De Tchernobyl à Fukushima les effets de la radioactivité André Aurengo Chef du service de médecine nucléaire GHPS 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 1

l’accident de Tchernobyl

RBMK « grand réacteur à eau bouillante »

des erreurs de conception pas d’enceinte de confinement barres de contrôle passives coefficient de vide > 0 graphite combustible ni recombineur H2 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

Tchernobyl : 26 avril 1986

retombées de Tchernobyl

l’accident de Fukushima

REB : réacteur à eau bouillante enceinte de confinement génératrice turbine condenseur 8

réacteur à eau bouillante Fukushima Piscine Réacteur

La centrale de Fukushima Daiichi 10

des erreurs de conception niveau de construction trop bas groupes électrogènes inondables sous-estimation des séismes et raz-de-marée ni recombineur H2 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 H2 explosions H2 en dehors de la cuve une contamination majeure plus localisée projections à faible altitude vents dominants vers le Pacifique

perte du réseau électrique le séisme du 11 mars arrêt automatique des réacteurs 1 à 3 perte du réseau électrique Magnitude 8,9 12

le raz-de-marée du 11 mars perte des moyens de secours plus de refroidissement : réacteurs & piscines 13

réacteur 3 14

Fukushima vent NO les 15 et 16 mars

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

Tchernobyl Unscear Fukushima IRSN Pbq 1015 Bq Tchernobyl Unscear Fukushima IRSN gaz rares (Xe133) 7000 2000 iode 131 1800 130 - 150 césium 137 85 6 - 12

becquerels, sieverts, dose… ?

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

facteur de pondération radiologique WR RX, ß et g 1  et noyaux lourds 20 facteur de pondération tissulaire WT 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

activités doses efficaces 10.000 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 10.000 mSv : irradiation aiguë globale / mort rapide 700 mSv : irradiation aiguë globale / signes cliniques 5 mSv : irradiation annuelle à Clermont-Ferrand 2,5 mSv : irradiation annuelle à Paris ou à Tours 1 mSv : irradiation annuelle moyenne médicale

naturelle renforcée médicale retombées Irradiation naturelle renforcée médicale retombées corps humain 30 % tellurique 12 % r. cosmiques 10 % radon 37 % médical 29 % essais nucléaires 2,5 % industrie 0,5 %

les risques déterministes précoces liquidateurs de Tchernobyl intervenants de Fukushima

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

irradiation aiguë globale 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

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

embryon et fœtus malformations non héréditaires retard mental cancer seuil # 100 - 200 mGy risque maximal : 9° jour - 9° semaine malformations spontanées # 3 % retard mental seuil 100 - 200 mGy 1 Gy : - 30 points de QI cancer risque aléatoire malformations héréditaires drosophile, souris jamais observées dans l’espèce humaine

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 2006 33 décès supplémentaires dont 11 décès par cancers

effets déterministes : Fukushima MEXT, TEPCO, gouv japonais intervenants de Fukushima effectifs # 8000 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) 3 doses > 250 mSv

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

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

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

lésions de l’ADN • ionisations • radicaux libres très réactifs H2O2 ou peroxydes RO2 cassure simple brin dimérisation site abasique modification de base T A X C cassure double brin pontage ADN-protéine coupure de chaîne métabolisme oxydatif • cassures simple brin 3 000 / j / cellule • lésions de base 3000 / j / cellule • cassures double brin 8 / j / cellule

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

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

une défense au moindre coût très faible dose (quelques mGy) • les lésions complexes ne sont pas réparées • mort mitotique de quelques mGy à # 100 - 200 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 100 - 200 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

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

élimination réparation prolifération excès de risque relatif 100 mSv exposition élimination réparation prolifération

existence hormesis P. Duport. Int J Low Rad. 2003 méta-analyse sur ensemble expériences publiées # 60 000 souris hormesis : 40 % des séries expérimentales pour des doses # 200-250 mSv Portess D. Cancer Res. 2007 Low-dose irradiation of nontransformed cells stimulate the selective removal of precancerous cells via intercellular induction of apoptosis

faible dose x effectif considérable x ERR forte dose = ? 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 = ?

mesures de protection en cas d’accident

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

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

cancers thyroïdiens enfants de moins de 17 ans lors de l'accident

Fukushima : mesures de protection confinement, évacuations • mesures de confinement • évacuation sur 3, 10 puis 20 km • # 70 000 personnes restrictions alimentaires • épinards, kanina, lait, eau distribution d’iode stable • 1 500 000 comprimés disponibles le 15 mars • prise ? quand ?

populations exposées dose thyroïde enfant 1 an (IRSN) • Fukushima < 10 mGy • Tokyo < 1 mGy mesures par les autorités japonaises • 1200 enfants contrôlés • dose engagées maximales 1 à 2 mGy régime iodé élevé • algues, poissons • jusqu’à 1200 µg d’iode / jour (# 70 en Ukraine)

nombre d’intervenants contamination revue à la hausse (juillet 2011) dose totale externe + interne nombre d’intervenants > 250 mSv 6 200 - 250 mSv 3 100 - 200 mSv 102 50 - 100 mSv 321 20 -50 mSv 909 10 - 20 mSv 1196 < 10 mSv 4265 importance relative de la contamination interne ? iode / adultes

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

effets psycho-sociaux : Tchernobyl très lourds communication # nulle 115 000 évacués des milliers d’évacuations non justifiées sinistroses, addictions, chômage baisse de fécondité, IVG

seuil d’évacuation CIPR effets psycho-sociaux : Fukushima contexte dramatique séisme & tsunami : 23 000 morts ou disparus zones dévastées, habitations détruites 70 000 évacués du fait de l’accident nucléaire 750 km2 à décontaminer (points chauds) communication très médiocre mise en place suivi épidémiologique seuil d’évacuation CIPR 20 mSv / an

économies nationales 2008 séisme & tsunami 297 Md$ Ukraine Japon population 46 M 128 M PIB total 356 Md$ 4 170 Md$ PIB par habitant 7 637 $ 32 647 $ espérance vie 67,9 ans 82,6 ans livres publiés / an 6 282 67 522 séisme & tsunami 297 Md$ accident nucléaire 70 - 245 Md$

l’accident de Fukushima conclusion l’accident de Fukushima

conclusion Fukushima une catastrophe • naturelle • industrielle et économique • écologique 23 000 morts du séisme et du raz-de-marée 0 mort secondaire à la radioactivité ? gestion de l’après-crise • évacuations a bon escient • surveillance environnement - alimentation • accompagnement psycho-social • décontamination et réhabilitation des sols retour d’expérience mondial • séismes, raz-de-marée • perte des circuits de refroidissement