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Rayonnements ionisants, effets sur la santé et mesures de protection

Aide-mémoire N°371
Mai 2016


Principaux faits

  • Les rayonnements ionisants sont un type d’énergie libéré par les atomes sous forme d’ondes ou de particules.
  • Les gens sont exposés à des sources naturelles de rayonnements ionisants telles que le sol, l’eau, la végétation, ainsi qu’à des sources artificielles telles que sources de rayons X et certains dispositifs médicaux.
  • Les rayonnements ionisants ont de nombreuses applications bénéfiques, notamment en médecine, en agriculture, dans l’industrie et dans la recherche.
  • À mesure que les usages des rayonnements ionisants se multiplient, les dangers qu’ils peuvent comporter pour la santé, s’ils ne sont pas correctement utilisés ou confinés, augmentent.
  • Des effets sanitaires aigus tels que des brûlures cutanées ou un syndrome d’irradiation aigu peuvent se produire lorsque les doses de rayonnements dépassent un certain niveau.
  • Les faibles doses de rayonnements ionisants peuvent accroître le risque d’effet à long terme comme le cancer.

Qu'est-ce qu'un rayonnement ionisant?

Les rayonnements ionisants sont une forme d’énergie libérée par les atomes qui se propage par le biais d’ondes électromagnétiques (rayons gamma ou X) ou de particules (neutrons, particules bêta ou alpha). La désintégration spontanée des atomes est appelée radioactivité et l’énergie en excès est émise sous forme de rayonnements ionisants. Les éléments instables qui se désintègrent en émettant des rayonnements ionisants sont appelés radionucléides.

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

L’activité – qui mesure la quantité de radionucléide présente – est exprimée dans une unité appelée le 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 de moitié par rapport à sa valeur initiale. C’est aussi le temps requis pour que la moitié des atomes qu’il contient se désintègrent. La demi-vie peut varier d’une simple fraction de seconde à des millions d’années (l’iode 131 par exemple a une demi-vie de 8 jours, tandis que le carbone 14 a une demi-vie de 5730 ans).

Sources de rayonnement

Les êtres humains sont exposés quotidiennement à des rayonnements ionisants d’origine naturelle ou humaine. Ceux-ci proviennent de nombreuses sources parmi lesquelles plus de 60 radioéléments naturellement présents dans le sol, l’air et l’eau. Le radon, un gaz d’origine naturelle, s’échappe des roches et du sol et constitue la principale source de rayonnements naturelle. Chaque jour, les êtres humains inhalent et ingèrent des radionucléides provenant de l’air, des aliments et de l’eau.

Les êtres humains sont également exposés aux rayonnements naturels d’origine cosmique, en particulier à haute altitude. En moyenne, 80% de la dose annuelle de rayonnement de fond que reçoit une personne provient de sources de rayonnements terrestres et cosmiques. Les niveaux de rayonnements de fond varient en fonction de facteurs géologiques et géographiques. Dans certaines zones, l’exposition peut être 200 fois plus intense que la valeur moyenne.

L’exposition humaine aux rayonnements provient aussi de sources humaines artificielles allant des installations produisant de l’énergie nucléaire aux usages médicaux des rayonnements pour le diagnostic ou le traitement. Aujourd’hui, les sources humaines les plus courantes de rayonnements ionisants sont les dispositifs médicaux tels que la radiographie.

Exposition aux rayonnements ionisants

L’exposition aux rayonnements peut être interne ou externe et reçue par différentes voies.

Une exposition interne aux rayonnements ionisants se produit lorsqu’un radionucléide est inhalé, ingéré ou pénètre d’une quelconque autre façon dans la circulation sanguine (injection, plaies, par exemple). L’exposition interne s’arrête lorsque ce radionucléide est éliminé de l’organisme, soit spontanément (par le biais des excréta, par exemple) ou sous l’effet d’un traitement.

Une exposition externe peut intervenir en cas de dépôt de matières radioactives en suspension dans l’air (poussières, liquide, aérosols) sur la peau ou les vêtements. Ce type de matières radioactives peut souvent être éliminé par de l’organisme par un simple lavage.

L’exposition aux rayonnements ionisants peut aussi résulter d’une irradiation externe (exposition dans le cadre médical aux rayons X, par exemple). L’irradiation externe s’arrête lorsque la source de rayonnements est écrantée ou lorsque la personne sort du champ de rayonnements.

Les gens peuvent être exposés à des rayonnements ionisants dans des circonstances différentes, à la maison ou dans les lieux publics (expositions publiques), sur leurs lieux de travail (expositions professionnelles), ou dans un cadre médical (comme les patients, les soignants et bénévoles).

L’exposition aux rayonnements ionisants peut être classée en 3 types de situations:

  • Les situations d’exposition prévue qui résultent de l’introduction et de l’emploi délibérés de sources de rayonnement à des fins spécifiques, comme l’usage médical des rayonnements pour le diagnostic et le traitement, ou encore l’utilisation des rayonnements dans l’industrie ou la recherche.
  • Les expositions existantes qui correspondent à l’exposition à des rayonnements déjà présents qu’il convient de maîtriser, par exemple l’exposition au radon dans les habitations ou sur les lieux de travail, ou l’exposition à la radioactivité naturelle de fond dans l’environnement.
  • L'exposition dans les situations d’urgence qui survient lors d’événements inattendus exigeant une intervention rapide comme les accidents nucléaires ou les actes de malveillance.

L’usage médical des rayonnements représente 98% de la dose d’origine artificielle reçue par la population, toutes sources artificielles confondues, et 20% de l’exposition totale de la population. Chaque année dans le monde, plus de 3,6 milliards d’examens de radiologie diagnostique sont effectués, 37 millions d’actes de médecine nucléaire sont réalisés et 7,5 millions de traitements par radiothérapie sont administrés.

Effets sur la santé

Les rayonnements endommagent les tissus et/ou les organes en fonction de la dose reçue ou absorbée, laquelle est exprimée dans une unité appelée le gray (Gy). Les dommages pouvant résulter d’une dose absorbée dépendent du type de rayonnement et de la sensibilité des différents tissus et organes à ce rayonnement.

La dose efficace sert à mesurer le rayonnement ionisant en termes de nocivité. 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 unité très grande, de sorte qu’il est plus pratique d’utiliser des unités plus petites telles que le millisievert (mSv) ou le microsievert (μSv). Il y a 1000 μSv dans un mSv et 1000 mSv dans un Sv. Outre la quantité de rayonnements (dose), il est aussi souvent utile d’indiquer le débit auquel la dose est délivrée (débit de dose), en μSv/heure ou en mSv/an, par exemple.

Au-delà de certains seuils, les rayonnements peuvent altérer le fonctionnement des tissus et/ou des organes et produire des effets aigus tels que rougeurs de la peau, perte de cheveux, brûlures radiologiques ou syndrome d’irradiation aigu. Ces effets deviennent plus sévères lorsque la dose et le débit de dose augmentent. Par exemple, la dose seuil pour l’apparition d’un syndrome d’irradiation aigu est d’environ 1 Sv (1000 mSv).

Si la dose est faible et/ou diffusée sur une longue période (bas débit de dose), le risque est considérablement plus faible car la probabilité de réparation des lésions est plus grande. Mais il existe toujours un risque d’effets à long terme comme le cancer, qui peut apparaître des années voire des dizaines d’années plus tard.

Les effets de ce type ne se produisent pas toujours, mais leur probabilité est proportionnelle à la dose. Le risque est plus grand pour les enfants et les adolescents, car ils sont notablement plus sensibles à une exposition aux rayonnements que les adultes.

Les études épidémiologiques menées sur des populations irradiées (survivants d’un bombardement atomique ou patients traités par radiothérapie, par exemple) ont montré une augmentation significative du risque de cancer pour les doses supérieures à 100 mSv. Plus récemment, des études épidémiologiques chez des sujets exposés dans le cadre médical pendant leur enfance (tomodensitométrie pédiatrique) ont semblé indiquer que le risque de cancer pouvait augmenter même à des doses plus faibles (entre 50 et 100 mSv).

Une exposition prénatale aux rayonnements ionisants peut induire des lésions du cerveau chez le fœtus lorsque celui-ci reçoit une dose aiguë supérieure à 100 mSv entre 8 et 15 semaines de gestation ou supérieure à 200 mSv entre 16 et 25 semaines de gestation.

Avant la 8e semaine et après la 25e semaine de grossesse, les études chez l’homme n’ont pas fait apparaître de risque radiologique pour le développement cérébral du fœtus. Les études épidémiologiques indiquent que le risque de cancer après une exposition fœtale aux rayonnements est similaire à celui résultant d’une exposition pendant la petite enfance.

Réponse de l'OMS

L’OMS a créé un programme pour protéger les patients, les travailleurs et le grand public contre les risques pour la santé que présente l’exposition aux rayonnements dans les situations d’exposition prévue, les situations d’exposition existante et les situations d’urgence.

Axé sur les aspects de la protection contre les rayonnements qui relèvent de la santé publique, ce programme regroupe les activités d’évaluation et de gestion des risques et de communication sur les risques.

Conformément à sa fonction essentielle consistant à «fixer des normes et des critères, encourager et surveiller leur application», l’OMS a coopéré avec 7 autres organisations internationales à la révision et à l’actualisation des normes fondamentales internationales de sûreté relatives aux rayonnements (BSS).

L’OMS a adopté les nouvelles normes BSS en 2012 et s’emploie actuellement à en faciliter l’application dans ses États Membres.

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