radioactives, retombées (faune & Flore).

radioactives, retombées (faune & Flore). 1 PRÉSENTATION radioactives, retombées, dépôt à la surface de la Terre de particules radioactives rejetées dans l'atmosphère à la suite d'explosions nucléaires ou d'émissions de déchets par les installations et centrales nucléaires. L'attention du public s'est plus particulièrement portée sur les effets des retombées dues aux essais nucléaires en atmosphère, pratiqués à grande échelle au cours des années 1950 et au début des années 1960. Certains effets ont été imputés à ces essais à diverses reprises pendant de nombreuses années. Depuis la signature en 1963 du traité de limitation des essais nucléaires, le niveau des retombées a diminué dans le monde entier (voir contrôle des armements). L'accident de la centrale de Tchernobyl, qui s'est produit en URSS en 1986, a également provoqué des retombées radioactives. 2 MÉCANISME DES RETOMBÉES Les retombées radioactives proviennent de la fission nucléaire et de l'activation du sol, de l'air, de l'eau ainsi que d'autres matériaux se trouvant à proximité de l'explosion. Les particules radioactives sont invisibles et si légères qu'elles pourraient tourner indéfiniment autour du globe sans jamais retomber sur la Terre. Cependant, cela ne pourrait se produire que si l'on faisait éclater une bombe à une distance considérable de l'atmosphère terrestre. Lorsqu'une arme nucléaire éclate près de la surface de la Terre, la violence de l'explosion pulvérise des quantités importantes de matière, dont la plus grande partie est entraînée par une boule de feu puis aspirée par la masse chaude qui s'élève pour former le nuage caractéristique en forme de champignon. Dans la boule de feu et la colonne du champignon, les particules radioactives vont s'associer à des particules plus lourdes. Ces dernières jouent alors le rôle de lest. Quant aux morceaux de matière plus lourds, ils retombent sur la Terre au bout de quelques minutes, constituant ainsi des retombées extrêmement localisées. Des particules moins lourdes, bien que facilement visibles, sont emportées par le champignon et retombent au bout de quelques heures ; on parle alors de retombées locales. La nature et l'étendue de cette catégorie de retombées varient selon le type et la taille de l'explosion, l'altitude de la détonation ainsi que la force et la direction des vents. Les particules microscopiques, elles, mettent beaucoup plus de temps à se déposer. Dans le cas d'une explosion de faible ou de moyenne puissance, la bombe ne peut pas pénétrer la tropopause, c'est-à-dire la couche atmosphérique qui se situe entre la troposphère et la stratosphère. Avec ce type de retombées, qualifiées de troposphériques, les fragments de matière radioactive tournent autour du globe dans une zone correspondant à la latitude de l'explosion, et retombent sur la Terre lorsque la pluie ou d'autres formes de précipitations viennent débarrasser l'atmosphère de ces corps étrangers. Si l'explosion est suffisamment puissante pour envoyer les débris de la bombe au-dessus de la tropopause, la plupart des petites particules restent dans la stratosphère où elles sont le jeu des vents stratosphériques. On parle alors de retombées stratosphériques ou retombées globales. Étant donné qu'il n'y a pas de précipitations dans la stratosphère, ces particules peuvent y rester très longtemps. Elles sont disséminées horizontalement, si bien qu'après un certain nombre de révolutions autour de la Terre on peut les retrouver dans toute la stratosphère. Cependant, les particules peuvent également migrer verticalement, notamment dans les régions polaires en hiver et au début du printemps, passant dans la troposphère et se comportant alors comme les retombées troposphériques. 3 PERSISTANCE DES RETOMBÉES D'UNE BOMBE Les produits de fission issus de la scission des atomes d'uranium ou de plutonium et des matériaux activés par les neutrons comprennent environ 300 isotopes radioactifs différents. Chaque radionucléide est caractérisé par sa période radioactive, c'est-à-dire le temps nécessaire pour que son activité diminue jusqu'à la moitié de sa valeur par suite d'un processus de désintégration déterminé. Dans l'heure qui suit l'explosion, la plupart des substances à vie très courte -- celles dont la période radioactive se mesure en secondes ou en minutes -- se désintègrent, la radioactivité totale de la bombe étant alors réduite plus de cent fois. Après la première heure, la radioactivité restante se résorbe de plus en plus lentement. Les produits de fission à vie longue constituent la plus grande partie de la radioactivité résiduelle. Certains produits de fission ont une durée de vie extrêmement longue ; ainsi, le strontium-90 (symbole 90Sr), aussi appelé radiostrontium, a une période radioactive de vingt-huit ans. Ces corps à vie longue sont la cause des risques d'irradiation à long terme. 4 EFFETS BIOLOGIQUES DES RETOMBÉES GLOBALES La longue durée de rétention des débris de la bombe dans la stratosphère permet la dissipation d'une partie des produits de fission à vie courte. Dans le cas de retombées troposphériques, la désintégration se fait en partie dans l'atmosphère, réduisant ainsi dans une certaine mesure la dose de radiation imposée à la population à la surface de la Terre. Cependant, les radionucléides à vie longue, tels que le 90Sr, se désintègrent peu durant leur séjour dans la stratosphère, et constituent donc un risque potentiel pendant de nombreuses années, notamment par le biais de la contamination des aliments consommés par les humains. 4.1 Strontium-90 Le comportement chimique du radiostrontium est semblable à celui du calcium, notamment en ce qui concerne sa fixation sur les os humains. La plupart des systèmes biologiques préfèrent le calcium au strontium, par conséquent, la quantité de calcium. Cependant, lorsque le 90Sr 90Sr absorbée par les racines des plantes et par les animaux dépend de la disponibilité du se dépose directement sur les plantes au cours des retombées nucléaires, les plantes en absorbent davantage que si elles l'absorbaient uniquement par les racines, si bien que les animaux et les humains disposent d'une plus grande quantité de indicateur de la teneur en 90Sr 90Sr. En outre, et bien que le lait soit utilisé comme un dans les aliments, car il présente une forte concentration en calcium, le corps humain absorbe moins de 90Sr à partir du lait qu'à partir d'aliments à moindre teneur en calcium. Pour la plupart, les autres aliments proviennent de zones géographiques dont le taux de retombées et d'assimilation par le sol du 90Sr est variable. À cela, il faut ajouter les variations des périodes de pousse et des sols, ainsi que les pratiques modernes de production alimentaire et de distribution, de sorte que la part du 90Sr dans le régime alimentaire, comparée à celle du calcium, est plus faible dans certaines régions que ne donnerait à penser l'importance des retombées, et plus élevée dans d'autres. Après avoir pénétré dans le corps, le 90Sr est en partie éliminé, le reste se fixant avec le calcium dans l'os nouvellement formé. Chez l'enfant, le renouvelés en permanence, au fur et à mesure de la croissance de l'os. Chez l'adulte, le renouvellement est faible ; le quantité de 90Sr présente dans l'os dépend de la quantité de 90Sr 90Sr 90Sr et le calcium sont se fixe peu, et son élimination est très lente. La et de calcium ingérée au cours des périodes de croissance de l'os. La longue période de rétention du 90Sr par l'os explique les risques potentiels que ce corps représente. Au cours d'expériences animales et, dans certains cas, d'irradiation de l'homme par le radium où les matières radioactives s'étaient fixées dans l'os en quantités suffisamment importantes, on a constaté une fréquence accrue de leucémies et de cancers des os. Toutefois, actuellement, les niveaux de 4.2 90Sr chez l'homme sont bien trop faibles pour provoquer de tels effets. Autres radionucléides Bien que l'iode-131 soit un corps radioactif à vie très courte avec une période radioactive de huit jours, il constitue l'une des sources d'irradiation interne les plus importantes, car il se concentre dans la glande thyroïde. Peu après un accident ou une explosion nucléaire, les vaches ingèrent de l'herbe contenant de l'iode-131 ; l'isotope radioactif apparaît alors rapidement dans le lait. Le lait étant en général consommé quelques jours seulement après avoir été trait, les personnes inconscientes du danger peuvent ingérer des quantités importantes d'iode-131. Les autres aliments étant généralement consommés moins rapidement, la radioactivité a le temps de diminuer. Si l'iode radioactif s'accumule en grande quantité dans la thyroïde, le risque de cancer de la thyroïde augmente ; cependant, les niveaux d'accumulation atteints aujourd'hui à la suite de retombées radioactives sont trop faibles, ou l'exposition aux radiations est trop récente pour que l'on puisse observer un tel effet. Le césium-137, dont la période radioactive est de trente ans, entre également dans la chaîne alimentaire, et pénètre par conséquent dans le corps humain. Comme le potassium, auquel il ressemble de par ses caractéristiques chimiques, le césium pénètre partout et irradie tout le corps humain. Cependant, le césium radioactif ne reste dans le corps que quelques mois. Quant au carbone-14, dont la période radioactive est de 5 760 ans, il provient principalement de l'activation des atomes d'azote de l'air qui a lieu au cours des explosions nucléaires. Il est également produit en permanence de manière naturelle sous l'action des rayons cosmiques. Le carbone-14 se dépose sur la Terre sous forme de dioxyde de carbone, si bien qu'il est assimilé par les plantes pour être ensuite diffusé dans toute la matière biologique. Le césium-137, le carbone-14 et les autres nucléides qui se déposent sur la Terre et irradient le corps humain de l'extérieur contribuent à la dose de radiation reçue par l'ensemble du corps. Ce type de dose constitue un danger potentiel sur le plan génétique, et affecte également le corps lui-même. 5 EFFETS GÉNÉTIQUES DES RETOMBÉES Pour évaluer l'étendue des conséquences des retombées nucléaires, il est indispensable de prendre en compte les effets génétiques des radiations ( voir génétique). Celles-ci peuvent en effet provoquer des mutations, c'est-à-dire des modifications des cellules reproductrices qui transmettent les caractères héréditaires. À peu près toutes les mutations dues aux radiations sont nocives, et leurs effets persistent chez les générations suivantes. 6 RISQUE POTENTIEL L'évaluation des risques d'irradiation issus de retombées radioactives repose à peu près sur les mêmes critères que pour d'autres types de risque impliquant des populations importantes. De telles évaluations sont complexes, nécessairement liées à des intérêts politiques et économiques, et à d'autres risques. Dans le cas des retombées, le risque potentiel est mondial, impliquant de nombreuses incertitudes quant aux doses de radiation et leurs effets ; la situation internationale évoluant sans cesse, elle doit constamment être réévaluée. Dans le cadre d'une guerre nucléaire, les risques découlant des retombées seraient bien plus importants que pour les seuls essais nucléaires. On aurait alors affaire à des effets immédiatement mortels, ainsi qu'à des effets à long terme. Des études sur de telles situations ont débouché sur des programmes de protection contre les retombées dans le cadre des plans de défense civile. Des procédés de décontamination du sol, de l'eau et des aliments sont actuellement en cours de développement, afin de combattre les éventuels effets de retombées pendant et après une attaque nucléaire. Cependant, plusieurs études indépendantes laissent à penser que, si des êtres humains survivaient à une guerre nucléaire totale et à un éventuel hiver nucléaire (voir Nucléaires, armes), ils seraient probablement stériles. 7 ACCIDENTS DE RÉACTEURS NUCLÉAIRES L'expansion de l'énergie nucléaire pour la production d'électricité pose de sérieux problèmes de maîtrise des risques d'irradiation. Les produits de fission, obtenus dans les réacteurs par le procédé de fission contrôlée, sont dangereux pour l'environnement s'ils sont rejetés en grandes quantités, comme cela a été le cas à Tchernobyl en 1986. Si un accident se produisait, les débris de la fission s'échappant d'un réacteur, la région entourant l'usine serait contaminée sur des kilomètres. Pour éviter cela, les ingénieurs nucléaires conçoivent leurs installations afin de minimiser les risques de fuite accidentelle. Voir aussi Environnement ; Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA).