De Tchernobyl à Fukushima les effets de la radioactivité

Transcription

1 De Tchernobyl à Fukushima les effets de la radioactivité 4 février 2014 André Aurengo Administrateur d EDF de 1999 à 2009 Président du comité d éthique d'edf de 2001 à 2009 Président du conseil médical d'edf depuis 1994 Chef du service de médecine nucléaire GHPS

2 la découverte de la radioactivité 1896 Henri Becquerel découvre les rayons uraniques 1898 les Curie découvrent le polonium et le radium les rayons uraniques sont une propriété des atomes Marie Curie l appelle radioactivité 1899 Ernest Rutherford découvre les émissions alpha et bêta 1903 Marie Curie, Pierre Curie et Henri Becquerel Prix Nobel de physique 1934 décès de Marie Curie d une leucémie radioinduite

3 premières applications médicales Otto Walkhoff, Fritz Giesel et Pierre Curie montrent l action du radium sur la peau 1901 Henri-Alexandre Danlos et Pierre Curie utilisent le radium pour le traitement du lupus puis de cancers cutanés

4 l accident de Tchernobyl

5 RBMK «grand réacteur à eau bouillante»

6 des erreurs de conception pas d enceinte de confinement barres de contrôle passives coefficient de vide > 0 graphite combustible ni recombineur H 2 ni filtre à sable ni piège à iode une «expérience» invraisemblable explosion de la cuve par surpression une contamination majeure très étendue projections à plusieurs km d altitude incendie du graphite vents dominants vers le nord et l ouest

7 Tchernobyl : 26 avril 1986

8 retombées de Tchernobyl

9 l accident de Fukushima

10 REB : réacteur à eau bouillante enceinte de confinement génératrice turbine condenseur 10

11 réacteur à eau bouillante Fukushima Piscine Réacteur

12 La centrale de Fukushima Daiichi 12

13 des erreurs de conception niveau de construction trop bas groupes électrogènes inondables sous-estimation des séismes et raz-de-marée ni recombineur H 2 ni filtre à sable ni piège à iode un catastrophe naturelle dramatique séisme : perte des alimentations extérieures raz-de-marée : perte alimentations de secours échauffement Zr libère de l hydrogène H 2 explosions H 2 en dehors de la cuve une contamination majeure plus localisée projections à faible altitude vents dominants vers le Pacifique

14 le séisme du 11 mars arrêt automatique des réacteurs 1 à 3 perte du réseau électrique Magnitude 8,9 14

15 le raz-de-marée du 11 mars perte des moyens de secours de refroidissement : réacteurs & piscines 15

16 réacteur 3 16

17 Fukushima vent NO les 15 et 16 mars

18 Fukushima : contamination marine 4 / 4 / 2011 rejets liquides retombées atmosphériques

19 PBq Bq Tchernobyl Unscear Fukushima IRSN gaz rares (Xe133) iode césium

20 becquerels, sieverts, dose?

21 unités activité : désintégrations par seconde becquerel Bq : 1 désintégration / seconde curie Ci : 37 x 10 9 Bq (37 GBq) dose absorbée : énergie absorbée / masse de matière gray Gy : 1 joule / kilogramme dose efficace : indicateur du risque global Somme organes dose absorbée x W R x W T sievert Sv

22 facteur de pondération radiologique W R RX, ß et g 1 et noyaux lourds 20 facteur de pondération tissulaire W T mœlle osseuse 0,12 thyroïde 0,04 corps entier 1,00 dose efficace unité additive adaptée aux besoins de la radioprotection # proportionnelle au risque aléatoire > 200 msv sans valeur probabiliste aux faibles doses ne tient compte ni du débit de dose, ni de l âge

23 activités Bq : un homme de 83 kg (C 14 & K 40) 800 Bq : un kilo de briques 50 Bq : un litre de lait 15 Bq : un litre d eau de mer 100 Bq : un mètre cube d air (10 à 400 radon) doses efficaces msv : irradiation aiguë globale / mort rapide 700 msv : irradiation aiguë globale / signes cliniques 5-30 msv : scanner RX 5 msv : irradiation annuelle à Clermont-Ferrand 2,5 msv : irradiation annuelle à Paris ou à Tours 1 msv : irradiation annuelle moyenne médicale

24 irradiation naturelle renforcée médicale retombées corps humain 9 % tellurique 12 % r. cosmiques 10 % radon 37 % médical 29 % essais nucléaires 2,5 % industrie 0,5 %

25 les risques déterministes précoces liquidateurs de Tchernobyl intervenants de Fukushima

26 risques déterministes précoces ne se produisent jamais si la dose < D seuil min se produisent à coup sûr si la dose > D seuil max gravité croît avec la dose probabilité Gy

27 irradiation aiguë globale Syndrome Aigu des Rayonnements (SAR) prodromes nausées, vomissements, diarrhée, fatigue, malaises latence > 3 Sv syndrome hématopoïétique (10 j) lymphopénie, leucopénie, thrombopénie, anémie > 10 Sv syndrome gastro-intestinal (5 j) vomissements, diarrhée, hémorragie digestive, mort > 20 Sv syndrome nerveux (2 j) convulsion, coma, mort

28 irradiations aiguës locales peau érythème # 5 Gy > 20 Gy épidermite exsudative > 30 Gy radionécrose gonades stérilité définitive homme > 4 Gy femme > 3 Gy cristallin opacités > 1 Gy cataracte > 5 Gy

29 embryon et fœtus malformations non héréditaires seuil # mgy risque maximal : 9 jour - 9 semaine malformations spontanées # 3 % retard mental seuil mgy 1 Gy : - 30 points de QI cancer risque aléatoire malformations héréditaires drosophile, souris jamais observées dans l espèce humaine

30 effets déterministes : Tchernobyl Rapport UNSCEAR 2011 liquidateurs de Tchernobyl 237 syndromes aigus des rayonnements (SAR) 134 hospitalisés, 28 décès en qq semaines parmi les 237 SAR, en décès supplémentaires dont 11 décès par cancers

31 effets déterministes : Fukushima MEXT, TEPCO, gouv japonais intervenants de Fukushima effectifs # limite de dose établie à 250 msv 111 doses > 100 msv 9 doses > 200 msv contamination de la peau ni SAR ni brûlure radiologique contamination thyroïdienne (iodes) 6 doses > 250 msv séisme, raz-de marée, conditions de travail

32 les risques aléatoires tardifs liquidateurs de Tchernobyl intervenants de Fukushima populations exposées

33 risques aléatoires (stochastiques) tardifs faibles ou fortes doses probabilité augmente avec la dose gravité indépendante de la dose cancérogenèse malformations congénitales héréditaires (?)

34 Source: Kato&Shimizu in: effects of A-bomb Radiation on the Human Body

35 lésions de l ADN ionisations radicaux libres très réactifs H 2 O 2 ou peroxydes RO 2 cassure simple brin modification de base T T X A A pontage ADN-protéine dimérisation métabolisme oxydatif cassures simple brin / j / cellule site abasique cassure double brin lésions de base 3000 / j / cellule C coupure de chaîne cassures double brin 8 / j / cellule

36 rayonnement ionisant lésions de l ADN signalisation réparation fidèle pas de réparation réparation fautive mutations intégrité génomique mort mitotique apoptose cancer radioinduit

37 la cellule n est pas isolée et se défend études épidémiologiques ou sur l animal pas d augmentation significative des cancers < 100 msv lésions initiales proportionnelles à la dose 1 mgy entraîne 1 CSB / cellule 1 CDB / 25 cellules mécanismes de défense fortement non linéaires différents à faible et à forte dose proportionnellement plus efficaces à faible dose leur mise en œuvre dépend de la dose et du débit de dose

38 une défense au moindre coût très faible dose (quelques mgy) les lésions complexes ne sont pas réparées mort mitotique de quelques mgy à # mgy mise en action de systèmes de réparation leur efficacité diminue avec la dose les lésions simples sont réparées les lésions complexes conduisent à l apoptose au delà de mgy réparation impérative pour la fonction tissulaire lésions complexes réparées avec risque d erreur la cancérogénicité augmente le risque de cancer est le prix de la réparation

39 évaluation du risque des faibles doses excès de risque relatif effets avérés linéaire sans seuil effets hypothétiques quadratique ERR hormésis ERR 0 X réglementation exposition

40 excès de risque relatif msv exposition élimination réparation prolifération

41 existence hormesis P. Duport. Int J Low Rad méta-analyse sur ensemble expériences publiées # souris hormesis : 40 % des séries expérimentales pour des doses # msv Portess D. Cancer Res Low-dose irradiation of nontransformed cells stimulate the selective removal of precancerous cells via intercellular induction of apoptosis

42 la règle de trois m a tuer! Lancet 2004 les radiographies seraient responsables chaque année de 700 cancers au Royaume Uni de 6000 cancers aux USA de 7600 cancers au Japon! faible dose x effectif considérable x ERR forte dose =?

43 TDM enfant Etude rétrospective scanner de l enfant. Pearc MS et al. Lancet 2012 dose cumulée 50 mgy : risque leucémie x 3 dose cumulée 60 mgy : risque cancer du cerveau x 3 pièges épidémiologiques motif de l examen estimation rétrospective de la dose biais d anamnèse dosimétrie incertaine incertitude non prise en compte dans l analyse

44 mutation BRCA1/2 Mammographie et risque de cancer du sein chez les femmes porteuses d une mutation BRCA 1/2. Etude rétrospective Pijpe A et al. BMJ 2012 étude cas-témoins rétrospective risque de cancer du sein chez les femmes HR augmenté par l exposition diagnostique aux RX dose > 17,4 mgy : RR = 3.84 [1.67 to 8.79] pièges épidémiologiques motif de l examen estimation rétrospective de la dose biais d anamnèse dosimétrie incertaine incertitude non prise en compte dans l analyse 1 mgy = 6 mois à La Paz ou 10 jours à Espirito Santo

45 mutation BRCA1/2 Cassures double brin de l ADN dues aux mammographies Colin C, Foray N et al. Int J Rad Biol 2011 exposition cellules mammaires : 2, 4, 2+2 mgy CDB (haut risque) > CDB (faible risque) CDB (2+2 mgy) > CDB (4 mgy) le vrai problème est le devenir des cellules lésées Absence de réparation des CDB de l ADN de cellules humaines exposées à de très faibles doses de RI Rothkamm K & Lobrich M. PNAS 2003 exposition cellules 1 mgy pas de division : persistance des DSB divisions induites : disparition des cellules DSB

46 mesures de protection en cas d accident

47 Tchernobyl : mesures de protection pas de confinement évacuations tardives iode stable très tardif carence iodée # 70 µg/j

48 cancer thyroïdien radioinduit de l adulte faible radiosensibilité - taux de prolifération très faible - faible capacité de régénération (nb de divisions) - pas d augmentation significative du risque de cancer la pathologie thyroïdienne nodulaire et cancéreuse - nodules > 40 % des femmes > 40 ans > 50 % des sujets > 60 ans - cancer thyroïdien occulte : 6 à 28 % des adultes! - incidence apparente liée au dépistage

49 cancer thyroïdien radioinduit de l enfant relation dose-effet - enfants d'age inférieur à 15 ans - dépendante du débit de dose - survenue montrée à partir de 100 mgy à la thyroïde délai de survenue - les plus précoces : 3 ans après l'irradiation - pic d incidence : 15 à 25 ans après l'irradiation - pas de limite connue pour les cas tardifs sex-ratio - prédominance féminine 3 : 1 histologie - papillaires - multifocaux (50 %)

50 effets aléatoires Tchernobyl UNSCEAR 2011 # 7000 cancers de la thyroïde (< 18 ans) doses moyennes à la thyroïde # 500 mgy 20 décès pas observé chez les adultes ni leucémies ni autres cancers en excès pas d excès d autres pathologies

51 cancers thyroïdiens enfants de moins de 17 ans lors de l'accident < 10 ans : 98 % < 5 ans : 80 %

52 Fukushima : mesures de protection confinement, évacuations mesures de confinement évacuation sur 3, 10 puis 20 km # personnes restrictions alimentaires épinards, kanina, lait, eau distribution d iode stable comprimés disponibles le 15 mars prise? quand?

53 populations exposées dose thyroïde enfant 1 an (IRSN) Fukushima < 10 mgy Tokyo < 1 mgy mesures par les autorités japonaises 1200 enfants contrôlés doses engagées maximales 1 à 2 mgy étude en cours sur CTD enfants régime iodé élevé algues, poissons jusqu à 1200 µg d iode / jour (# 50 en Ukraine)

54 intervenants contamination revue à la hausse (juillet 2011) dose totale externe + interne nombre d intervenants > 250 msv msv msv msv msv msv 1196 < 10 msv 4265 importance relative de la contamination interne? incidence cancer radioinduit # 4 % par sievert

55 les risques «psycho-sociaux» à court et long terme liquidateurs, intervenants populations exposées

56 effets psycho-sociaux : Tchernobyl très lourds communication # nulle évacués des milliers d évacuations non justifiées sinistroses, addictions, chômage baisse de fécondité, IVG désorganisation du système de santé

57 effets psycho-sociaux : Fukushima contexte dramatique séisme & tsunami : morts ou disparus zones dévastées, habitations détruites évacués du fait de l accident nucléaire désorganisation du système de santé 500 km 2 à décontaminer (points chauds)? communication très médiocre mise en place suivi épidémiologique seuil d évacuation CIPR 20 msv / an

58 économies nationales 2008 Ukraine Japon population 46 M 128 M PIB total 356 Md$ Md$ PIB par habitant $ $ espérance vie 67,9 ans 82,6 ans livres publiés / an séisme & tsunami accident nucléaire 297 Md$ Md$

59 conclusion l accident de Fukushima

60 conclusion Fukushima une catastrophe naturelle industrielle et économique écologique morts du séisme et du raz-de-marée morts secondaires à la radioactivité? gestion de l après-crise évacuations a bon escient surveillance intervenants - populations surveillance environnement - alimentation accompagnement psycho-social décontamination et réhabilitation des sols retour d expérience mondial séismes, raz-de-marée perte des circuits de refroidissement