefysisk installasjon, blir en stor del av materialet på overflaten pulverisert og fordampet av varme, og blir medført i soppskyen eller pyrocumulus  ; den får deretter en brun farge. Når det kondenserer, genererer dette materialet en stor mengde partikler fra 100 nm til noen få millimeter i diameter. I dette tilfellet blir partiklene forurenset med fisjonsproduktene og aktiveringsproduktene som kondenserer deri. Til dette kan du legge sot fra branner. Mer enn halvparten av radioaktiviteten som sendes ut kan bli fanget i dette rusk, som kan falle tilbake til jorden på mindre enn 24 timer.

Den første nedfallet ankommer dermed mindre enn en time etter eksplosjonen. Den kjemiske sammensetningen av radioaktive elementer fører til kjemisk stratifisering, de minst flyktige forbindelsene, som kondenserer først, fester seg til de største partiklene som faller lokalt; mer flyktige forbindelser legger seg senere og videre.

Den radiologiske risikoen som tilsvarer det totale nedfallet er mye lavere, ikke bare fordi radionuklidene er mer spredt, og de kortvarige fisjonsproduktene har tid til å miste aktiviteten under atmosfærisk transport.

Forurensede områder og forurensningsnivåer

Det faktiske forurensede området avhenger av meteorologien på tidspunktet for eksplosjonen. Hvis vinden er sterk, sprer forurensningen seg over større avstand, men det tar like lang tid å legge seg; det er følgelig fortynnet og mer diffust. Som et resultat er forurensningens bakgrenser som tilsvarer en gitt dose mindre omfattende når banen til motvinden er forlenget av øvre vind.

Regn eller tordenvær kan bringe partikler til bakken mye raskere, hvis den radioaktive skyen "vaskes" av vanndråpene. Det er den varierende intensiteten i nedbør som fører Tsjernobyl til disse forurensningskartene med "leopardhud", og forurensningen på bakken er forårsaket av spredte byger. På samme måte, selv om en kjernefysisk eksplosjon i høyden ikke i seg selv forårsaker betydelig forurensning på bakken, kan lokalt regn som Nagasaki "svart regn" bringe radioaktivt støv og aske til bakken, og skape likevel. Forurensningsflekker.

Medisinske nødsituasjoner

Akutt strålingssyndrom

Et akutt strålingssyndrom er praktisk talt bare mulig for radioaktive doser som overskrider sievert (eller 100 Rad ), derfor (hvis vi utelukker fraværet av umiddelbare strålebeskyttelsestiltak) for en befolkning som er utsatt for en dosehastighet i størrelsesorden eller større enn 100  mSv / t , eller av størrelsesordenen en grå på mindre enn ti timer.

En slik dosehastighet kan oppstå i dagene etter en atomeksplosjon på bakken, når pyrocumulus har innlemmet tungt støv som faller raskt, eller når den radioaktive skyen skylles bort av regn før den har nådd stratosfæren . For eksempel var den utilsiktede radioaktive "plume" fra den amerikanske Castle Bravo- bakketesten dødelig i hundrevis av miles. Det resulterte i et akutt strålingssyndrom for mannskapet på Daigo Fukuryū Maru som fisket i dette området, som var dødelig for en av sjømennene: i hele historien om sivil eller militær atomkraft er Aikichi Kuboyamas død til dags dato eneste tilfelle av dødsfall fra akutt strålingssyndrom forårsaket av kjernefysisk nedfall.

Det var ingen lokal nedgang på dette nivået under atombombene av Hiroshima og Nagasaki , som var eksplosjoner i høy høyde, mye mer effektive militært. Ofrene som led av akutt strålingssyndrom ble bestrålt av stråling fra selve eksplosjonen, ikke av nedfall. Det svarte regnet som falt på Hiroshima hadde blitt svart av aske fra den gigantiske bybrannen , men var bare moderat radioaktiv, og kunne bare resultere i lavere bestråling på det meste. 0,5 grå .

En dosehastighet som er tilstrekkelig til å forårsake et akutt bestrålingssyndrom er også mulig i umiddelbar nærhet av en atomulykke , som i den "  røde skogen  " i Tsjernobyl , der de ikke fordampede partiklene fra brannen i Tsjernobyl ble konsentrert. Kraftverket.

Faresoner

Global bestråling kan være dødelig fra 1,5  grå , og død er sikkert over 10  grå mottatt på mindre enn noen få timer. I den andre enden av risikoskalaen er det ingen observerbar effekt under en bestråling i størrelsesorden 100  mSv , eller en dosehastighet i størrelsesorden 100 µSv / t.

Det er mulig å skille mellom tre faresoner i områder som er forurenset av radioaktivt nedfall:

Disse sonene gjenspeiler den større eller mindre medisinske nødsituasjonen organisasjonen for beskyttelse og evakuering tar. Grensen for "oransje soner" i strålevern, på 2  mSv / t , kan være en god målestokk: på dette nivået vil til og med et opphold på en måned bare føre til en dose som er mottatt mindre enn en sievert , som ikke har ingen umiddelbare medisinske konsekvenser når det gjelder akutt strålingssyndrom . Slike områder trenger ikke å tas i betraktning umiddelbart i en kriseorganisasjon.

Når det gjelder tillatte eksponeringsgrenser i tilfelle en radiologisk nødsituasjon, er de 100  mSv per intervensjon for intervensjonsteam som spesialiserer seg i radiologiske risikoer, og kan gå opp til 300  mSv hvis intervensjonen er nødvendig for å beskytte mennesker. Som et resultat kan likvidatorene som griper inn i lettelser i dette området bare gjøre i en begrenset periode, utover hvilke de vil ha oppbrukt sitt tillatte eksponeringspotensiale; og at organisasjonen av rednings- og nødevakuering i praksis er begrenset til områder med "middels fare", der dosehastigheten er mellom 1 og 100  mSv / t  :

Veldig stor fare mer enn 1000 mSv mottatt på 1 time
  • Begrenset sone. En inntrenging av timens orden representerer en dødsfare på lang sikt av akutt strålingssyndrom , og faller inn under selvmordsoppdraget.
  • Evakuering umulig: Det vil aldri være berettiget å sette respondentenes liv i fare for å hjelpe overlevende.
 Strålevarselsymbol 3.svg
Stor fare fra 100 til 1000 mSv mottatt i løpet av 1 time
  • Grense for systematisk organisering av bistand. Redningsteam som møter dosehastigheter større enn 100  mSv / t, må markere innreiseforbudet og snu tilbake uten forsinkelse.
  • Noen ganger er det mulig å innvende seg hvis organiseringen av nødetatene krever det.
  • Evakuering ikke berettiget: de som ikke har klart å ta ly blir i alle fall fordømt.
 Radiación zona acceso prohibido.png
Middels fare fra 10 til 100 mSv mottatt i løpet av 1 time
  • Merking av en sikkerhetsgrense ved inngangen til området.
  • Haster og prioritert evakuering av området; ingen permanent nødtilstedeværelse.
  • Innbrudd på noen få timer tillatt i dette området hvis organisasjonen av nødetatene krever det.
 Strålevarselsymbol 2.svg
Middels fare fra 1 til 10 mSv mottatt i løpet av 1 time
  • Merking av en sikkerhetsgrense ved inngangen til området og tilgangskontroll.
  • Aktiviteter av dagens orden som er berettiget til avlastning.
  • Systematisk evakuering av området.
 Radiación zona permanence limitada.png
Ingen umiddelbar fare fra 100 µSv til 1 mSv mottatt i løpet av 1 time
  • Begrens forekomsten av langsiktige skadelige helseeffekter.
  • Ingen helsesituasjon ved evakuering, men evakuering må vurderes på lang sikt hvis dette bestrålingsnivået skal fortsette i flere dager (liten risiko for langvarig stokastisk effekt ).
  • Haster forebygging av skjoldbruskkjertelrisiko. Forebygging nødvendig mot forurensning ved kontakt, innånding eller svelging.
 Radiación zona controlada.png
Ingen fare mindre enn 100 µSv mottatt i løpet av 1 time
  • Ingen påvist helseeffekt av disse dosehastighetene (nivå av stråling oppdaget på visse steder med høy naturlig radioaktivitet).
  • Forebygging av skjoldbruskkjertelrisiko på veldig kort sikt. Mulig forebygging mot forurensning ved kontakt, innånding eller svelging.
  • Evakuering er ikke nødvendig, men radiologisk overvåking skal implementeres.
 Overvåket område.svg

Det bør understrekes at i virkeligheten er grensene for disse forskjellige sonene ikke klart definert, og reduseres over tid på grunn av radioaktivt forfall . Faresonene skyldes den svært høye radioaktiviteten til kortlivede fisjonsprodukter . Som et resultat slutter de tilsvarende områdene å være farlige etter noen år. Som angitt ovenfor, reduseres aktiviteten til skyen produsert av en atomeksplosjon opprinnelig i t -1,2 , dvs. når tiden siden eksplosjonen multipliseres med syv, reduseres radioaktiviteten med en faktor ti.

Grensen for en sone med "veldig stor fare" dagen etter eksplosjonen (1000  mSv / t ) er ikke mer enn den for "stor fare" (100  mSv / t ) etter en uke, og etter syv uker (to måneder) den gjenværende radioaktiviteten (10  mSv / t ) tillater korte innstikk i den om nødvendig.

Selv i den røde skogen i Tsjernobyl, hvis blader hadde blitt svidd av strålingsintensiteten, er det ikke lenger etter tjuefem år en "faresone" i betydningen ovenfor. I dag er det sporadiske strømningshastigheter opptil en Röntgen per time (dvs. i størrelsesorden 10  mSv / t ), men strømningshastighetene som ofte oppstår er hundre ganger lavere.

Beskyttelse

Når et individ er i et forurenset område, blir han hovedsakelig utsatt for ytre forurensning av gammastråling, og av intern forurensning hvis han puster forurenset støv eller inntar forurensede produkter. Hans hud eller klær kan også samle forurenset støv, noe som kan forurense ham senere hvis han ikke vasker dem.

I nedfallssonen må du:

Organiseringen av beredskapstjenestene kan bare i beste fall utføres i de mest “middels farlige” sonene, der trafikken ikke umiddelbart bringer livet i fare.

Radioaktivt støv (ved innånding og svelging) må unngås. Hvis du vil reise i et nedfallsområde, er det obligatorisk å bruke maske. Vær forsiktig med vann og mat (ukontrollert), og beskytt eventuelle skader.

Dekontaminering består i hovedsak av vask (kropp, klær eller utstyr) for å fjerne eventuelle radioaktive partikler som kan ha avleiret der.

Forebygging av skjoldbruskkjertelkreft

Selv om evakuering ikke er nødvendig, bør forebygging av skjoldbruskkjertelkreft hos små barn foretas parallelt i alle områder med betydelig nedfall (se nedenfor).

Langsiktige medisinske konsekvenser

Intervensjonsnivåer i en radiologisk nødsituasjon

Utenfor områder som anses som farlige, og derfor under en dosehastighet på 1  mSv h −1 , er det ingen umiddelbar fare som rettferdiggjør en hurtig evakuering. Forsøk med dyreforsøk viser imidlertid at terskelen for utseendet av signifikante biologiske effekter for permanent bestråling er et sted mellom 1  mSv h −1 og 0,1  mSv h −1 (de første forekomstene av kreft er derimot, lokalisert ved terskler ti ganger høyere, i størrelsesorden 10  mSv h −1 gjennomgått ved permanent eksponering).

Intervensjonsnivåene som vurderes av franske forskrifter er (i 2015):

Under denne siste figuren, dvs. 100  µSv h −1 , er det ingen påvisbar effekt på det medisinske nivået, og evakuering virker i prinsippet ikke lenger nødvendig.

Vi kan legge merke til at disse eksponeringsgrensene er førti eller femti ganger høyere enn den som er gitt ved den "lovlige grensen" som forbyr frivillig eksponering for publikum for mer enn 1  mSv per år (Public Health Code, Article R1333-8), som tilsvarer dosehastighetsatmosfærer i størrelsesorden 2,5  µSv h −1 . De er faktisk to veldig forskjellige problemer.

I tilfelle Fukushima-atomulykken brukte myndighetene tvert imot den lovlige frivillige eksponeringsgrensen, noe som førte til at de evakuerte områdene der dosehastigheter større enn 10  µSv h −1 hadde blitt observert, selv om dosehastighetene som ble funnet utenfor kraftverkets omkrets oversteg praktisk talt aldri 100  µSv h −1  : denne evakueringen i seg selv kunne ikke ha hatt en signifikant positiv medisinsk effekt. På den annen side vil stress forårsaket av denne evakueringen alene ha resultert i mer enn 1500 dødsfall i prefekturen, mer enn antall dødsfall som opprinnelig ble forårsaket av jordskjelvet og den påfølgende tsunamien - det var ikke radioaktiviteten som drepte, men overdreven strålevern . Et lignende fenomen ble observert i likvidatorene og befolkningen evakuert etter kjernefysisk ulykke i Tsjernobyl , hvor den observerte økte dødeligheten ikke skyldes kreft, men psykologiske faktorer (depresjon, alkoholisme)., Selvmord).

Skjoldbruskkreft

Utenfor faresonene der man skal frykte et akutt strålingssyndrom , er nødsituasjonen når det gjelder sivil beskyttelse å beskytte barnepopulasjonen mot virkningene av det radioaktive jodet i nedfallet, som sannsynligvis vil bli `` inntatt gjennom forurenset mat. .

Jodet som er inneholdt i radioaktivt nedfall er anerkjent som en av årsakene til skjoldbruskkreft , hovedsakelig hos barn: det radioaktive jod fra nedfallet, absorbert av kroppen, er fortrinnsvis festet på dette organet. Dette radioaktive jodet avsettes i engene der kyrne beiter, som konsentrerer det i melk som barna drikker. Etter Tsjernobyl-ulykken har det hittil blitt diagnostisert nesten 5000 tilfeller av skjoldbruskkreft, hos barn og ungdom over 18 år på ulykkestidspunktet.

I tilfelle radioaktiv forurensning av miljøet med jod-131 , gjør den forebyggende administrasjonen av kaliumjodid det mulig å mette skjoldbruskkjertelen med stabilt (ikke-radioaktivt) jod for å forhindre at radioaktivt jod deponerer der og forårsake kreft. Siden halveringstiden for radioaktivt jod er kort, hvis folk i Tsjernobyl hadde sluttet å gi forurenset melk til barn i noen måneder etter ulykken, er det sannsynlig at de fleste av disse stråleinduserte kreftene ville vært unngått.

Bestråling av skjoldbruskkjertelen er resultatet av to påfølgende biokonsentrasjoner av jod , først av metabolismen til kua, deretter av barnets. Som et resultat er områdene som må overvåkes når det gjelder mat, mye større enn områdene der oppholdet er farlig på grunn av omgivende stråling: et lite radioaktivt nedfall kan være nok til å gjøre melk uegnet til konsum. Motsatt, selv om det oppdages en så liten nedfall, er det derfor ikke nødvendig å evakuere befolkningen. Dette skjedde i Windscale-brannen , der melken ble ødelagt over et område på 500  km 2 , men befolkningen ble ikke evakuert.

Den langsiktige helsepåvirkningen av radioaktivt nedfall tilsvarer i hovedsak den stokastiske risikoen . Det skyldes på den ene siden direkte eksponering for omgivende radioaktivitet i forurensede områder, og på den andre siden akkumulering av relativt langlivede radionuklider (som strontium 90 eller cesium 137 ) i kroppen. Som et resultat av inntak av forurenset mat.

Denne risikoen er veldig dårlig forstått av to grunner. På den ene siden er den stokastiske effekten av lave doser av bestråling svak, vanskelig å demonstrere og enda vanskeligere å tallfeste med presisjon. På den annen side er det dose-respons-forholdet som er best studert, og som gjeldende estimater er basert på, blitt studert på de overlevende etter atombombene i Hiroshima og Nagasaki , hvor bestrålingen ble utført av en intens flash av veldig korte og jevnt fordelte gammastråler; mens ekstrapolasjonen som er laget av den, gjelder langvarig eksponering av lavt nivå, og / eller indre forurensninger som ikke fordeles på en homogen måte i kroppen. Befolkningen som er undersøkt er tydeligvis ikke representativ for fenomenet vi prøver å tallfeste, men det er ingen bedre "referansepopulasjon" til dags dato (på grunn av fremgang i strålevern, noe som har gjort at praksis forsvinner. Risiko tidlig på XX -  tallet).

Vi er generelt enige om at den økte relative risikoen ved 100  mSv (for referansepopulasjonen) er 1.06, noe som tilsvarer (for en naturlig risiko for kreft i størrelsesorden 20%) med en kreftfrekvens forårsaket av 1% per 100  mSv . Risikoen for død er lavere enn frekvensen av kreft (rundt 0,5% per 100  mSv ), fordi mange mennesker med kreft blir behandlet og kurert.

Det er vitenskapelig sikkert at denne økte risikoen, vurdert for engangseksponering, er markant lavere når dosen deles, og sannsynligvis enda mer når den skyldes kontinuerlig eksponering. Når det gjelder bestråling, er det sikkert at summen av effektene er mindre enn effekten av summen. Men dosehastigheten under hvilken effekten slutter å være lineær er ikke kjent, selv om grensen for faresonen ser ut til å være rundt 1  mSv / t (for permanent miljøeksponering av hele kroppen).

Andre konsekvenser av eksponering

Boken The Effects of Nuclear Weapons from the CEA / American Ministry of Defense (1957-1962), oversatt til fransk under tittelen Effects of atomvåpen (CEA / Ministry of the Armed Forces 1963) bruker bare noen få av sine 745 sider om . De er ganske detaljerte og optimistiske: kapittel XI: Effekter på personell, seksjoner Langvarig fare for forsinket nedfall og genetiske effekter av atomstråling. Sitater:

“En rekke effekter av kjernefysisk stråling blir kanskje ikke synlige før noen år etter eksponering. Blant dem, og bortsett fra de genetiske effektene, kan vi sitere dannelsen av grå stær, reduksjon av levetiden, leukemi, visse andre former for maligniteter og forsinket utvikling av barna i livmoren på tidspunktet for bestrålingen. "

Disse effektene vises bare for massive eksponeringer, i størrelsesorden de som fører til akutt strålingssyndrom , og har ikke blitt observert for eksponeringer på mindre enn hundre millisieverter.

Langsiktig strålevernorganisasjon

Suksessive stadier av forurensning

I et første trinn domineres strålevern av problemet med radioaktivt jod:

I løpet av denne første perioden på en eller to måneder kan det radioaktive jod fra nedfallet inntas og binde seg til skjoldbruskkjertelen, der det kan føre til kreftknuter, spesielt hos barn.

I en andre periode er den dominerende forurensningen strontium 90 i 28,8 år, den for cesium-134 med en halveringstid på 2,06 år, og den for cesium-137 , med en periode på 30,2 år. Strontium er mindre til stede i en reaktorulykke, fordi den er mindre flyktig, men det er et av de farligste elementene i nedfallet fra atomeksplosjoner. Det festes til skjelettet. Omvendt er cesium 134 praktisk talt bare til stede i reaktorulykker, fordi det praktisk talt ikke er direkte dannet av fisjon, men av nøytronfangst på cesium 133, i seg selv dannet av radioaktivt forfall av fisjonsprodukter og derfor fraværende på tidspunktet for eksplosjonen. Dette er de tre dominerende elementene i radioaktiviteten til bestrålte drivstoffelementer i løpet av deres midlertidige lagringsperiode, og det er de som forårsaker grunnforurensning som om nødvendig rettferdiggjør en varig strålebeskyttelse i historisk skala.

I tilfelle en "større ulykke" (nivå 7 på INES-skalaen), kan det forventes at de permanent berørte områdene (med mer enn 10 Ci / km 2 cesium 137 eller tilsvarende, er det dvs. 370 kBq / m 2 ) telles i hundrevis av kvadratkilometer, hvis nedfallet var lokalt. Disse områdene er åpenbart desto viktigere ettersom utslippet har vært stort: ​​i størrelsesorden 1000  km 2 for Fukushima, i størrelsesorden 20 000  km 2 for Tsjernobyl.

Etter syv eller åtte århundrer har elementer med en halveringstid i størrelsesorden tretti år sett radioaktiviteten deres falle til mindre enn en milliondel av den opprinnelige verdien. Den dominerende radiotoksisiteten til fisjonsproduktene endres til radionuklider med lengre halveringstid og lavere radiotoksisitet: teknetium 99 (0,211  Ma ), cesium 135 (2,3  Ma ), zirkonium 93 (1,53  Ma ) og tinn 126 (0,23  Ma ). De andre langlivede fisjonsproduktene ( jod 129 av 15,7  Ma , selen 79 av 0,327  Ma , palladium 107 av 6,5  Ma ) produseres i mindre mengder og er normalt ikke dimensjonert, med mindre de er kjemisk separert. Har konsentrert seg andre steder.

Selv om spredningen av radioaktivt nedfall var relativt homogen, falt radioaktiviteten på dette stadiet til nivåer som var sammenlignbare eller til og med mye lavere enn de med naturlig radioaktivitet. Selv om det er gjenkjennelig med målingen, rettferdiggjør det ikke lenger stråleverntiltak. Faktisk, etter det radioaktive forfallet av radionuklider med en middels halveringstid , vil den radioaktive dosehastigheten på dette stadiet være mindre enn en milliondel av den som rådet ett år etter ulykken; For at et område å forbli overvåket på dette stadiet (i det minste med en dosehastighet større enn 1  µSv / t ), ville det i utgangspunktet ha hatt en dosehastighet av størrelsesorden Sv / h i løpet av året etter avsetning, som er urealistisk: en slik dosehastighet er den for et kompakt fragment, med et nivå av radioaktivitet som er i stand til å sterilisere sitt nærmeste miljø. Det handler ikke om et diffust nedfall, men om et fragment; dens meget konsentrasjon gjør dekontaminering enkelt, og enhver dekontaminering som utføres i løpet av dette halve årtusenet vil ha identifisert og evakuert den.

Nivå av radioaktivitet og farenivå

For å vurdere nivået av atomforurensning , må vi huske på at når det gjelder ekstern bestråling:

Den Becquerel faktisk måler oppløsningen av et enkelt atom hvert sekund, kan en målbar radioaktivitet være et resultat av kjemiske spor knapt synlig andre steder. Til sammenligning er den naturlige radioaktiviteten til en menneskekropp (hovedsakelig på grunn av kalium 40 i beinene) i størrelsesorden 8 000 becquerels for en hudoverflate i størrelsesorden 2  m 2 .

Begrensede eller begrensede områder

For de offentlige myndighetene oppstår spørsmålet om hva som kan godkjennes eller ikke som tilgang til forurensede områder.

De regulatoriske dosegrensene som publikum eller arbeidstakere kan bli utsatt for, er i størrelsesorden 1 til 50  mSv / år , som er størrelsesorden for naturlig stråling. Men denne regulatoriske grensen er et kunstig kompromiss. Disse dosegrensene gjelder selv for sporadiske eksponeringer, som er kjent for å være mer skadelige; og omvendt fører visse kontinuerlige naturlige eksponeringer til mer enn 100  mSv / år uten tilsynelatende skade på befolkningen.

Når det gjelder de forurensede områdene i Tsjernobyl , var reguleringen av områdene i henhold til cesium 137- forurensningen , den viktigste markøren for forurensning i historisk skala, veldig forsiktig og modellert etter forskriftene som gjelder sivil kjernekraft:

Når det gjelder områdene som er forurenset av Fukushima-ulykken, er begrensningsterskelene høyere, men inkluderer all radioaktivitet og ikke bare cesium. Begrensningene avhenger av sonene, indikert ved å hente inspirasjon fra trafikklyskoden:

Disse forskriftene er ment å beskytte befolkningen mot den stokastiske risikoen for langvarig permanent okkupasjon, som er dårlig forstått i dag, og som oppfyller et folkehelsemål .

Selv i den "forbudte" sonen forblir helseeffekten lav på individnivå: et opphold på en måned i sonen (farget i oransje på kartet) der radioaktiviteten er mindre enn 125 µSv / t, utsettes for en kumulativ dose på opptil 90  mSv . Hvis vi refererer til den lineære modellen uten en terskel , øker en slik dose risikoen for at en dag får kreft maksimalt fra 20% til 21%, og risikoen for å dø av den øker med mer enn halvparten i hundre; denne modellen er imidlertid bare validert for radioaktive doser mottatt på få sekunder; ingen biologiske konsekvenser har noen gang blitt demonstrert virkelig for en dosehastighet på mindre enn 125 µSv / t, som forblir i domenet med lave stråledoser .

Konsekvenser for flora og fauna

Lite er kjent om effekten av akutt bestråling . Utviklingsavvik er bevist, enten på plantevekst , eller på embryogenesen av eksponerte dyrepopulasjoner. Mikroskopisk undersøkelse av et eksemplar av planter som hadde vokst på sensommeren 1945 på de ødelagte landene i Hiroshima, avslørte forstørrede og forvrengte celler.

Den største frykten (spesielt for mennesker) er genetiske mutasjoner , men denne risikoen ser ikke ut til å berøre pattedyr på samme måte som andre dyr.

Som med jod kan biokonsentrasjonen av radionuklider i forurensede områder gjøre plante- eller animalske produkter uegnet til konsum. Helsekontroll i disse områdene må derfor opprettholdes langt utenfor det punktet der det ikke lenger er farlig å bo der.

“Fra et økosystemperspektiv er en kraftverksulykke gode nyheter, fordi den øyeblikkelig skaper et perfekt naturreservat ! Dyrelivet har aldri vært så bra i nærheten av Tsjernobyl som siden mennene ble evakuert (sovjetisk kolonisering var derimot en reell katastrofe for flora og fauna). Nivået av radioaktivitet har nå ingen effekt på de omkringliggende økosystemene, og det faktum å ha evakuert rovdyret (mennesket) har tillatt tilbakevending av bever , ulv , hauk , etc. Vi utnyttet til og med denne uventede opprettelsen av et naturreservat for å gjeninnføre bison- og Przewalski-hester , som har det veldig bra, takk. Frykten for radioaktivitet kommer av frykten vi alle har når vi ikke forstår hva som skjer. Men det vi ikke forstår er ikke nødvendigvis farlig for alt det ... ”( Jean-Marc Jancovici )

På grunn av den mulige bioakkumuleringen av cesium 137 , kan sopp eller ville dyr som lever av det, nå nivåer av radioaktivitet, noe som gjør dem juridisk uegnet til konsum, selv i områder som ikke er klassifisert som "forurenset", for eksempel et villsvin som er jaktet i Tyskland eller et hjort i Østerrike. Denne forurensningen er veldig variabel: fra 15 til 5000  Bq / kg for sopp og opp til 5000  Bq / kg for vilt.

Imidlertid bør disse journalistiske eksemplene settes i perspektiv ved å understreke at reguleringsgrensen for matvarer "uegnet til konsum" tilsvarer konsentrasjoner som utsetter publikum for bestråling som overstiger 1  mSv / år , som fortsatt er en veldig lav dose bestråling , men fremfor alt at denne dosen beregnes ut fra en daglig diett bestående av matvarer av denne typen , noe som åpenbart er urealistisk når det gjelder vilt. På nivåene av bioakkumulering som er nevnt i disse eksemplene, har sporadisk forbruk (tre ganger i året, dvs. hundre ganger sjeldnere) bare en innvirkning på to størrelsesordener lavere, noe som åpenbart er ubetydelig. Cesium-137 har en estimert radiotoksisitet på 13 × 10 −9  Sv / Bq , og forbruker ti kilo villsvin eller sopp, til og med forurenset ved rekordnivåer på 5000  Bq / kg, og gir bare en effektiv dose. Begått 0,65  mSv , som ikke har noen målbar helseeffekt, selv om man antar den lineære modellen uten terskel .

Globale konsekvenser

Effekter på resten av verdens befolkning (global nedfall)

Mellom 1945 og 1971, atmosfæriske prøvesprengninger frigjøres en energi ekvivalent med det av eksplosjonen av mer enn fem hundre megatonn av TNT . Fra 1963 vil internasjonale traktater redusere forekomsten av disse testene, og kjernekraftene vil i seg selv unngå atmosfærisk brann til fordel for underjordisk brann.

Hele verdensbefolkningen har blitt utsatt for radionuklider spredt på jordoverflaten ved disse atmosfæriske testene. Effektene på verdensbefolkningen er fortsatt vanskelige å estimere på grunn av de svært lave strålingsdosene som er involvert (flere ordrer lavere enn naturlig radioaktivitet).

Amerikanske rapporten fra CDC , med tanke på muligheten for en studie på dette temaet, øker muligheten for 11.000 dødsfall en stråling-indusert kreft ved nedfall i USA mellom 1950 og begynnelsen av XXI th  århundre. Denne beregnede figuren, imponerende, selv om den kan være i absolutte termer, dekker faktisk en ekstremt lav forekomst: for aldersgruppen som er mest utsatt, den som ble født i 1951, økte atomnedfallet risikoen for død fra kreft. % naturlig, med en beregnet risiko på 20,0263%. Denne studien estimerer antall ofre ved en ekstrapolering som bare er en hypotese (eksistensen av en lineær dose-responsfunksjon inkludert for svært lave doser), den naturlige radioaktiviteten i henhold til samme ekstrapolering vil da være ansvarlig for 16 ganger flere dødsfall. Til sammenligning skjedde alle årsakene i 1990 500 000 dødsfall fra kreft i samme land. Rapporten understreker videre at effekten av lave doser av bestråling er veldig dårlig forstått, og at modellene som brukes er derfor stort sett vilkårlige. Siden den ytterligere risikoen for en av 3800 dødsfall ikke kan påvises, konkluderer rapporten med at det ikke er behov for ytterligere studier.

Når det gjelder effekten på antall forekomster av genetiske sykdommer, mangler pålitelige data, men de kan betraktes som svært svake.

Andrei Sakharovs synspunkt

Andreï Sakharov (fysiker og "far" til den sovjetiske H-bomben , den gang Nobels fredsprisvinner ) forteller i sine memoarer (1978-1984, Le Seuil, 1990, kap. 14: "Problemet med terskelen i biologiske effekter") etter å ha publisert en studie om emnet i 1957:

"Det som skiller de fjerne biologiske konsekvensene av kjernefysiske eksplosjoner (spesielt når de finner sted i atmosfæren, det radioaktive nedfallet som sprer seg over hele jorden eller rettere sagt hele halvkule), er at de kan beregnes, man kan bestemme med mer eller mindre presisjon det totale antallet ofre, men man kan knapt indikere hvem disse ofrene er, fordi de går tapt i tidevannet. "( S.  224 )"

Selv en liten dose bestråling kan forstyrre den arvelige mekanismen og forårsake arvelig sykdom eller død. "( S.  225 )"

“Sannsynligheten for lesjoner er direkte proporsjonal med dosen av bestråling, men innenfor visse kjente grenser, avhenger ikke lesjonens natur lenger av mengden av bestråling. [...] Dette kalles situasjonen uten terskel ”( s.  225 )”

"Disse effektene - inkludert utseendet av karsinomer og genetiske mutasjoner - manifesteres selv med minimal bestråling og fører statistisk til høye dødelighetsgrader og patologi fordi et veldig stort antall mennesker og til slutt hele menneskeheten er utsatt for stråling. "( S.  228 )"

“Jeg estimerte det globale antallet ofre per megaton eksplosjon til 10 000 [...] av en befolkning på 30 milliarder menn, i hele perioden berørt av den radioaktive effekten. "( S.  229 )"

Testenes kumulative kraft overstiger fire hundre megaton [se ekstern lenke 1] , noe som vil føre til et estimat på 4 millioner dødsfall i løpet av flere tusen år som tilsvarer aktivitetsperioden til de involverte radioaktive produktene.

Ingen terskelmodellen er indikert å ha blitt brukt av WHO for å vurdere virkningene av Tsjernobyl-katastrofen av Jean-Pierre Dupuy i sin bok fra 2006 Retour de Tchernobyl .

Det skal likevel bemerkes at Mr. Sakharov verken er lege eller biolog, og denne publikasjonen går tilbake til 1957 (uten mye etterpåklokhet fra oppfølgingen av de overlevende fra Hiroshima og Nagasaki).

Kjernevinter

Hypotesen om katastrofale effekter på klimaet ble fremmet av en gruppe forskere i 1983. Hvis USA eller Russland brukte til og med halvparten av sitt arsenal av atomvåpen under en større atomkonfrontasjon , ville dette føre til økningen av en kolossal masse på støv og røyk, sistnevnte hindret solstråling , hovedsakelig på den nordlige halvkule , i flere måneder (sammenlignbar eller bedre enn eksplosjonen av vulkanen Tambora i 1815). Dette ville gi generell kjøling, ofte kalt atomvinter .

I tillegg var disse forskerne enige om at utslipp fra eksplosjonen av disse våpnene kan skade ozonlaget og forårsake ytterligere skade.

Merknader og referanser

  1. Marsvinene til D Dr. Strangelove , The World
  2. INES brukerhåndbok , http://www-ns.iaea.org/tech-areas/emergency/ines.asp#3
  3. I følge Fukushima-ulykken: konsekvenser for det terrestriske miljøet i Japan , Didier Champion, IRSN, 9. februar 2012.
  4. Dataanalyse og fysisk-kjemisk modellering av strålingsulykken i sørlige Ural i 1957 , Moskva ATOMNAYA ENERGIYA, jan 95 nr 1, s.  46-50 .
  5. (en) AV Akleyev , L. Yu Krestinina , MO Degteva og EI Tolstykh , “  Konsekvenser av strålingsulykken ved Mayak-produksjonsforeningen i 1957 ('Kyshtym Accident')  " , Journal of Radiological Protection , vol.  37, n o  3,2017, R19 ( ISSN  0952-4746 , DOI  10.1088 / 1361-6498 / aa7f8d , lest online , åpnet 12. mars 2018 )
  6. http://hiroshimabomb.free.fr/bombe_a.html
  7. . Den radiologiske dimensjonen av franske atomforsøk i Polynesia, Forsvarsdepartementet, desember 2006
  8. Effektene av atomvåpen, 1.27
  9. I følge Uranium-isotoper i Hiroshima “Black Rain” Soil , Journal of Radiation Research, Vol.24, No.3 (1983) s.  229-236 .
  10. Fra medisinske aspekter ved bruk av atomvåpen , RPDelahaye, SPEI, 1969
  11. Forskrifter om radiologiske kriser , ASN november 2006.
  12. Effekten av atomvåpen, §9.15
  13. A Natural History of Chernobyl "Archived copy" (versjon datert 13. mai 2009 på Internet Archive ) , av Mary Mycio, Wormwood Forest: A Natural History of Chernobyl
  14. Integrert molekylær analyse indikerer uoppdagelig DNA-skade i mus etter kontinuerlig bestråling ved ~ 400 ganger naturlig bakgrunnsstråling . Om helseperspektiv. 26. april 2012
  15. Effekter av stråling , Roland Masse
  16. Effekt av kontinuerlig stråling med lav intensitet på suksessive generasjoner av albino-rotten , Sidney O. Brown, Genetics 50: 1101-1113 november 1964.
  17. Dekret av 20. november 2009 om godkjenning av vedtak nr .  2009-DC-0153 fra Nuclear Safety Authority av 18. august 2009 om intervensjonsnivåer i en radiologisk nødsituasjon.
  18. Evakueringsrelaterte dødsfall nå mer enn jordskjelvet / tsunamien i Fukushima Prefecture , Japan Daily Press, 18. desember 2013.
  19. Fukushima-evakuering har drept mer enn jordskjelv og tsunami, sier undersøkelsen , NBC News, 10. september 2013.
  20. Helseeffekter av Tsjernobyl-ulykken , Verdens helseorganisasjon, Aide-Mémoire nr .  303 april 2006.
  21. Se for eksempel Kreftfremkallende effekter av lave doser av ioniserende stråling: nåværende epidemiologiske data .
  22. Vi kan legge merke til at over 10  mSv / t blir hastigheten på DNA-dobbeltstrengsbrudd (~ 1 / cGy) i alle fall større enn reparasjonshastigheten (~ time), noe som fører til effekter nødvendigvis forskjellige celler. Dette antyder at dosehastigheter over 10  mSv / t fører til totale doseavhengige effekter, ikke hastighet.
  23. Rapport DRPH / 2010-010 , IRSN 2011.
  24. Effekter av stråling , R. Masse.
  25. Rådsdirektiv 96/29 / Euratom av 13. mai 1996 om fastsettelse av grunnleggende standarder for helsebeskyttelse for befolkningen og arbeidstakere mot farene som følger av ioniserende stråling.
  26. Iitate evakuation relaxed , World Nuclear News, juli 2012.
  27. (in) Sammenlignende søppel og avlskarakteristikker av musepopulasjoner i 82 generasjoner av X-bestrålte mannlige stamfedre JF Spalding, R. Brooks og GL Tietjen på 166 sider nummer 237-240 av Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine i februar nitten åttiett
  28. Jean-Marc Jancovici , intervju publisert i BIP 15. februar 2012
  29. (i) Juergen Baetz, "  Radioaktive villsvin og sopp i Europa er fortsatt en grim påminnelse 25 Years After Chornobyl  " , The Associated Press ,1 st april 2011(åpnet 7. juni 2012 )
  30. Cesium 137 på "radioactivity.com".
  31. Public Health Code, Artikkel R1333-8
  32. (in) Endelig rapport om gjennomførbarheten av en studie av helsekonsekvensene for den amerikanske befolkningen fra atomvåpenforsøk gjennomført av USA og andre nasjoner
  33. (en) s.  110
  34. (en) s.  115

Se også

Bibliografi

Eksterne linker