CONTAMINATION RADIOACTIVE: TYPES, CAUSES, CONSÉQUENCES - ENVIRONNEMENT - 2025

La contamination radioactive est définie comme l'incorporation d'éléments radioactifs indésirables dans l'environnement. Cela peut être naturel (radio-isotopes présents dans l'environnement) ou artificiel (éléments radioactifs produits par l'homme).

Parmi les causes de contamination radioactive figurent les essais nucléaires effectués à des fins militaires. Celles-ci peuvent générer des pluies radioactives qui parcourent plusieurs kilomètres dans les airs.

Explosion nucléaire. Source: Photo gracieuseté de la National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office

Les accidents dans les centrales nucléaires sont une autre des principales causes de contamination radioactive. Certaines sources de contamination sont les mines d'uranium, les activités médicales et la production de radon.

Ce type de pollution de l'environnement a de graves conséquences pour l'environnement et les êtres humains. Les chaînes trophiques des écosystèmes sont affectées et les personnes peuvent avoir de graves problèmes de santé qui causent leur mort.

La principale solution pour la contamination radioactive est la prévention; Des protocoles de sûreté doivent être en place pour la manipulation et le stockage des déchets radioactifs, ainsi que les équipements nécessaires.

Parmi les endroits avec de grands problèmes de contamination radioactive, nous avons Hiroshima et Nagasaki (1945), Fukushima (2011) et Tchernobyl en Ukraine (1986). Dans tous les cas, les effets sur la santé des personnes exposées ont été graves et ont causé de nombreux décès.

Types de rayonnement

La radioactivité est le phénomène par lequel certains corps émettent de l'énergie sous forme de particules (rayonnement corpusculaire) ou d'ondes électromagnétiques. Ceci est produit par les soi-disant radio-isotopes.

Les radio-isotopes sont des atomes du même élément qui ont un noyau instable et ont tendance à se désintégrer jusqu'à atteindre une structure stable. Lorsqu'ils se désintègrent, les atomes émettent de l'énergie et des particules radioactives.

Le rayonnement radioactif est également appelé ionisant, car il peut provoquer une ionisation (perte d'électrons) d'atomes et de molécules. Ces radiations peuvent être de trois types:

Rayonnement alpha

Les particules sont émises par les noyaux d'hélium ionisé qui peuvent parcourir de très courtes distances. La capacité de pénétration de ces particules est faible, elles peuvent donc être arrêtées par une feuille de papier.

Rayonnement bêta

Des électrons à haute énergie sont émis en raison de la désintégration des protons et des neutrons. Ce type de rayonnement est capable de parcourir plusieurs mètres et peut être arrêté par des plaques de verre, d'aluminium ou de bois.

Rayonnement gamma

C'est un type de rayonnement électromagnétique à haute énergie, qui provient d'un noyau atomique. Le noyau passe d'un état excité à un état d'énergie inférieure et un rayonnement électromagnétique est libéré.

Le rayonnement gamma a un pouvoir de pénétration élevé et peut parcourir des centaines de mètres. Pour l'arrêter, des plaques de plusieurs centimètres de plomb ou jusqu'à 1 mètre de béton sont nécessaires.

Types de contamination radioactive

La contamination radioactive peut être définie comme l'incorporation d'éléments radioactifs indésirables dans l'environnement. Les radio-isotopes peuvent être présents dans l'eau, l'air, la terre ou les êtres vivants.

Selon l'origine de la radioactivité, la contamination radioactive est de deux types:

Naturel

Ce type de contamination provient d'éléments radioactifs présents dans la nature. La radioactivité naturelle provient des rayons cosmiques ou de la croûte terrestre.

Le rayonnement cosmique est composé de particules de haute énergie provenant de l'espace extra-atmosphérique. Ces particules sont produites lorsque des explosions de supernova se produisent, dans les étoiles et dans le Soleil.

Lorsque les éléments radioactifs atteignent la Terre, ils sont déviés par le champ électromagnétique de la planète. Cependant, aux pôles la protection n'est pas très efficace et ils peuvent pénétrer dans l'atmosphère.

Les radio-isotopes présents dans la croûte terrestre sont une autre source de radioactivité naturelle. Ces éléments radioactifs sont responsables du maintien de la chaleur interne de la planète.

Les principaux éléments radioactifs du manteau terrestre sont l'uranium, le thorium et le potassium. La Terre a perdu des éléments avec de courtes périodes radioactives, mais d'autres ont une durée de vie de milliards d'années. Parmi ces derniers, l'uranium ₂₃₅, l'uranium ₂₃₈, le thorium ₂₃₂ et le potassium _{40 se distinguent}.

L'uranium ₂₃₅, l'uranium ₂₃₈ et le thorium ₂₃₂ forment trois noyaux radioactifs présents dans la poussière qui crée les étoiles. Ces groupes radioactifs, lorsqu'ils se désintègrent, donnent naissance à d'autres éléments avec des demi-vies plus courtes.

Le radium est formé à partir de la désintégration de l'uranium ₂₃₈ et du radon (un élément radioactif gazeux) en est formé. Le radon est la principale source de contamination radioactive naturelle.

Artificiel

Cette pollution est produite par les activités humaines, telles que la médecine, l'exploitation minière, l'industrie, les essais nucléaires et la production d'électricité.

Au cours de l'année 1895, le physicien allemand Roëntgen découvrit accidentellement des radiations artificielles. Le chercheur a découvert que les rayons X étaient des ondes électromagnétiques provenant de la collision d'électrons à l'intérieur d'un tube à vide.

Les radio-isotopes artificiels sont produits en laboratoire par l'apparition de réactions nucléaires. En 1919, le premier isotope radioactif artificiel a été produit à partir d'hydrogène.

Les isotopes radioactifs artificiels sont produits à partir du bombardement neutronique de différents atomes. Celles-ci, en pénétrant les noyaux, parviennent à les déstabiliser et à les charger d'énergie.

La radioactivité artificielle a de nombreuses applications dans différents domaines tels que la médecine, les activités industrielles et militaires. Dans de nombreux cas, ces éléments radioactifs sont rejetés par erreur dans l'environnement, provoquant de graves problèmes de pollution.

Les causes

La contamination radioactive peut provenir de différentes sources, généralement en raison d'une mauvaise manipulation des éléments radioactifs. Certaines des causes les plus courantes sont mentionnées ci-dessous.

Essais nucléaires

Centrale nucléaire en Pennsylvanie, États-Unis. Source: Voir la page de l'auteur Centers for Disease Control and Prevention's Public Health

Il fait référence à la détonation de différentes armes nucléaires expérimentales, principalement pour le développement d'armes militaires. Des explosions nucléaires ont également été menées pour creuser des puits, extraire du combustible ou construire des infrastructures.

Les essais nucléaires peuvent être atmosphériques (dans l'atmosphère terrestre), stratosphériques (en dehors de l'atmosphère de la planète), sous-marins et souterrains. Les atmosphériques sont les plus polluantes, car elles produisent une grande quantité de pluie radioactive dispersée sur plusieurs kilomètres.

Les particules radioactives peuvent contaminer les sources d'eau et atteindre le sol. Cette radioactivité peut atteindre différents niveaux trophiques à travers les chaînes alimentaires et affecter les cultures et ainsi atteindre les humains.

L'une des principales formes de contamination radioactive indirecte est le lait, c'est pourquoi elle peut affecter les enfants.

Depuis 1945, quelque 2 000 essais nucléaires ont été effectués dans le monde. Dans le cas particulier de l'Amérique du Sud, les retombées radioactives ont principalement affecté le Pérou et le Chili.

Générateurs nucléaires (réacteurs nucléaires)

De nombreux pays utilisent actuellement des réacteurs nucléaires comme source d'énergie. Ces réacteurs produisent des réactions nucléaires en chaîne contrôlées, généralement par fission nucléaire (rupture d'un noyau atomique).

La pollution se produit principalement par fuite d'éléments radioactifs des centrales nucléaires. Depuis le milieu des années 40, il y a eu des problèmes environnementaux associés aux centrales nucléaires.

Lorsque des fuites se produisent dans les réacteurs nucléaires, ces polluants peuvent se déplacer sur des centaines de kilomètres dans l'air, provoquant la contamination de l'eau, des terres et des sources de nourriture qui ont affecté les communautés voisines.

Accidents radiologiques

Ils sont généralement associés à des activités industrielles, en raison d'une mauvaise manipulation d'éléments radioactifs. Dans certains cas, les opérateurs ne manipulent pas correctement l'équipement et des fuites dans l'environnement peuvent être générées.

Des rayonnements ionisants peuvent être générés causant des dommages aux travailleurs industriels, à l'équipement ou rejetés dans l'atmosphère.

Extraction d'uranium

L'uranium est un élément présent dans les gisements naturels de différentes régions de la planète. Ce matériau est largement utilisé comme matière première pour produire de l'énergie dans les centrales nucléaires.

Lorsque ces gisements d'uranium sont exploités, des éléments résiduels radioactifs sont générés. Les déchets produits sont rejetés à la surface où ils s'accumulent et peuvent être dispersés par le vent ou la pluie.

Les déchets produits génèrent une grande quantité de rayonnement gamma, très nocif pour les êtres vivants. De plus, des niveaux élevés de radon sont produits et la contamination des sources d'eau de la nappe phréatique par lessivage peut se produire.

Le radon est la principale source de contamination des travailleurs de ces mines. Ce gaz radioactif peut être facilement inhalé et envahir les voies respiratoires, provoquant le cancer du poumon.

Activités médicales

Les isotopes radioactifs sont produits dans les diverses applications de la médecine nucléaire qui doivent ensuite être rejetés. Les matériaux de laboratoire et les eaux usées sont généralement contaminés par des éléments radioactifs.

De même, les équipements de radiothérapie peuvent générer une contamination radioactive tant pour les opérateurs que pour les patients.

Matières radioactives dans la nature

Les matières radioactives dans la nature (NORM) peuvent normalement être trouvées dans l'environnement. Ils ne produisent généralement pas de contamination radioactive, mais différentes activités humaines ont tendance à les concentrer et deviennent un problème.

Certaines sources de concentration de matériaux NORM sont la combustion de charbon minéral, de combustibles dérivés du pétrole et la production d'engrais.

Dans les zones où les ordures et divers déchets solides incinèrent, une accumulation de potassium ₄₀ et de radon ₂₂₆ peut se produire. Dans les zones où le charbon de bois est le principal combustible, ces radio-isotopes sont également présents.

La roche phosphatée utilisée comme engrais contient des niveaux élevés d'uranium et de thorium, tandis que le radon et le plomb s'accumulent dans l'industrie pétrolière.

Conséquences

À propos de l'environnement

Les sources d'eau peuvent être contaminées par des isotopes radioactifs, affectant divers écosystèmes aquatiques. De même, ces eaux polluées sont consommées par divers organismes affectés.

En cas de contamination des sols, ils s'appauvrissent, perdent leur fertilité et ne peuvent pas être utilisés dans les activités agricoles. De plus, la contamination radioactive affecte les chaînes alimentaires dans les écosystèmes.

Ainsi, les plantes sont contaminées par des radio-isotopes à travers le sol et ceux-ci passent aux herbivores. Ces animaux peuvent subir des mutations ou mourir des suites de la radioactivité.

Les prédateurs sont affectés par la diminution de la disponibilité de la nourriture ou par la contamination par la consommation d'animaux chargés de radio-isotopes.

À propos des humains

Les rayonnements ionisants peuvent causer des dommages mortels aux humains. Cela se produit parce que les isotopes radioactifs endommagent la structure de l'ADN qui compose les cellules.

La radiolyse (décomposition par rayonnement) se produit dans les cellules, à la fois de l'ADN et de l'eau qu'elles contiennent. Cela entraîne la mort cellulaire ou l'apparition de mutations.

Les mutations peuvent provoquer diverses anomalies génétiques pouvant entraîner des anomalies héréditaires ou des maladies. Parmi les maladies les plus courantes figurent le cancer, en particulier de la thyroïde, car il fixe l'iode.

De même, la moelle osseuse peut être affectée, ce qui provoque différents types d'anémie et même de leucémie. En outre, le système immunitaire peut être affaibli, ce qui le rend plus sensible aux infections bactériennes et virales.

Parmi les autres conséquences, il y a l'infertilité et la malformation des fœtus de mères soumises à la radioactivité. Les enfants peuvent avoir des problèmes d'apprentissage et de croissance ainsi que de petits cerveaux.

Parfois, les dommages peuvent entraîner la mort cellulaire, affectant les tissus et les organes. Si des organes vitaux sont affectés, la mort peut en résulter.

La prévention

La contamination radioactive est très difficile à contrôler une fois qu'elle se produit. C'est pourquoi les efforts doivent être axés sur la prévention.

Déchet radioactif

Stockage des déchets radioactifs. Source: D5481026

La gestion des déchets radioactifs est l'une des principales formes de prévention. Ceux-ci doivent être disposés conformément aux règles de sécurité pour éviter la contamination des personnes qui les manipulent.

Les déchets radioactifs doivent être séparés des autres matières et essayer de réduire leur volume pour être plus faciles à manipuler. Dans certains cas, ces déchets sont traités pour les convertir en formes solides plus manipulables.

Par la suite, les déchets radioactifs doivent être placés dans des conteneurs appropriés pour éviter de contaminer l'environnement.

Les conteneurs sont stockés dans des sites isolés avec des protocoles de sécurité ou ils peuvent également être enfouis profondément dans la mer.

Centrales nucléaires

Les centrales nucléaires sont l'une des principales sources de contamination radioactive. Par conséquent, il est recommandé de les construire à au moins 300 km des centres urbains.

Il est également important que les employés des centrales nucléaires soient correctement formés pour faire fonctionner les équipements et éviter les accidents. De même, il est recommandé que les populations proches de ces installations soient conscientes des risques éventuels et des moyens d'agir en cas d'accident nucléaire.

Protection du personnel travaillant avec des éléments radioactifs

La prévention la plus efficace contre la contamination radioactive est que le personnel soit formé et bénéficie d'une protection adéquate. Il devrait être possible de réduire le temps d'exposition des personnes à la radioactivité.

Les installations doivent être correctement construites, en évitant les pores et les fissures où les radio-isotopes peuvent s'accumuler. De bons systèmes de ventilation doivent être en place, avec des filtres qui empêchent les déchets de quitter l'environnement.

Les employés doivent avoir une protection adéquate, comme des écrans et des vêtements de protection. De plus, les vêtements et équipements utilisés doivent être décontaminés périodiquement.

Traitement

Certaines mesures peuvent être prises pour atténuer les symptômes de contamination radioactive. Il s'agit notamment des transfusions sanguines, de l'amélioration du système immunitaire ou de la greffe de moelle osseuse.

Cependant, ces traitements sont palliatifs car il est très difficile d'éliminer la radioactivité du corps humain. Cependant, des traitements sont actuellement réalisés avec des molécules chélatrices capables d'isoler les radio-isotopes dans l'organisme.

Les chélateurs (molécules non toxiques) se lient aux isotopes radioactifs pour former des complexes stables qui peuvent être éliminés du corps. Des chélateurs ont été synthétisés capables d'éliminer jusqu'à 80% de la contamination.

Exemples de lieux contaminés par la radioactivité

Depuis que l'énergie nucléaire a été utilisée dans différentes activités humaines, divers accidents dus à la radioactivité se sont produits. Pour que les personnes touchées en connaissent la gravité, une échelle d'accidents nucléaires a été établie.

L'échelle internationale des accidents nucléaires (INES) a été proposée par l'Organisation internationale de l'énergie atomique en 1990. L'INES a une échelle de 1 à 7, où 7 indique un accident grave.

Des exemples de contamination radioactive plus grave sont énumérés ci-dessous.

Hiroshima et Nagasaki (Japon)

Les bombes nucléaires ont commencé à être développées dans les années 40 du 20e siècle, sur la base des études d'Albert Einstein. Ces armes nucléaires ont été utilisées par les États-Unis pendant la Seconde Guerre mondiale.

Le 6 août 1945, une bombe enrichie en uranium explose au-dessus de la ville d'Hiroshima. Cela a généré une vague de chaleur d'environ 300 000 ° C et une forte explosion de rayonnement gamma.

Par la suite, des retombées radioactives se sont produites qui ont été propagées par le vent, emportant la contamination plus loin. Environ 100 000 personnes sont mortes des suites de l'explosion et 10 000 autres ont été tuées par la radioactivité les années suivantes.

Le 9 août 1945, une deuxième bombe nucléaire explose dans la ville de Nagasaki. Cette seconde bombe était enrichie en plutonium et était plus puissante que celle d'Hiroshima.

Dans les deux villes, les survivants de l'explosion avaient de nombreux problèmes de santé. Ainsi, le risque de cancer dans la population a augmenté de 44% entre 1958 et 1998.

Actuellement, la contamination radioactive de ces bombes a encore des conséquences. On considère que plus de 100 000 personnes touchées par les radiations vivent, y compris celles qui étaient dans l'utérus.

Dans cette population, les taux de leucémie, de sarcomes, de carcinomes et de glaucome sont élevés. Un groupe d'enfants soumis à des radiations dans l'utérus a présenté des aberrations chromosomiques.

Tchernobyl (Ukraine)

Il est considéré comme l'un des accidents nucléaires les plus graves de l'histoire. Cela s'est passé le 26 avril 1986 dans une centrale nucléaire et est de niveau 7 à l'INES.

Les travailleurs effectuaient un test simulant une panne de courant et l'un des réacteurs surchauffé. Cela a provoqué l'explosion d'hydrogène à l'intérieur du réacteur et plus de 200 tonnes de matières radioactives ont été jetées dans l'atmosphère.

Lors de l'explosion, plus de 30 personnes sont mortes et les retombées radioactives se sont propagées sur plusieurs kilomètres à la ronde. On considère que plus de 100 000 personnes sont mortes des suites de la radioactivité.

Le niveau d'incidence de divers types de cancer a augmenté de 40% dans les zones touchées du Bélarus et de l'Ukraine. L'un des types de cancer les plus courants est le cancer de la thyroïde ainsi que la leucémie.

Des conditions associées aux systèmes respiratoire et digestif ont également été observées en raison de l'exposition à la radioactivité. Dans le cas des enfants qui étaient dans l'utérus, plus de 40% présentaient des déficiences immunologiques.

Il y a également eu des anomalies génétiques, une augmentation des maladies du système reproducteur et urinaire ainsi qu'un vieillissement prématuré.

Fukushima Daiichi (Japon)

Centrale nucléaire de Fukushima, Japon. Source: Globe numérique

Cet accident est le résultat d'un séisme de magnitude 9 qui a frappé le Japon le 11 mars 2011. Par la suite, un tsunami s'est produit qui a désactivé les systèmes de refroidissement et d'électricité de trois des réacteurs de la centrale nucléaire de Fukushima.

Plusieurs explosions et incendies se sont produits dans les réacteurs et des fuites de rayonnement ont été générées. Cet accident a été initialement classé au niveau 4, mais en raison de ses conséquences, il a ensuite été élevé au niveau 7.

La majeure partie de la contamination radioactive est allée à l'eau, principalement la mer. Il existe actuellement de grands réservoirs de stockage pour l'eau contaminée dans cette usine.

Ces eaux polluées sont considérées comme un risque pour les écosystèmes de l'océan Pacifique. L'un des radio-isotopes les plus problématiques est le césium, qui se déplace facilement dans l'eau et peut s'accumuler dans les invertébrés.

L'explosion n'a pas causé de décès par radiation directe et les niveaux d'exposition à la radioactivité étaient inférieurs à ceux de Tchernobyl. Cependant, certains travailleurs ont subi des altérations de l'ADN dans les jours suivant l'accident.

De même, des altérations génétiques ont été détectées dans certaines populations d'animaux soumis à des rayonnements.

Références

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