Le syndrome d'irradiation aiguë (ou, anciennement, maladie des rayons) désigne un ensemble de symptômes potentiellement mortels qui résultent d'une exposition ponctuelle des tissus biologiques d'une partie importante du corps à une forte dose de rayonnements ionisants, en particulier à une radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur...) intense.
Il se manifeste généralement par une phase prodromique non létale dans les minutes ou heures (L'heure est une unité de mesure :) qui suivent l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...). Elle dure quelques heures à quelques jours et se manifeste le plus souvent par les symptômes suivants : diarrhée (La diarrhée est une quantité de selles émises dans un volume plus important que la...), nausée, vomissements, anorexie (L’anorexie (du grec ancien : ἀνορεξία...) (manque d'appétit), érythème (rougeurs de peau). S'ensuit une période de latence, d'apparente guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se...), d'autant plus courte que l'irradiation est sévère ; elle dure quelques heures à quelques semaines. Enfin, survient la phase aiguë, potentiellement mortelle, qui se manifeste par un vaste spectre de symptômes possibles, dont les plus fréquents sont liés à des troubles hématopoïétiques (production des cellules sanguines), gastro-intestinaux, cutanés, respiratoires et cérébro-vasculaires.
Les sources de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) naturelles ne sont généralement pas assez puissantes pour provoquer le syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible...), de sorte qu'il résulte le plus souvent d'activités humaines : accident nucléaire (Un accident nucléaire, ou accident radiologique, est un événement qui risque...) grave dans un laboratoire ou une centrale nucléaire (Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour...) (accident de criticité (La criticité est une discipline de l'ingénierie nucléaire visant à évaluer...) par exemple), exposition à une source radioactive puissante (source médicale ou d'instrumentation) ou explosion atomique (Une explosion atomique ou explosion nucléaire est le résultat de l'explosion d'une bombe...).
Si les effets de l'irradiation chronique commençaient à être connus chez les pionniers de la radioactivité (ex. Marie Curie) et certains travailleurs du nucléaire (programme nucléaire soviétique), ce n'est que lors des bombardements atomiques d'Hiroshima et Nagasaki que les effets d'une irradiation aiguë ont été découverts : le drame des hibakusha (" victimes des bombardements ") a vite été connu du grand public[1] et a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'études médicales[2].
Par la suite, quelques accidents nucléaires et radiologiques provoquèrent des victimes : accident de criticité (Un accident de criticité désigne un accident nucléaire provoqué par une réaction nucléaire en...) lors d'expériences (le cas de Louis Slotin est le plus connu) ou dans des réacteurs nucléaires (catastrophe de Tchernobyl) ; retombées de l'essai nucléaire Castle Bravo du programme américain ; exposition accidentelle à des sources radioactives de stérilisation, radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant...) ou génération de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...). Le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de victimes, en raison des mesures de protection civile, est toutefois resté limité à quelques centaines de cas, à comparer avec les nombreuses victimes d'une plus faible irradiation : rien que dans les environs de Tchernobyl, l'estimation basse de l'Agence internationale de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) atomique prédit 9000 morts de cancers[3].
Nonobstant, le syndrome a été largement étudié par les puissances nucléaires à des fins militaires offensives et défensives. Pour l'attaque, la bombe à neutrons (La bombe à neutrons, également appelée bombe N ou bombe à rayonnement...) est destinée à rendre les personnels immédiatement inaptes au combat par irradiation aiguë ; les bombes salées (à fortes retombées) à contaminer des terrains comme technique d'area denial (interdiction de zone). La défense face à une menace nucléaire majeure a motivé des études sur la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter...) et le traitement de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...)[4].
La mesure de l'impact d'une exposition aux radiations prend en compte trois facteurs principaux : l'énergie déposée dans un tissu par le rayonnement, l'impact relatif du type de rayonnement, la sensibilité relative du tissu aux rayonnements ionisants.
Les trois grandeurs principales sont utilisées[5][6] :
Les grandeurs physiques mesurant l'impact de l'exposition (équivalent de dose et équivalent de dose efficace) sont traditionnellement définies pour décrire les effets stochastiques de l'irradiation chronique, c'est-à-dire prédire la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) de survenue de maladies induites comme les leucémies, cancers ou les complications cardio-vasculaires.
Les facteurs correctifs w, tels que définis par la Commission internationale de protection radiologique ne sont cependant pas affinés pour décrire les effets de l'irradiation aiguë qui est l'objet de cet article. Plus particulièrement, les efficacités biologiques relatives des différents rayonnements tendent à se rapprocher à haute dose : si les risques stochastiques d'une faible irradiation (< 0,1 Gy) par des neutrons nécessite un facteur de correction wR = 5–20[6], le facteur devient 1,5 pour une dose unique supérieure à 5 Gy[7] — davantage toutefois pour des doses fractionnées. La figure ci-contre montre l'étendue de la destruction cellulaire, la principale cause du syndrome (voir section ci-dessous), en fonction de la dose radiative pour des neutrons et des rayons X. À haute dose l'écart n'est que de 1,5 à 2,6 entre les deux types de rayonnement contre plus de 5 pour les faibles doses ; sur la figure ci-contre, il correspond à l'écart entre les courbes pour les X et les neutrons. Dans la pratique, il existe de grandes incertitudes sur les efficacités biologiques relatives de sorte que les différentes études sur le syndrome de radio-exposition aiguë utilisent la dose radiative[8][4] en précisant, le cas échéant, la nature des radiations.
Lorsqu'une dose est délivrée lentement ou de manière fractionnée son effet est moindre : les mécanismes cellulaires d'auto-réparation ont le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) d'agir[7]. Par exemple, lors de l'accident à Goiana au Brésil (1987) une personne ayant ramené une source de césium (Le césium est un élément chimique de symbole Cs et de numéro atomique 55.) chez lui survit à une dose de 7 Gy tandis que sa femme meurt des suites d'une exposition à 5,7 Gy : l'un des facteurs est que la femme, restée chez elle, a été irradiée continûment, tandis que l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) a reçu une dose fractionnée[9].
L'ADN est une des molécules les plus sensibles de la cellule aux rayonnements ionisants. Les mécanismes de réparation permettent de réparer la plupart des lésions lorsque la dose est administrée de manière suffisamment lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) ou de manière fractionnée, mais une dose de 2 Gy ou plus reçue rapidement suffit à tuer une cellule en voie de division ; les cellules matures en revanche sont peu sensibles. Le second effet notable est une inhibition de la mitose (cf. figure ci-contre) dont la durée dépend de l'intensité de l'irradiation[7].
Les effets sur les tissus se manifestent dans les jours aux semaines qui suivent : dépeuplement cellulaire, atrophie et dégradation des fonctions tissulaires. De par l'interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type...) avec la mitose, ce sont les tissus qui se régénèrent le plus rapidement qui sont principalement touchés : peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le...) (couche basale de l'épiderme, seuil : ~ 6 Gy), moelle osseuse (La moelle osseuse est tissu situé au centre des os. Il y en a deux formes: la moelle jaune...) et organes lymphoïdes (seuil : ~ 2 Gy) , intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à...) (revêtement épithélial, seuil : ~ 10 Gy), gonades (spermatogonies, seuil : ~ 0,15 Gy, ovocytes, seuil : ~ 1,5–2 Gy), cristallin (épithélium antérieur, seuil : ~ 1–3 Sv), voies respiratoires (seuil : ~ 6–10 Gy). Les embryons sont particulièrement radiosensibles.
Note : Les autres effets des rayonnements ionisants — mutation génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) et altération chromosomique — sont des effets stochastiques à long terme qui peuvent aussi se produire à faible dose lors d'une irradiation chronique ; ils ne sont pas l'objet de cette article.
Le syndrome est déterministe et à effet de seuil : il est systématiquement observé au-delà d'une certaine dose (plus de 2 Gy sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du corps) et ne se manifeste pas en deçà d'un certain seuil (moins de 0,5 Gy). L'irradiation est d'autant plus grave qu'une dose donnée est administrée rapidement, car les tissus n'ont pas le temps de faire intervenir les mécanismes de réparation cellulaire[7].
Pour que le syndrome se déclare, il faut ou bien qu'une grande partie du corps soit affectée, ou bien que l'un des organes suivants soient touchés : intestin, moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux...), poumons, cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) ou peau. À l'exception des affections cutanées et respiratoires, l'irradiation doit être interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...), c'est-à-dire délivrée par des rayonnements pénétrants tels que les rayons X ou les neutrons[10].
Note : l'exposition chronique à une radioactivité faible ou modérée, ne provoque pas de symptômes à court ou moyen terme mais un risque accru de complications à long terme telles que leucémie (La leucémie (du grec leukos, blanc, et haima, sang), ou leucose, est un cancer des cellules de...) et cancers ; ces effets stochastiques (probabilistes) sont à distinguer du syndrome d'irradiation aiguë qui apparaît de manière rapide et certaine au-delà d'une certaine dose de rayonnement (effet déterministe). L'exposition aiguë d'une petite partie du corps (à l'exception du cerveau, des poumons et de la moëlle épinière) n'entraîne pas non plus de syndrome d'irradiation aiguë mais un dysfonctionnement potentiellement mortel des organes touchés dans les semaines ou les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) suivant l'incident. Ces deux effets ne sont pas l'objet du présent article.
Aux très fortes doses (> 20–50 Gy) le système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des...) est touché ; désorientation, ataxie (incoordination des mouvements volontaires) , délire (En psychopathologie, en neurologie et en psychiatrie, le délire est une perturbation globale,...), coma (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec...), convulsions, puis mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) surviennent quelques minutes à quelques heures après l'exposition. Une période de récupération partielle des capacités de quelques heures peut être observée.
Pour des doses moindres (1–20 Gy), le syndrome se déroule en trois phases[8][7] :
La survenue de la phase prodromale est d'autant plus rapide que l'irradiation est sévère ; la durée de la période de latence diminue avec l'importance de la radio-exposition.
débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) de dose | 0,2 Gy/h | 1 Gy/h | 10 Gy/h | 100 Gy/h |
---|---|---|---|---|
soins minimaux | 4,5 | 3,7 | 3,3 | 3,3 |
soins intensifs | 6,4 | 5,8 | 5,3 | 5,2 |
+ facteurs de croissance | 7,8 | 7,3 | 6,5 | 6,1 |
Pour une irradiation interne, le décès a généralement lieu dans les deux mois suivant l'irradiation, par infection ou hémorragie (Une hémorragie est un saignement, un écoulement du sang en dehors de son circuit naturel...) interne (1,5–10 Gy) ou par diarrhée de type dysentrique. Il est attesté à partir de 1,5 Gy (exposition rapide, sans soins) et est quasi-certain au-delà de 10 Gy. Pour des doses intermédiaires, la survie dépend de soins intensifs. Dans le cas d'une irradiation externe, par des rayonnements peu pénétrants, la peau et les voies respiratoires peuvent être spécifiquement touchées ; la mort peut alors survenir pour des doses élevées (> 8–10 Gy) dans les semaines ou mois suivant l'exposition.
En cas de survie, la survenue de maladies cardio-vasculaires, digestives, et respiratoires dans les années suivantes est fréquente. La stérilité féminine définitive est possible à partir de 2 Gy. La stérilité masculine temporaire est fréquente, y compris à des doses ne provoquant pas de symptômes (à partir de 0,15 Gy).
Les personnes âgées et les enfants sont particulièrement sensibles à une radio-exposition aiguë.
Il existe cinq principales formes du syndrome[8][7] :
Ces différentes formes peuvent se produire simultanément. Lors de l'exposition à une explosion atomique ou d'un accident dans une centrale nucléaire, le corps est généralement irradié de manière uniforme, de sorte que la forme pulmonaire n'est que rarement observée : aux doses requises, les formes hématopoïétique et gastro-intestinale provoquent la mort avant que ne se déclarent les troubles pulmonaires. Lors d'incidents en laboratoire (travail sur des sources proches) ou lors d'une irradiation par des rayonnements peu pénétrants (alpha ou bêta, agissant sur la peau, et les poumons en cas d'inhalation), le corps peut être irradié de façon non uniforme, privilégiant l'une ou l'autre forme de la maladie des rayons[7].
dose | 1e - 2e jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) | 1e semaine | 2e semaine | 3e semaine | 2e - 3e mois | 4e - 8e mois | au-delà |
---|---|---|---|---|---|---|---|
> 20–50 Gy | forme cérébro-vasculaire nausées, vomissements, diarrhée, céphalées, délire, ataxie, coma, convulsions mort inévitable |
||||||
> 6–10 Gy | phase prodromique nausées, vomissements, céphalées, fatigue, érythème, anorexie |
forme gastro-intestinale nausée, vomissements, diarrhée, fièvre, érythème, prostration mort inévitable |
|||||
> 6–9 Gy | période de latence | forme pulmonaire toux, dyspnée, fièvre, douleurs thoraciques, insuffisance respiratoire mort possible |
|||||
> 4–7 Gy | forme cutanée érythème, alopécie, desquamation, nécrose, ulcération mort possible |
ulcération (> 10–20 Sv) | |||||
> 1–2 Gy | forme hématopoïétique asthénie, anorexie, fièvre, hémorragies mort possible |
maladies cardio-vasculaires troubles digestifs troubles respiratoires stérilité (> 2–5 Sv) cataracte (> 2 Sv) cancers ? leucémie ? maladies héréditaires ? |
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< 1–2 Gy | absence de symptômes baisse temporaire du nombre de globules rouges, probabilité accrue d'infections, oligospermie ou azoospermie temporaires |
Le syndrome hématopoïétique est lié à la destruction partielle ou totale des cellules hématopoïétiques de la moelle osseuse et à celle des lymphocytes périphériques.
Dans les heures suivant l'exposition, la chute de la numération (La numération désigne le mode de représentation des nombres. Aussi, elle concerne...) lymphocytaire augmente le risque d'infection. La vitesse (On distingue :) et l'ampleur de la chute de la numération sont une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit...) de la dose reçue et permettent un diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de...) de la gravité de l'irradiation en l'absence de mesure dosimétrique, comme par exemple pour la population civile.
La déficience hématopoïétique se traduit en quelques semaines par une chute du taux de granulocytes, de thrombocytes (immunodéficience) et de plaquettes (défaut de coagulation). Cela peut conduire à une infection mortelle ou à des hémorragies internes.
La forme hématopoïétique du syndrome d'irradiation aiguë est celle qui provoque la mort aux plus faibles doses, typiquement entre 1,5 et 10 Gy (irradiation rapide). Le décès intervient généralement, s'il a lieu, dans les deux mois suivant l'irradiation. Dans les cas d'irradiation sévères (aux environs de 5 Gy sur l'ensemble du corps), la moelle est totalement détruite ; la survie n'est alors possible qu'avec une greffe. En cas d'irradiation non uniforme, les cellules hématopoïétiques survivantes permettent de repeupler la moelle ; la survie est alors possible sans greffe.
Selon la rapidité de l'exposition et le type de soins, une mortalité de 50% est atteinte pour une dose de 3 à 6 Gy (voir figures ci-dessus).
La forme cérébro-vasculaire se manifeste généralement pour des doses supérieures à 50 Gy mais les symptômes peuvent apparaître dès 20 Gy[10]. Elle se caractérise par les symptômes suivants lors de la phase prodromale (quelques minutes au plus après l'irradiation) : agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs...) extrême, apathie (Apathie est un terme médical désignant un état de fatigue physique ou intellectuelle...), ataxie, désorientation, troubles de l'équilibre, vomissement (Le vomissement est le rejet actif par la bouche d'une partie du contenu de l'estomac. C'est une...), diarrhée, perte de connaissance. Durant la période de latence de quelques heures au plus, voire absente, le patient récupère partiellement ses capacités. La phase symptomatique se manifeste par la diarrhée, des convulsions, suivis du coma puis de la mort, généralement sous trois jours.
Le décès est généralement provoqué par un effondrement du système circulatoire et l'augmentation de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) dans la boîte crânienne (œdème, méningite).
débit de dose | 0,2 Gy/h | 1 Gy/h | 10 Gy/h | 100 Gy/h |
---|---|---|---|---|
soins minimaux | 18,7 | 15,4 | 11,2 | 9,7 |
soins intensifs | 17,5 | 15,0 | 12,1 | 11,3 |
+ facteur de croissance | 25,3 | 22,2 | 15,1 | 12,0 |
Le syndrome gastro-intestinal a lieu pour une dose élevée, typiquement plus de 8 Gy, et entraîne généralement la mort dans les quinze jours. Il se manifeste en une à deux semaines après l'exposition par des symptômes semblables à ceux d'une dysenterie (La dysenterie est une maladie infectieuse du côlon chez l’humain, qui peut être...) fulminante : diarrhée sévère et déshydratation.
Il est causé par une dégénérescence de l'épithélium de l'intestin grêle (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement...) liée à la destruction des cellules souches de sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...). La mortalité à 50% a lieu pour des doses de 9 à 12 Gy (irradiation rapide en l'espace de minutes) selon la qualité des soins médicaux.
débit (Gy/h) | dose (Gy) |
---|---|
100,0 | 9,6 |
10,0 | 12,2 |
1,0 | 23,4 |
0,2 | 38,1 |
La forme pulmonaire se déclare pour des doses importantes, de l'ordre de 6–10 Gy (irradiation rapide) ou plus (irradiation lente ou fractionnée), pour laquelle une irradiation uniforme du corps par rayonnements pénétrants provoque généralement la mort (déficience hématopoïétique et gastro-intestinale) avant que les symptômes pulmonaires ne se manifestent. Elle peut toutefois se produire en l'absence des syndromes hématopoïétique et gastro-intestinal en cas d'irradiation par des rayonnements peu pénétrants (alpha ou bêta).
La dose de 9,6 Gy délivrée en quelques minutes est mortelle dans 50% des cas ; pour une irradiation lente, sur une journée, la dose létale passe à 23 Gy.
La phase aiguë survient dans les quelques mois suivant l'exposition, voire dans les jours suivants en cas d'irradiation massive (Le mot massif peut être employé comme :). On observe dans les années suivantes une morbidité importante chez les survivants.
occurrence | 10% | 50% | 90% |
---|---|---|---|
erythème | 4,0 | 14,0 | 20,0 |
desquamation | 14,0 | 20,0 | 26,0 |
nécrose | 20,0 | 25,0 | 35,0 |
Le forme cutanée a lieu en présence de fortes doses, typiquement > 4 Gy en moins de 24h. Elle se manifeste principalement dans la phase prodromale quelques heures après l'exposition par un érythème (rougeur) passager et des démangeaisons et, lors d'une irradiation intense, la desquamation. C'est la couche basale de l'épiderme qui est touchée. Après une période de latence, ces symptômes réapparaissent deux à quatre semaines plus tard avec en plus alopécie et desquamation, et dans le cas d'une forte dose (10–20 Sv) ulcération et nécrose suivies d'une fibrose du derme et du système vasculaire sous-jacent.
Le syndrome cutané peut se produire en l'absence des autres formes d'irradiation aiguë en cas d'exposition à des rayonnements peu pénétrants comme les rayons bêta. Ainsi, le classement de la forme cutanée dans le syndrome de radio-exposition aiguë est controversé ; certains y voient une affection distincte. Toutefois, l'expérience indique que les lésions cutanées complique le traitement du syndrome d'irradiation aiguë, notamment, il est probable que les pertes humaines chez les " liquidateurs " de Tchernobyl auraient été moindres en l'absence de symptômes cutanés.
Les autres complications consécutives à une irradiation aiguë ne font pas formellement partie du syndrome d'irradiation aiguë mais sont une conséquence directe de la radio-exposition. Ces effets sont déterministes ou apparaissent avec des probabilités élevées.
Stérilité — La stérilité féminine permanente touche 60% des patientes exposées à 2,5–5 Gy (dont 100% des plus de 40 ans) et 100% à partir de 8 Gy. Des effets chez certaines femmes de plus de 40 ans s'observent dès 1,5 Gy.
L'azoospermie (donc stérilité) masculine temporaire est observée chez 100% des hommes exposés à 0,3–0,5 Gy entre 4 et 12 mois après l'irradiation avec une récupération totale dans les deux ans ; l'oligozoospermie peut s'observer dès 0,1 Gy. Au-delà de 2–3 Gy, l'azoospermie s'observe dès les deux premiers mois suivant l'exposition et dure au moins 3 ans. La stérilité permanente est attestée pour des doses de 5 à 15 Gy sur les gonades[7].
Cataracte — La cataracte touche 10% des patients exposés à 2 Gy, 50% à 5 Gy et 90% à 10 Gy.
Effets sur l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est...) — Les fœtus sont particulièrement radio-sensibles ; les risques liés sont la fausse couche (La fausse couche est l'interruption naturelle ou accidentelle de la grossesse, c'est-à-dire un...) ainsi que la tératogénèse : microcéphalie (La microcéphalie est une anomalie de la croissance de la boîte crânienne avec un...), retard mental (Le retard mental, ou handicap mental, est une déficience, à divers degrés, de...), malformation (Une malformation est une altération morphologique congénitale d'un tissu ou d'un organe...), retard de croissance. Ces effets ont été étudiés chez les hibakusha. Une exposition à 1,4 Gy — dose provoquant un syndrome léger chez l'adulte — d'un embryon de 8 à 15 semaines provoque 75±20% (intervalle de confiance : 90%) de déficience mentale grave par la suite ; cette proportion tombe à 37±15% pour un fœtus âgé de 16 à 25 semaines[13]. Aucun n'effet notable n'est observé sur le quotient intellectuel pour un âge gestationnel de plus de 26 semaines ou de moins de 8, ainsi que pour des doses inférieures à 0,1 Gy ; pour une dose de 0,1 à 0,5 Gy, la déficience moyenne, tous âges confondus, est de 8 ± 6 (intervalle de confiance : 95%) points de QI[14]. Le retard de croissance est observé chez les sujets exposés à plus de 1 Gy, il est de l'ordre de 10 cm[14].
Effet stochastiques — Des effets stochastiques à long terme sont aussi observables : maladies cardiaques, respiratoires et digestives. Le risque de mortalité s'élève de 14% par sievert (Le sievert (symbole: Sv) est l'unité dérivée du système international pour...) dans les 30 années suivant la radio-exposition avec un seuil de 0,5 Sv[8].
La prévention du symptôme (Un symptôme représente une des manifestations subjectives d'une maladie ou d'un processus...) passe par des mesures de radioprotection (La radioprotection désigne l'ensemble des mesures prises pour assurer la protection de l'homme...).
Dans les expériences et manipulations de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) fissile, le strict respect du protocole permet d'éviter l'assemblage involontaire d'une masse critique conduisant à un accident de criticité, comme ce fut le cas par négligence à Tokaimura au Japon (1999).
En cas d'incident, il convient d'éviter l'irradiation ou de minimiser le temps d'exposition, donc la dose reçue ; la surveillance du débit de dose radioactive sur les installations sensibles est essentielle afin que les personnels évitent de se rendre sur le lieu de l'incident et/ou se mettent à l'abri le plus rapidement possible. Le non-respect d'une telle mesure de sécurité a provoqué la mort d'un opérateur (Le mot opérateur est employé dans les domaines :) à Soreq en Israël (1986) qui a voulu vérifier de visu le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) contradictoire d'une alarme déclenchée et d'un système de sécurité indiquant une source radioactive correctement confinée.
Enfin, les sources radioactives doivent être strictement surveillées et confinées en-dehors des périodes d'utilisation. Plusieurs cas mortels d'irradiation ont eu lieu à cause d'une déficience du système de confinement des sources dans des usines de stérilisation, parmi les plus récents à Soreq en Israël (1986) et à Niasvi? en Biélorussie (1991). Il faut également veiller à ce qu'elles n'aboutissent pas entre les mains d'un public non averti, comme ce fut le cas à de nombreuses reprises lors de vols ou de pertes d'isotopes radioactifs sur des installations civiles ou militaires. Le dernier cas en date, en Géorgie (2001–2002) est le vol de sources de générateur thermoélectrique à radioisotope (Un générateur thermoélectrique à radioisotope (GTR ; en anglais RTG :...) par un employé : sept personnes furent irradiées.
La Commission internationale de protection radiologique émet des recommandations concernant la radioprotection. Elles sont généralement reprises par les législations nationales.
L'Agence internationale de l'énergie atomique est une association affiliée à l'Organisation (Une organisation est) des Nations unies qui cherche à promouvoir les usages pacifiques de l'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et à limiter le développement de ses applications militaires. Elle émet des rapports sur chaque accident nucléaire ou radiologique pour en tirer les conséquences en termes de sécurité et de protection civile.
décile (En statistique descriptive, un décile est chacune des 9 valeurs qui divisent un jeu de données,...) | durée avant vomissement | |
---|---|---|
< 4 h | > 4h | |
25% | 2,5 | 0,5 |
50% | 3,6 | 0,9 |
75% | 6,0 | 1,7 |
Une estimation de la dose reçue est nécessaire pour connaître la prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) nécessaire ; les personnels sur des installations sensibles doivent porter à cette fin un dosimètre. En l'absence de mesure, la présence, la rapidité d'apparition et l'intensité des symptômes prodromaux, ainsi que la numération des lymphocytes dans les deux jours suivant l'irradiation permet de quantifier la gravité de l'exposition.
Des outils de diagnostic rapide ont été développés à des fins de sécurité civile afin de pouvoir effectuer un tri rapide (Le tri rapide (en anglais quicksort) est un algorithme de tri inventé par C.A.R. Hoare en 1961...) des personnes. Ils sont destinés aux accidents à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...), dans le cas où il s'avère impossible de faire rapidement un examen approfondi de l'ensemble des individus touchés. La durée moyenne t écoulée entre une exposition ponctuelle à des rayonnements gamma et le premier vomissement est relié à la dose reçue D par une loi de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :)[15] :
Un critère simplifié est la présence de vomissements dans les quatre heures suivant l'exposition : trois quarts des personnes " positives " ont reçu plus de 2,5 Gy, impliquant un risque vital modéré à élevé ; elles doivent être suivies et examinées rapidement. Les patients " négatifs " ont reçu une dose inférieure à 1,7 Gy (impliquant un risque vital faible) dans 75% des cas et peuvent attendre quelques jours pour réexamen[4] (voir tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) ci-contre).
concentration en lymphocytes (mm-3) | dose (Gy) |
---|---|
2500 | < 1 Gy |
1700–2500 | 1–5 Gy |
1200–1700 | 5–9 Gy |
< 1000 | > 10 Gy |
Un bilan sanguin établi dans les 8 à 48 heures après l'exposition permet d'établir un intervalle de dose reçue : la numération de lymphocytes diminue selon une loi exponentielle (Une loi exponentielle correspond au modèle suivant:) dont le temps de demi-atténuation est corrélé à la gravité de l'irradiation. Une lymphocytopénie de 1500 mm-3 ou moins dans les 48h suivant l'exposition indique une exposition à une dose moyenne de 3,1 Gy. Ces patients nécessiteront des soins médicaux[16]. Une numération lymphocytaire dans les 8 à 12h permet d'obtenir un diagnostic plus précis (voir table ci-contre).
Il existe différents moyens de déterminer la dose par des examens biologiques, toutefois, ces méthodes sont ou bien onéreuses et coûteuses en main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à...) d'œuvre, ou bien en cours d'investigation. La mesure des anomalies au niveau chromosomique est coûteuse en termes d'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...) et de main d'œuvre[4]; la dosimétrie par mesure de l'apoptose (On nomme apoptose (ou mort cellulaire programmée, ou suicide cellulaire) le processus par...) des lymphocytes[17] est encore expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes...). La mesure du taux de radicaux libres ou de marqueurs biochimiques spécifiques est envisagée.[4]
La mesure de la radioactivité induite chez les victimes d'une irradiation permet d'estimer la dose reçue. Si m est poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) de l'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux...) en kilogrammes (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).), K le nombre de coups par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) d'un compteur Geiger (Le compteur Geiger[1], ou compteur Geiger-Müller (ou compteur G-M), sert à mesurer certains...) posé contre le ventre sujet, la dose radiative D en gray est donnée par[4] :
La relation est calibrée pour un rayonnement de neutrons et/ou de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) gamma.
La mesure du taux de phosphore-32 dans les cheveux ou de potassium-24 dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) permet d'estimer la dose de neutrons reçue[18].
Il n'existe pas de traitement éprouvé des conséquences d'une irradiation (des causes des symptômes), mais un traitement symptomatique permet de diminuer la mortalité le temps que les tissus se régénèrent ou qu'une greffe soit effectuée.
Le traitement des blessures (brûlures, traumatisme) est prioritaire sur celui de l'irradiation. Il convient de décontaminer en cas de contact, d'ingestion ou d'ingestion de radioéléments.
En cas d'accident impliquant la population civile, un suivi psychologique est nécessaire et certaines personnes développent des symptômes caractéristiques du syndrome d'irradiation aiguë sans avoir été exposées, un effet placebo (Un placebo est une mesure thérapeutique d'efficacité intrinsèque nulle ou faible,...) observé chez près de 5000 personnes lors de l'accident radiologique de Goiâna au Brésil, 1987[4].
Les vomissements peuvent être traités avec des anti-vomitifs comme les inhibiteurs des récepteurs de la sérotonine (La sérotonine, encore appelée 5-hydroxy-tryptamine (5-HT), est une molécule issue du...)[19].
L'hospitalisation n'est généralement nécessaire que pour une dose supérieure à 2 Gy, le risque d'infections nécessite un placement en milieu stérile. Dans les autres cas, les soins peuvent être prodigués à domicile.[19] Le traitement du syndrome hématopoïétique fait intervenir la prophylaxie et le soin des infections à l'aide d'antibiotiques, d'antiviraux et d'antifongiques. La transfusion sanguine (Une transfusion sanguine est une opération consistant à injecter, par perfusion...) et celle de plaquettes permet de réduire les risques hémorragiques et de lutter contre la lymphocytopénie.
La stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs...) de l'hématopoïèse (L'hématopoïèse est le processus physiologique permettant la création et le...) à l'aide de facteurs de croissance permet d'augmenter les chances de survie[11], les cytokines qui n'ont toutefois pas reçu l'aval de la Food and Drug Administration pour les cas d'irradiation[4]. La greffe de moelle osseuse, de son côté, est d'efficacité et d'emploi limités : pour des doses modérées les cellules hématopoïétiques ne sont pas totalement détruites et repeuplent spontanément la moelle en cas de survie, et l'impact positif de la transplantation n'est clairement établi que de la part d'un jumeau (Littéralement, le terme jumeau se réfère à tous les individus (ou l'un de...) monozygote[4].
Un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant...) expérimental destiné à traiter spécifiquement les effets d'une irradiation aiguë, le Neumune[20], est développé conjointement par l'industrie pharmaceutique (L'industrie pharmaceutique est le secteur économique qui regroupe les activités de...) et l'armée américaine. Testé chez le singe (Un singe (du latin simius, pluriel Simia) est un animal faisant partie du groupe constitué par...), il diminuerait la thrombocytopénie et l'anémie (L'anémie (du privatif an- et du grec ancien haimos, « sang ») est une...) résultant (En mathématiques, le résultant est une notion qui s'applique à deux polynômes....) d'une exposition à des doses modérées et augmenterait les chances de survie à une forte irradiation.
Ces formes du syndrome d'irradiation aiguë conduisent à une mort certaine. Les patients nécessitent un traitement palliatif. Des soins symptomatiques peuvent prolonger la durée de vie (La vie est le nom donné :). Les forces armées se sont intéressées à des traitements symptomatiques dans les premières heures d'une irradiation élevée (20-50 Gy) afin de permettre aux troupes touchée d'être aptes au combat pendant une période limité [réf. nécessaire].
Le nombre de décès attestés par syndrome d'irradiation aiguë est de 180 dans la période de 1945 à 2004 sur 600 accidents radiologiques recensés[21], hibakusha d'Hiroshima et Nagasaki exclus.
Les quatre principales causes attestées du syndrome sont l'exposition à une explosion nucléaire ou à ses retombées, l'accident sur un réacteur (Un réacteur peut désigner :) nucléaire, l'accident de criticité lors de la manipulation de matière fissile et l'exposition à une radiosource puissante.
L'explosion nucléaire est sans conteste la cause la plus connue et la plus vulgarisée du syndrome d'irradiation aiguë, notamment via le film Black Rain qui relate les malheurs des hibakusha suite aux bombardements atomiques d'Hiroshima et Nagasaki ; un essai nucléaire atmosphérique américain a aussi causé le syndrome par accident :
La catastrophe de Tchernobyl (La catastrophe de Tchernobyl est un accident nucléaire qui s'est produit le...) en 1986 a popularisé le risque représenté par les accidents sur des réacteurs nucléaires. Un accident au bord d'un sous-marin soviétique a aussi connu la célébrité avec le film K-19: Le piège des profondeurs.
Aucun accident sur un réacteur nucléaire n'a provoqué le syndrome d'irradiation aiguë parmi la population civile. Un seul — la catastrophe (Une catastrophe est un événement brutal, d'origine naturelle ou humaine, ayant généralement la...) de Tchernobyl — a eu un impact étendu, soumettant la population et l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) à une contamination radioactive (La contamination radioactive est le phénomène se produisant quand un produit radioactif...) importante.
Les neuf accidents attestés sont :
Le cas du physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) Louis Slotin, mortellement irradié en 1946 lors d'une démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) au Laboratoire national de Los Alamos a attiré l'attention sur les risques de manipulation de matières fissiles ; son histoire est romancée dans Les Maîtres de l'ombre. C'est aussi le cas de l'accident de Tokaimura (Japon) en 1999 dans une installation nucléaire civile.
Aucun des accidents de criticité lors de la manipulation de produits fissiles n'a provoqué de syndrome d'irradiation aiguë auprès du public ; dans un seul cas — Tokaimura en 1999 — la population civile a été soumise à une exposition supérieure aux normes.
Liste d'accidents de criticité lors d'une manipulation de matière qui ont provoqué une irradiation aiguë :
Moins connue en est la possibilité de développer le syndrome après l'exposition à une source radioactive puissante, dont les emplois militaires mais aussi civils sont nombreux : production stable, pérenne et transportable d'énergie (générateur thermoélectrique à radioisotope), stérilisation, soin du cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...) (radiothérapie). Sur les vingt dernières années, avec l'augmentation des mesures de sécurité civile au niveau des installations nucléaires, c'est la principale cause du syndrome de radio-exposition aiguë.
L'exposition accidentelle peut résulter d'une erreur humaine ou d'un dysfonctionnement sur un site utilisant une radiosource. Il peut aussi s'agir d'une exposition accidentelle de civils lors de la perte ou du vol d'une telle source : dix de ces " pertes " de sources ont conduit à un syndrome d'irradiation aiguë parmi la population, avec un total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de 23 décès dans la période 1945–2000[26].
Voici une liste chronologique des cas d'irradiation aiguë liés à des radiosources :
Le drame des hibakusha après les bombardements atomiques d'Hiroshima et Nagasaki et la menace d'apocalypse qui planait lors de la guerre froide furent une source d'inspiration pour les romanciers et cinéastes. Aussi de nombreuses œuvres de fiction traitent-elles de l'irradiation aiguë, que ce soit sous un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) réaliste ou fortement romancé.
Les œuvres les plus marquantes sont :