Les substances radioactives ont un noyau instable qui se dégrade spontanément. Un rayonnement de haute énergie est alors émis : il s’agit d’un rayonnement ionisant - familièrement appelé rayonnement radioactif. Ce rayonnement n’est pas perceptible par l’être humain. On ne peut ni le voir, ni l’entendre, ni le sentir, ni le goûter. Cela provoque souvent un sentiment de malaise, voire de peur.
Le rayonnement radioactif peut en effet être très dangereux. Le risque de cancer augmente avec la dose de rayonnement. En Suisse, des valeurs limites strictes sont appliquées afin de minimiser tout risque. Le danger inhérent à la radioactivité justifie une gestion des déchets radioactifs dans des conditions de sûreté optimales. C'est la seule façon de protéger l’Homme et l’environnement.
Découverte et exploration
Aussi dangereuse que puisse être la radioactivité, elle a fait l’objet de recherches approfondies, ce qui permet de la manipuler en toute sécurité. Le terme « radioactivité » est utilisé depuis 1898 : le couple Marie Curie et Pierre Curie (en photo) est à l’origine de ce terme. Le couple a reçu une moitié du prix Nobel de physique en 1903 « pour leurs travaux communs sur les phénomènes de rayonnement découverts par H. Becquerel ». La seconde moitié du prix Nobel a été attribuée à ce même Henri Becquerel, qui a découvert la radioactivité en 1896.
Le rayonnement s’est rapidement révélé utile en médecine : le 23 janvier 1896, la première radiographie d’une main a été publiée. Peu de temps après, le premier patient atteint d’un cancer a été traité. Grâce aux nombreuses applications possibles en médecine, mais aussi dans l’industrie et la recherche, la radioactivité exerçait une forte attraction sur les chercheurs. Cela explique les connaissances approfondies que nous possédons aujourd’hui sur le sujet.
Les trois principaux types de rayonnement sont :
- les rayonnements alpha et bêta qui sont produits lors de la transformation spontanée d’un noyau atomique instable en un autre noyau.
- les rayonnements gamma qui sont émis lorsque le noyau atomique se décharge d’un excédent d’énergie.
En bref : qu’est-ce que la radioactivité ?
La radioactivité diminue avec le temps
La désintégration radioactive fait que la radioactivité diminue constamment. En conséquence, le rayonnement des substances radioactives et donc des déchets diminue progressivement, pour atteindre en fin de compte un niveau inoffensif. C’est donc pour protéger la sphère du vivant que les déchets doivent être stockés dans un dépôt en couches géologiques profondes. Grâce aux barrières de sûreté, les déchets y sont confinés de manière sûre.
Les substances radioactives peuvent pénétrer dans le corps par le biais des voies respiratoires ou de la nourriture, puis se dégrader à l’intérieur du corps. Pour se protéger de cette irradiation interne, il faut éviter d’absorber des radionucléides.
Les rayonnements radioactifs peuvent endommager les cellules de l’organisme. Cela conduit au cancer. Parallèlement, le rayonnement bêta peut être utilisé en médecine pour détruire les cellules cancéreuses (radiothérapie).
La radioactivité dans la nature
Une faible quantité de radioactivité naturelle est présente partout : dans le sol, dans les matériaux de construction, dans notre alimentation et dans l’air que nous respirons. Nous absorbons donc constamment de petites quantités de substances radioactives, comme par exemple le potassium-40, qui est surtout intégré dans les tissus musculaires.
Les substances radioactives naturelles se sont initialement formées lors de l’explosion d’étoiles (supernovae). Certaines de ces substances ont pour ainsi dire été « intégrées » au sein de la Terre lorsque celle-ci s’est formée. Leur désintégration contribue notablement à l’énergie géothermique. De petites quantités de substances naturellement radioactives continuent d’être générées, dans l’atmosphère, par l’interaction avec le rayonnement cosmique.
Par le haut et par le bas
En Suisse, l’exposition moyenne aux rayonnements est d’environ 6 millisieverts par an et par personne. La majeure partie, 4,3 millisieverts, est une radioactivité naturelle. Celle-ci comprend le rayonnement cosmique provenant de l’espace, qui dépend de l’altitude du lieu de résidence.
Sur le Plateau suisse, par exemple, la radioactivité naturelle est d’environ 0,1 microsievert par heure. Nous y sommes tous exposés en permanence. Après 10 heures, nous recevons une dose de rayonnement d’1 microsievert. La moitié de celle-ci provient de l’espace. L’autre moitié, le rayonnement terrestre, provient des roches du sous-sol, par exemple de granit contenant de l’uranium.
À Davos, par exemple, on sera exposé à un rayonnement cosmique plus important que sur le Plateau suisse. En altitude, la couche protectrice de l’atmosphère est plus mince. Ainsi, lorsqu’on prend l’avion, notre corps absorbe davantage de rayonnement qu’au sol. Les habitants de Locarno, dans le Tessin, sont également exposés à davantage de rayonnement naturel que ceux de Zurich. La raison : Locarno est situé sur du gneiss contenant de l’uranium.
Le radon domine
La source d’exposition la plus importante est le radon dans les habitations, qui atteint 3,3 millisieverts (voir figure). Ce gaz émane du sous-sol et pénètre dans les maisons par le biais de caves naturelles ou de fissures, ou il peut être libéré par des matériaux de construction.
Nous sommes également exposés à des rayonnements d’origine artificielle. Les applications médicales génèrent des expositions plus élevées, tandis que les applications industrielles génèrent des expositions nettement plus faibles.
Effet sur le corps humain
Les rayons alpha, bêta et gamma font partie des rayonnements ionisants. Ils transmettent une telle quantité d’énergie aux atomes et aux molécules de la matière irradiée que des électrons se détachent de la couche électronique. Ce phénomène peut entraîner la disjonction de liaisons chimiques et ainsi des dommages aux cellules, aux tissus et aux organes.
Les trois types de rayonnement pénètrent plus ou moins profondément dans les tissus humains. Les rayons alpha n’arrivent que dans la couche supérieure de la peau, ne pénétrant que de quelques fractions de millimètre. Les rayons bêta parviennent à une profondeur de quelques millimètres et peuvent donc passer les couches cutanées. Quant aux rayons gamma, très énergétiques, ils peuvent traverser le corps humain. Ce faisant, ils s’affaiblissent quelque peu, mais se dispersent dans les tissus.
Comment se protéger contre les rayonnements
Les rayonnements émanant de sources naturelles ou artificielles se distinguent par leur origine, mais pas par leurs propriétés ni par leurs effets. Pour se protéger d’une source de rayonnement externe, il convient de recourir à un blindage, de maintenir une distance adéquate et de limiter autant que possible le temps d’exposition.
L’atténuation des rayonnements alpha et bêta peut être obtenue avec des méthodes peu contraignantes. En revanche, le rayonnement gamma ne peut être atténué qu’à l’aide de plusieurs centimètres de fer ou de quelques mètres de roche ou de béton.
En médecine
Un exemple concret que beaucoup connaissent encore : le tablier de radioprotection. Il sert à protéger toutes les parties du corps qui ne doivent pas être exposées aux rayons (blindage). Le personnel médical se protège généralement pendant la radiographie en quittant la pièce ou en se plaçant derrière un mur protecteur (distance et blindage). D’ailleurs, le tablier de radioprotection est un modèle obsolète. L’exposition aux radiations lors de la radiographie a nettement diminué grâce aux progrès de la technique. Grâce aux progrès techniques, l’exposition aux rayons lors d’une radiographie a considérablement diminué.
Le corps absorbe beaucoup plus de rayonnements lors du traitement d’une tumeur que lors d’une radiographie. Les personnes atteintes d’un cancer peuvent être traitées par radiothérapie. Une chimiothérapie agit sur l’ensemble du corps, tandis qu’une radiothérapie agit de manière ciblée à un endroit précis. Le rayonnement radioactif est utilisé pour endommager les cellules cancéreuses. Cependant, des cellules saines de l’organisme seront dans ce cas également endommagées.
La radioactivité est mesurée en permanence
La Centrale nationale d’alarme (CENAL) exploite son propre réseau de surveillance de la radioactivité. Dans les 76 stations réparties dans toute la Suisse, des sondes transmettent la valeur mesurée actuelle toutes les dix minutes. Sur le site Internet de la CENAL, vous trouverez les valeurs moyennes quotidiennes et les chronogrammes.