Les radiations ionisantes sont des formes d'énergie qui peuvent traverser la matière et arracher des électrons aux atomes, créant ainsi des ions. Ce phénomène, appelé ionisation, peut avoir des effets sur les cellules vivantes. Il est donc essentiel de comprendre d'où proviennent ces radiations et comment s'en protéger.
Radiation ionisante
Énergie capable d'arracher un électron à un atome, le transformant en ion.
Dose absorbée (D)
Quantité d'énergie déposée par les rayonnements dans la matière. Elle est mesurée en Gray (Gy).
Dose efficace (E)
Mesure l'impact biologique global des rayonnements sur l'organisme, en tenant compte de la sensibilité des différents organes. Elle est mesurée en Sievert (Sv).
Radical libre
Molécule très réactive, souvent créée par l'irradiation de l'eau dans le corps, qui peut endommager les cellules.
Principe ALARA
Acronyme de 'As Low As Reasonably Achievable' (aussi bas que raisonnablement possible), il guide la réduction de l'exposition aux radiations.
Sources d'irradiation
Il existe deux grandes catégories de sources d'irradiation auxquelles nous sommes exposés au quotidien.
Irradiation naturelle
L'irradiation naturelle est présente partout autour de nous. Elle provient de plusieurs sources :
- Le rayonnement cosmique : des particules venues de l'espace.
- Le rayonnement terrestre : des éléments radioactifs présents dans le sol et les roches (comme l'uranium, le thorium).
- Le radon : un gaz radioactif naturel issu de la désintégration de l'uranium dans le sol, qui peut s'accumuler dans les habitations.
- Les éléments radioactifs internes : des substances radioactives naturellement présentes dans notre corps (comme le potassium-40).
Irradiation artificielle
L'irradiation artificielle est celle qui est créée par l'activité humaine. Les principales sources sont :
- L'irradiation médicale : les examens comme les radiographies, les scanners ou certains traitements (radiothérapie). C'est la source artificielle la plus importante pour la population, avec une dose moyenne de 0,04 à 1,0 mSv par an.
- Les activités industrielles et nucléaires : les centrales nucléaires, les usines de traitement de déchets radioactifs, ou certains produits de consommation.
Normes de radioprotection
Pour protéger les personnes des dangers des radiations, des règles strictes de radioprotection ont été établies, notamment en Europe. Ces normes fixent des limites de dose à ne pas dépasser.
Limites de dose
Les limites de dose efficace sont différentes selon les populations :
- Pour le public : la limite est de 1 mSv par an.
- Pour les travailleurs exposés (personnes travaillant avec des sources de radiations) : la limite est de 20 mSv par an.
Zonage en radioprotection
Dans les lieux où des radiations sont utilisées, des zones sont définies en fonction du niveau de risque. C'est ce qu'on appelle le zonage. Chaque zone a des règles spécifiques pour protéger les personnes qui y travaillent ou y passent.
Tableau de zonage et limites de dose
Irradiation d'origine médicale et principe ALARA
L'irradiation d'origine médicale est un cas particulier. Il n'y a pas de limite de dose réglementaire fixe, car l'exposition est justifiée par un bénéfice pour la santé du patient (diagnostic ou traitement). Cependant, elle doit suivre trois principes fondamentaux :
- La justification : l'examen ou le traitement doit être nécessaire et le bénéfice pour le patient doit être supérieur au risque.
- L'optimisation (principe ALARA) : la dose de rayonnement doit être maintenue aussi basse que raisonnablement possible, tout en étant suffisante pour obtenir le résultat médical souhaité.
- La limitation : les doses reçues par le personnel médical et le public doivent respecter les limites réglementaires.
Effets des radiations sur les cellules
Lorsque les radiations ionisantes traversent le corps, elles peuvent interagir avec les atomes et les molécules de nos cellules. Ces interactions peuvent entraîner des dommages.
Ionisation et radicaux libres
Les radiations peuvent directement ioniser des atomes importants dans les molécules de nos cellules. Mais le plus souvent, elles ionisent les molécules d'eau présentes en grande quantité. Cette ionisation de l'eau crée des radicaux libres, qui sont des molécules très instables et réactives. Ces radicaux libres peuvent ensuite endommager d'autres molécules importantes à distance.
Dommages à l'ADN
L'ADN (Acide Désoxyribonucléique) est la cible la plus importante des radiations. C'est la "recette" de notre corps, essentielle au bon fonctionnement des cellules et à la transmission de l'information génétique. Les dommages à l'ADN peuvent être :
- Des cassures : simples (un seul brin d'ADN) ou doubles (les deux brins).
- Des altérations des bases : modification ou suppression de parties de l'ADN.
- Des liaisons anormales : entre l'ADN et des protéines, ou entre différentes parties de l'ADN.
Réparation cellulaire et conséquences
Heureusement, nos cellules possèdent des mécanismes de réparation très efficaces pour corriger les dommages à l'ADN. Cependant, ces mécanismes peuvent parfois être dépassés ou faire des erreurs. Les conséquences peuvent être :
- L'apoptose : la cellule se suicide pour éviter de transmettre des erreurs. C'est un processus programmé.
- Les mutations : une erreur de réparation est conservée et transmise aux nouvelles cellules, ce qui peut altérer leur fonctionnement.
- La cancérisation : si les mutations affectent des gènes importants pour le contrôle de la division cellulaire, cela peut entraîner une multiplication anarchique des cellules et le développement d'un cancer.
- La nécrose : à très fortes doses, les dommages sont si importants que la cellule éclate et meurt de manière non contrôlée.
A retenir :
En résumé :
- Nous sommes exposés à des radiations naturelles (cosmiques, terrestres, radon) et artificielles (médicales, industrielles).
- Les normes de radioprotection fixent des limites de dose (1 mSv/an pour le public, 20 mSv/an pour les travailleurs) et organisent le zonage des lieux à risque.
- L'irradiation médicale est justifiée par le bénéfice pour le patient et suit le principe ALARA (dose la plus basse possible).
- Les radiations ionisantes peuvent endommager les cellules en créant des radicaux libres et en causant des lésions à l'ADN.
- Les cellules tentent de se réparer, mais des dommages persistants peuvent entraîner l'apoptose, des mutations ou la cancérisation.