L'EFFET DE PROXIMITE
L'I.C.R.P. a basé ses travaux concernant la radioprotection des organes, os, poumons, thyroïde, reins, etc., sur la notion de la période effective, notion dérivée de celle de la période biologique propre pour chacun des organes à chaque élément. La période biologique définit le délai au terme duquel la quantité initiale de l'élément se trouve réduite à la moitié. Les valeurs numériques des périodes biologiques sont autant d'indiscutables réalités mais ce sont des réalités statistiques fondées sur de multiples observations et expérimentations. Lorsque l'élément est radioactif, la période effective définit le délai au terme duquel le taux de l'irradiation se trouve réduit à sa moitié.
Soit deux exemples :
Iode. — La thyroïde concentre 30% de l'iode ingéré avec la période biologique de 138 jours. L'iode radioactif I (53 I 131) a la période radioactive de 8 jours.
La période effective thyroïdienne est de 7,6 jours.
Strontium. — L'os concentre 9% du strontium ingéré avec la période biologique de 1,8.104 jours. Le strontium Sr (38 Sr 90) a la période radioactive de 10.104, jours. La période effective osseuse est de 6,4. 103, jours (plus de 17 années).
Au cas des éléments radioactifs, le concept de la période effective lui-même fait prévoir la stagnation organique de n'importe quel isotope radioactif. Les deux périodes, biologique et radioactive, s'exprimant sous la forme exponentielle, la conséquente période effective est également de forme exponentielle, ce qui signifie que l'élimination d'un élément ne sera jamais totale. Il existe donc une certitude algébrique de stagnation dans l'organisme d'éléments radioactifs.
L'application de la fonction exponentielle de la période effective à l'iode radioactif indique que 10% de l'activité initiale persistent au 25e jour et que 1 % subsiste au 50e jour.
Le calcul est également intéressant lorsqu'on l'applique au strontium 90 où 10 % de la quantité initiale demeurent présents à la 58e année et 1 % à la 116e année. Ce calcul démontre la pérennité de l'ionisation osseuse due au strontium, avec la possibilité du développement d'une maladie du sang dont l'induction remonte à la première enfance; cette pérennité indique également que le sujet contaminera au-delà de son existence le sol de sa tombe.
Cette certitude algébrique se rencontre avec la certitude physiologique. Des éléments radioactifs résiduels, inaltérables, demeurent immobilisés dans les mailles du tissu réticulo-endothélial ou dans les cellules glandulaires; ils sont autant de sources ponctuelles de rayonnement ionisant.
Ce sont là des faits connus depuis fort longtemps, exactement depuis 1913. Déjà en 1904, Ch. Bouchard, P. Curie et V. Balthazar, expérimentant avec le gaz radon, avaient constaté des répartitions inégales dans l'organisme avec un maximum pulmonaire. En 1912, Bickel, expérimentant avec le thorium, montrait la stagnation prolongée dans le foie, la rate, le poumon et la moelle osseuse. En 1913, H. Dominici, M.S. Laborde et A. Laborde apportaient la démonstration définitive de la contradiction entre l'élimination physiologique régulière d'un élément quelconque et possibilité de sa stagnation prolongée; les actions chimiques naturelles insolubilisent les sels radioactifs, qui demeurent saisis dans les mailles du réseau réticulo-endothélial. Ainsi se constituent de multiples foyers émetteurs ponctuels de rayonnement ionisant exerçant sans répit leur action cellulaire nocive: destruction immédiate, destruction retardée après mitoses abortives, apparition de mitoses monstrueuses suivies de multiplication cellulaire anarchique.
Tout cela a évidemment été vérifié à d'innombrables reprises et pour des raisons fort diverses telles que les accidents professionnels des corps radioactifs, en particulier les anémies et les leucémies, les cancers pulmonaires des mineurs de pechblende, les altérations squelettiques des nourrissons, les accidents secondaires aux thérapeutiques par les éléments radioactifs par voie interne, en particulier le thorium et l'iode, les explorations physiologiques par les traceurs radioactifs.
La méthode de repérage des stagnations d'agrégats radioactifs est également ancienne, puisque A. Lacassagne imagina en 1921 l'autoradiographie : la coupe histologique est placée sur une plaque photographique qui sera impressionnée en regard des stagnations radioactives; la confrontation entre l'examen de cette image et celui de la coupe situe la localisation dans le tissu de l'organe imprégné.
Ces considérations amenuisent la portée du concept de la période effective, tandis que leur importance pathologique est grande, car elles indiquent l'éventualité d'irradiations très localisées à des taux considérables.
Maurice E. André, qui a justement appelé cette éventualité l'«effet de proximité» dès 1974 (« Risques nucléaires inacceptables », Survie universelle) (1) a procédé en avril 1976 au calcul de la dose locale apportée par le blocage de particule radioactives, circonstance qui supprime la décroissance selon l'inverse du carré de la distance et qui fait intervenir la permanence de l'ionisation (2).
M. E. André a étudié le cas de l'immobilisation dans le tissu pulmonaire d'un agrégat de plutonium 94 Pu 239, émetteur de particules alpha de 5,15 MeV, d'électron et de rayonnement gamma de transition, formant une poussière de diamètre égale à 1 micron. Cet agrégat libère dans la sphère de tissu, de rayon égal à 50 microns 113 592 rads par an.
On conçoit aisément d'une part que l'accumulation incessante à une dose aussi énorme ne puisse que déterminer de très graves perturbations cellulaires avec, dans le cas présent, l'induction du cancer du poumon, d'autre part que l'exposition à la radioactivité d'une poussière de plutonium de 1 micron soit indécelable.
On rappelle que la période physique du plutonium est de 24360 ans, que les périodes effectives sont de 6,4.104, jours (=175 ans) pour l'organisme entier de 7,2.104, jours (= 197 ans) pour l'os (le contaminé par le plutonium polluera le sol de sa tombe et les chrysanthèmes que l'on y déposera).
Pour que l'effet de proximité soit bien saisi, M. E. André a trouvé une excellente image :
« On peut soutenir qu'une balle de fusil n'est pas dangereuse. II suffît qu'on fasse abstraction du point d'impact (qui évidemment absorbe toute l'énergie cinétique du projectile) et qu'on suppose que toute l'énergie cinétique de la balle sera absorbée par toute la surface du corps, dans quel cas il est démontré qu'on ne pourrait constater aucun point de rupture de la chair. ».
L'effet de proximité retire leur valeur aux mesures physiques de l'exposition ionisante. Les moyens physiques décèlent et mesurent la radioactivité ambiante, totale ou analysée en gamma, bêta, alpha. Pour le biologiste, seule compte la radioactivité localisée intense, l'effet de proximité, qui résulte de la fixation, de l'incorporation et de l'accumulation des éléments radioactifs, ce qui met en jeu un nombre considérable de facteurs, les uns et les autres non décelables, associé au gré du hasard.'
(1) Disponible à l'A.P.R.I.
(2) Le lecteur se reportera à l'ouvrage très complet « Le plutonium cauchemar intégral », 3e édition, A.P.R.L, n° spécial, 1977.
L'effet de proximité sera d'autant plus violent que l'ionisation s'exercera dans un rayon tissulaire plus réduit ; ce rayon relève du taux de transfert linéique d'énergie, lequel représente une grandeur physique parfaitement déterminée. En se reportant au chapitre 4 pour y retrouver les valeurs moyennes de ce taux, on constate que l'effet de proximité sera extrêmement considérable avec les particules alpha, ce qui est le cas pour le plutonium tout comme pour le radon, et qu'il demeurera notable avec les électrons de basse énergie, lesquels caractérisent précisément les émissions pures ou prépondérantes des radioéléments les plus dangereux : tritium, iode, strontium et autres.
Le concept de la période effective corollaire de la période biologique, conserve certes sa valeur, mais celle-ci n'est que d'essence statistique.
A l'échelle microscopique, à l'échelle histologique, à l'échelle individuelle, la réalité le contredit.
Seul pour le biologiste compte l'indécelable effet de proximité.
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