Fallout są materiały radioaktywne zawieszone w atmosferze jako wyniku eksplozji z bronią jądrową lub wypadku jądrowego . Jest to zatem forma zanieczyszczenia jądrowego , która może mieć konsekwencje zdrowotne. Te drobne elementy, widoczne lub niewidoczne, opadają powoli na ziemię, na ogół bardzo daleko od swojego pochodzenia.
Istnieją różne sposoby ochrony przed opadem radioaktywnym: maska przeciwgazowa i kombinezon NBC (w przypadku niskiego promieniowania) lub schron antyatomowy , ale najskuteczniejsza jest ewakuacja .
W 1954 roku bomba Castle Bravo o mocy 15 megaton przetestowana na atolu Bikini spowodowała ludzką i ekologiczną tragedię na obszarze kilkuset kilometrów wokół miejsca eksplozji. Pierwszy poważny cywilny wypadek nuklearny w świecie zachodnim, pożar Windscale (od czasu przemianowania na Sellafield), miał miejsce w 1957 roku w Anglii. Konsekwencje wywołały globalny ruch opinii krytycznej wobec testów i, bardziej ogólnie, rozwoju broni jądrowej .
Opad radioaktywny może być spowodowany wypadkiem jądrowym , wybuchem lub pożarem, który uwalnia materiał radioaktywny do atmosfery. Eksplozja obiektu jądrowego nie ma nic wspólnego z wybuchem jądrowym w zakresie mocy samej eksplozji: są Bangs lub eksplozje chemikalia, ale można zrzucić materiały radioaktywne.
Nawet w ekstremalnie poważnym wypadku, takim jak w Czarnobylu, gdzie wybuch czołgu i ogień moderatora grafitowego następowały po sobie, nie wszystkie produkty rdzenia są rozproszone w atmosferze. Produkty radioaktywne pozostaną w atmosferze tym bardziej, że są niestabilne: im niższa temperatura wrzenia ciała, tym łatwiej ulatnia się w wyniku wypadku i tym bardziej będzie się powoli skraplał, by spaść na ziemię, co zwiększy jego dyspersję w porównaniu z mniej lotnymi produktami.
Dla międzynarodowej skali zdarzeń jądrowych (INES) uwolnienie do atmosfery równoważnej ilości jodu 131 większej niż kilkadziesiąt tysięcy tera bekereli , przybliżony próg podano na 50 peta bekereli lub 5 × 10 16 Bq .
Ta ilość (rzędu miliona kiurów ) odpowiada ułamkowi typowej radioaktywnej inwentaryzacji rdzenia elektrowni jądrowej, a taka awaria natychmiast prowadzi do problemów z ochroną radiologiczną na dużym (i potencjalnie wielonarodowym) obszarze. , możliwe później ograniczenia dostępu.
Cztery najważniejsze awarie jądrowe pod względem opadu spowodowały bardzo zróżnicowane emisje:
Masa produktu rozszczepienia zależy od energii wytworzonej podczas wybuchu. Nie jest ona bardzo wysoka, rzędu kilograma, ponieważ przy dużej mocy cieplnej czas jej emisji jest bardzo krótki. W przypadku bomby Little Boy, która eksplodowała w Hiroszimie, dokładne obliczenia dają spękaną masę 730 g z całkowitej masy 64 kg uranu wzbogaconego do 80%. Ilości produktów rozszczepienia są zatem znacznie mniejsze niż te wytwarzane przez reaktor wytwarzający dużą moc w ciągu jednego roku eksploatacji.
Z drugiej strony, aktywność tych produktów rozszczepienia jest kilka rzędów wielkości wyższa niż rdzenia reaktora, ponieważ ich produkcja nie jest rozłożona w czasie, a krótkożyciowe produkty rozszczepienia rozpoczynają w tym samym czasie swój radioaktywny rozpad .
Promieniotwórczość zawarta w chmurze jest proporcjonalna do energii wytwarzanej przez badane urządzenie rzędu 2 × 10 19 Bq/kt godzinę po wybuchu. Tam, gdzie aktywność rdzenia uranu uwalniającego 1 MW energii cieplnej jest rzędu 3,2 × 10 16 Bq , aktywność chmury nadal wynosi 4 × 10 20 Bq godzinę po eksplozji o masie 20 kt .
Rzeczywiste produkty rozszczepienia charakteryzują się ogólną aktywnością beta szacowaną na 1,7 × 10 19 Bq/kt godzinę po wybuchu (H + 1). Do tego dochodzą produkty aktywacji generowane przez przepływ neutronów w atmosferze, a także pozostałość materiału rozszczepialnego (którego rozszczepienie nie może osiągnąć wysokiej wydajności) oraz szczątki urządzenia wybuchowego.
Zmiana w funkcji czasu globalnego wskaźnika beta mieszaniny zmniejsza się wyraźnie zgodnie z prawem empirycznym wt -1,2 do 180 dni po teście; poza tym spadek przyspiesza, a prawo wyraża się w t -2,35 .
Ta radioaktywność odpowiada uwolnieniu energii, która pozostaje wysoka: rzędu 10% energii rozszczepienia powstaje w postaci promieniowania szczątkowego emitowanego po wybuchu. Jednak energia ta nie ma wpływu na moc wybuchu: gdy wskazana jest moc bomby, jest ona konwencjonalnie ograniczona do energii wyemitowanej w mniej niż minutę po wybuchu, z wyłączeniem promieniotwórczości szczątkowej.
Najważniejszymi konsekwencjami zdrowotnymi są skutki miejscowego opadu.
W powierzchniowej eksplozji nuklearnej lub w ogniu instalacji nuklearnej, duża część materiału na powierzchni jest sproszkowana i odparowywana pod wpływem ciepła i jest porywana przez chmurę grzyba lub pyrocumulus ; następnie przybiera brązowy kolor. Podczas kondensacji materiał ten generuje dużą ilość cząstek o średnicy od 100 nm do kilku milimetrów. W tym przypadku cząstki zostają zanieczyszczone produktami rozszczepienia i produktami aktywacji, które się w nich kondensują. Do tego można dodać sadzę z pożarów. Ponad połowa emitowanej radioaktywności może zostać uwięziona w tych szczątkach, które mogą spaść z powrotem na ziemię w czasie krótszym niż 24 godziny.
W ten sposób pierwszy opad pojawia się niecałą godzinę po eksplozji. Skład chemiczny pierwiastków promieniotwórczych prowadzi do rozwarstwienia chemicznego, najmniej lotne związki, które najpierw kondensują, przyczepiają się do największych cząstek, które opadają lokalnie; więcej lotnych związków osadza się później i dalej.
Ryzyko radiologiczne odpowiadające ogólnemu opadowi jest znacznie mniejsze, choćby dlatego, że radionuklidy są bardziej rozproszone, a krótkotrwałe produkty rozszczepienia mają czas na utratę aktywności podczas transportu atmosferycznego.
Rzeczywisty obszar skażenia zależy od warunków meteorologicznych w momencie wybuchu. Jeśli wiatry są silne, skażenie rozprzestrzenia się na większą odległość, ale osiadanie zajmuje tyle samo czasu; w konsekwencji jest rozcieńczony i bardziej rozproszony. W rezultacie, gruntowe granice zanieczyszczenia odpowiadające danej dawce są mniej rozległe, gdy ścieżka smugi z wiatrem została wydłużona przez wiatry górne.
Deszcze lub burze mogą znacznie szybciej sprowadzać cząstki na ziemię, jeśli radioaktywna chmura zostanie „zmyta” przez krople wody. To zmieniająca się intensywność opadów prowadzi Czarnobyl do tych map skażenia „skóry lamparta”, przy czym zanieczyszczenie na ziemi jest spowodowane rozproszonymi prysznicami. Podobnie, chociaż eksplozja nuklearna na wysokości sama w sobie nie powoduje znacznego skażenia gruntu, lokalny deszcz, taki jak „czarny deszcz” Nagasaki, może przynieść radioaktywny pył i popiół na ziemię, tworząc jednak plamy skażenia.
Zespół promieniowanie ostra jest praktycznie możliwe tylko w dawkach radioaktywnych przekraczających siwertach (lub 100 Rad ), a zatem (jeśli pominiemy brak natychmiastowych środków ochrony przed promieniowaniem) dla populacji ekspozycji na dawki rzędu lub większych niż 100 mSv / h lub rzędu jednego szarości w czasie krótszym niż dziesięć godzin.
Z taką mocą dawki można się spotkać w dniach następujących po wybuchu atomowym na ziemi, gdy pirocumulus zawiera ciężki pył, który szybko opada, lub gdy chmura radioaktywna jest zmywana przez deszcz, zanim dotrze do stratosfery . Na przykład przypadkowy radioaktywny „pióropusz” z testu naziemnego w amerykańskim Castle Bravo był śmiertelny na setki mil. Doprowadziło to do ostrego syndromu radiacyjnego dla załogi łowiącego w tym rejonie Daigo Fukuryū Maru , co było śmiertelne dla jednego z marynarzy: w całej historii cywilnej lub wojskowej energetyki jądrowej śmierć Aikichi Kuboyamy jest jedyny przypadek śmierci z powodu ostrego zespołu popromiennego spowodowanego opadem jądrowym.
Podczas bombardowań atomowych Hiroszimy i Nagasaki , które były eksplozjami na dużych wysokościach, o wiele bardziej skutecznymi z wojskowego punktu widzenia, nie wystąpiły żadne lokalne opady o takim poziomie . Ofiary, które cierpiały z powodu ostrego zespołu popromiennego, zostały napromieniowane promieniowaniem z samej eksplozji, a nie przez opad. Czarny deszcz, który spadł na Hiroszimę, został zaczerniony przez popiół z gigantycznego pożaru miasta, ale był tylko umiarkowanie radioaktywny i mógł skutkować jedynie niższym napromieniowaniem, co najwyżej 0,5 szarości .
Dawka wystarczająca do wywołania ostrego syndromu napromieniowania jest również możliwa w bezpośrednim sąsiedztwie awarii jądrowej , jak w „ czerwonym lesie ” w Czarnobylu , gdzie koncentrowały się nieodparowane cząstki z pożaru w Czarnobylu .
Globalne napromieniowanie może być śmiertelne, zaczynając od 1,5 grej , a śmierć jest pewna powyżej 10 grej otrzymanych w mniej niż kilka godzin. Na drugim końcu skali ryzyka nie można zaobserwować efektu poniżej napromieniowania rzędu 100 mSv lub mocy dawki rzędu 100 µSv/h.
Na obszarach skażonych opadem radioaktywnym można wyróżnić trzy strefy niebezpieczne:
Strefy te odzwierciedlają większy lub mniejszy stan zagrożenia medycznego podejmowanego przez organizację ochrony i ewakuacji. Granica „pomarańczowych stref” w ochronie przed promieniowaniem, wynosząca 2 mSv/h , może być dobrym punktem odniesienia: na tym poziomie nawet miesięczny pobyt doprowadzi tylko do otrzymanej dawki mniejszej niż jeden siwert , która nie ma brak natychmiastowych konsekwencji medycznych w postaci ostrego zespołu popromiennego . Takie obszary nie muszą być brane pod uwagę od razu w organizacji kryzysowej.
W odniesieniu do dopuszczalnych limitów narażenia w przypadku zdarzenia radiacyjnego wynoszą one 100 mSv na interwencję dla zespołów interwencyjnych specjalizujących się w zagrożeniach radiologicznych i mogą wzrosnąć do 300 mSv, jeśli interwencja jest konieczna dla ochrony ludzi. W rezultacie likwidatorzy interweniujący w tej dziedzinie mogą to robić tylko przez ograniczony czas, po przekroczeniu którego wyczerpią swój dopuszczalny potencjał narażenia; oraz że organizacja akcji ratowniczych i ewakuacyjnych ogranicza się w praktyce do obszarów „średniego zagrożenia”, gdzie moc dawki wynosi od 1 do 100 mSv/h :
Bardzo wielkie niebezpieczeństwo | ponad 1000 mSv odebranych w ciągu 1 godziny |
|
|
Wielkie niebezpieczeństwo | od 100 do 1000 mSv otrzymane w 1 h |
|
|
Średnie niebezpieczeństwo | od 10 do 100 mSv otrzymane w 1 h |
|
|
Średnie niebezpieczeństwo | od 1 do 10 mSv otrzymane w 1 h |
|
|
Brak bezpośredniego zagrożenia | od 100 µSv do 1 mSv otrzymane w 1 h |
|
|
Nie ma niebezpieczeństwa | mniej niż 100 µSv odebranych w 1 h |
|
Należy podkreślić, że w rzeczywistości granice tych różnych stref nie są jasno określone i z czasem ulegają zmniejszeniu z powodu rozpadu promieniotwórczego . Strefy niebezpieczne wynikają z bardzo wysokiej radioaktywności krótkożyciowych produktów rozszczepienia . W efekcie odpowiednie tereny po kilku latach przestają być niebezpieczne. Jak wskazano powyżej, aktywność obłoku wytworzonego przez wybuch atomowy początkowo spada w czasie t -1,2 , tj. gdy czas od wybuchu pomnoży się przez siedem, radioaktywność zmniejsza się o jeden czynnik dziesięć.
Granica strefy „bardzo dużego zagrożenia” dzień po wybuchu (1000 mSv/h ) nie przekracza granicy „wielkiego zagrożenia” (100 mSv/h ) po tygodniu, a po siedmiu tygodniach (dwóch miesiącach) radioaktywność szczątkowa (10 mSv / h ) pozwala w razie potrzeby na krótkie wtargnięcia do niego.
Nawet w czerwonym lesie Czarnobyla, którego liście zostały wypalone przez intensywność promieniowania, po dwudziestu pięciu latach nie ma już „strefy zagrożenia” w powyższym znaczeniu. Obecnie zdarzają się okazjonalne natężenia przepływu do jednego Röntgena na godzinę (tj. rzędu 10 mSv/h ), ale często spotykane natężenia przepływu są sto razy niższe.
Kiedy dana osoba znajduje się na skażonym obszarze, jest narażona głównie na zewnętrzne skażenie promieniowaniem gamma oraz na skażenie wewnętrzne, jeśli wdycha zanieczyszczony pył lub spożywa zanieczyszczone produkty. Jego skóra lub ubranie mogą również zbierać się zanieczyszczony kurz, który może go później skazić, jeśli ich nie wypierze.
W strefie opadu musisz:
Służby ratunkowe można organizować w najlepszym razie tylko w strefach „średniego zagrożenia”, gdzie ruch uliczny nie zagraża bezpośrednio życiu.
Należy unikać pyłu radioaktywnego (poprzez wdychanie i połykanie). Jeśli chcesz podróżować w miejscu opadu, noszenie maski jest obowiązkowe. Uważaj na wodę i żywność (niekontrolowane) i chroń wszelkie obrażenia.
Dekontaminacja polega zasadniczo na praniu (ciała, odzieży lub sprzętu) w celu usunięcia wszelkich cząstek radioaktywnych, które mogły się tam osadzać.
Nawet jeśli ewakuacja nie jest konieczna, profilaktyka raka tarczycy u małych dzieci powinna być prowadzona równolegle we wszystkich obszarach o znacznym nasileniu opadu (patrz poniżej).
Poza obszarami uznanymi za niebezpieczne, a zatem poniżej mocy dawki 1 mSv h- 1 , nie ma bezpośredniego zagrożenia uzasadniającego pilną ewakuację. Jednak laboratoryjne testy na zwierzętach pokazują, że próg pojawienia się znaczących efektów biologicznych dla stałego napromieniania wynosi gdzieś pomiędzy 1 mSv h -1 a 0,1 mSv h -1 (z drugiej strony pierwsze pojawienie się nowotworów znajduje się na progach dziesięciokrotnie wyższa, rzędu 10 mSv h- 1 poddana ekspozycji stałej).
Poziomy interwencji uwzględnione we francuskich przepisach to (w 2015 r.):
Poniżej tej ostatniej wartości, tj. 100 µSv h- 1 , nie ma wykrywalnego wpływu na poziom medyczny i ewakuacja w zasadzie nie wydaje się już konieczna.
Możemy zauważyć, że te limity ekspozycji są czterdzieści lub pięćdziesiąt razy wyższe niż te określone przez „limit prawny” zakazujący dobrowolnego narażenia społeczeństwa na więcej niż 1 mSv rocznie (kodeks zdrowia publicznego, art. R1333-8) , co odpowiada Atmosfera mocy dawki rzędu 2,5 µSv h -1 . To rzeczywiście dwa bardzo różne problemy.
W przypadku awarii jądrowej w Fukushimie władze zastosowały natomiast ustawowy dobrowolny limit narażenia, skłaniając je do ewakuacji z obszarów, w których zaobserwowano dawki większe niż 10 µSv h- 1 , mimo że dawki występujące na zewnątrz obwód elektrowni praktycznie nigdy nie przekroczył 100 µSv h- 1 : ta ewakuacja sama w sobie nie mogła mieć znaczącego pozytywnego efektu medycznego. Z drugiej strony stres spowodowany samą ewakuacją doprowadzi do ponad 1500 zgonów w prefekturze, więcej niż liczba zgonów początkowo spowodowana trzęsieniem ziemi i następującym po nim tsunami – to nie radioaktywność zabiła, ale nadmierna ochrona przed promieniowaniem . Podobne zjawisko zaobserwowano w likwidatorach i populacjach ewakuowanych po awarii jądrowej w Czarnobylu , dla której zaobserwowana zwiększona śmiertelność nie jest spowodowana rakiem, ale czynnikami psychologicznymi (depresja, alkoholizm).
Poza strefami niebezpiecznymi, w których można się obawiać ostrego zespołu popromiennego , stan zagrożenia w zakresie ochrony ludności polega na ochronie populacji dziecięcej przed skutkami radioaktywnego jodu zawartego w opadach, który prawdopodobnie zostanie połknięty przez skażoną żywność .
Jod zawarty w opadach promieniotwórczych jest uznawany za jedną z przyczyn raka tarczycy , głównie u dzieci: jod promieniotwórczy z opadu, wchłaniany przez organizm, jest preferencyjnie utrwalany w tym narządzie. Ten radioaktywny jod odkłada się na łąkach, na których pasą się krowy, i koncentruje go w mleku, które piją dzieci. Tak więc po wypadku w Czarnobylu do tej pory zdiagnozowano blisko 5000 przypadków raka tarczycy u dzieci i młodzieży w wieku powyżej 18 lat w momencie wypadku.
W przypadku radioaktywnego skażenia środowiska jodem-131 , profilaktyczne podanie jodku potasu umożliwia nasycenie tarczycy stabilnym (nieradioaktywnym) jodem, aby zapobiec odkładaniu się tam radioaktywnego jodu i powodowaniu raka. Ponieważ okres półtrwania radioaktywnego jodu jest krótki, gdyby ludzie w Czarnobylu przestali podawać dzieciom skażone mleko przez kilka miesięcy po wypadku, prawdopodobnie udałoby się uniknąć większości nowotworów wywołanych promieniowaniem.
Napromienianie tarczycy jest wynikiem dwóch kolejnych biostężeń jodu , najpierw przez metabolizm krowy, a następnie przez metabolizm dziecka. W rezultacie obszary, które muszą być monitorowane pod kątem żywności, są znacznie większe niż te, w których pobyt jest niebezpieczny z powodu promieniowania otoczenia: niewielki opad radioaktywny może wystarczyć, aby mleko nie nadało się do spożycia. I odwrotnie, nawet jeśli wykryty zostanie tak niewielki opad, ewakuacja populacji nie jest konieczna. Tak stało się podczas pożaru Windscale , w którym mleko zostało zniszczone na obszarze 500 km 2 , ale ludności nie ewakuowano.
Długoterminowy wpływ opadu radioaktywnego na zdrowie zasadniczo odpowiada ryzyku stochastycznemu . Wynika to z jednej strony z bezpośredniego narażenia na promieniotwórczość otoczenia na terenach skażonych, a z drugiej z akumulacji w organizmie stosunkowo długożyciowych radionuklidów (takich jak stront 90 czy cez 137 ). jedzenie.
To ryzyko jest bardzo słabo poznane z dwóch powodów. Z jednej strony efekt stochastyczny niskich dawek napromieniania jest słaby, trudny do wykazania, a jeszcze trudniejszy do precyzyjnego określenia ilościowego. Z drugiej strony, najlepiej zbadany związek dawka-odpowiedź , na którym opierają się obecne szacunki, został zbadany na osobach, które przeżyły bombardowania atomowe Hiroszimy i Nagasaki , gdzie napromieniowano intensywnym błyskiem bomby atomowej. bardzo krótkie i równomiernie rozłożone promienie gamma; natomiast dokonana z tego ekstrapolacja odnosi się do długotrwałych narażeń o niskim poziomie i/lub do wewnętrznych zanieczyszczeń, które nie są rozprowadzane w organizmie w sposób jednorodny. Badanej populacji wyraźnie nie jest reprezentatywny dla zjawiska, które staramy się oszacować, ale nie ma lepszego „populacja referencyjna” do tej pory (ze względu na postęp w dziedzinie ochrony przed promieniowaniem, które złożyło praktyki znikną. Ryzyko wcześnie -XX th century).
Ogólnie zgadzamy się, że zwiększone ryzyko względne przy 100 mSv (dla populacji referencyjnej) wynosi 1,06, co odpowiada (dla naturalnego ryzyka raka rzędu 20%) współczynnikowi raka powodowanemu przez 1% na 100 mSv . Ryzyko zgonu jest niższe niż odsetek zachorowań na raka (około 0,5% na 100 mSv ), ponieważ wiele osób z rakiem jest leczonych i wyleczonych.
Jest naukowo pewne, że to zwiększone ryzyko, oceniane dla jednorazowej ekspozycji, jest wyraźnie niższe, gdy dawka jest podzielona, a prawdopodobnie nawet większe, gdy wynika z ciągłej ekspozycji. W odniesieniu do napromieniowania pewne jest, że suma efektów jest mniejsza niż efekt sumy. Nie jest jednak znana moc dawki, poniżej której efekt przestaje być liniowy, chociaż granica strefy zagrożenia wydaje się wynosić około 1 mSv/h (dla stałego narażenia środowiskowego całego organizmu).
Książka The Effects of Nuclear Weapons from the CEA / American Ministry of Defense (1957-1962), przetłumaczona na język francuski pod tytułem Effects of Nuclear Weapons (CEA / Ministry of the Armed Forces 1963), poświęca tylko kilka z 745 stron na temat . Są one dość szczegółowe i optymistyczne: rozdział XI: Wpływ na personel, sekcje Długotrwałe zagrożenie opóźnionym opadem oraz Genetyczne skutki promieniowania jądrowego. Cytaty:
„Wiele skutków promieniowania jądrowego może pojawić się dopiero po kilku latach od narażenia. Wśród nich, poza skutkami genetycznymi, możemy wymienić powstawanie zaćmy, skrócenie czasu życia, białaczkę, niektóre inne postacie złośliwe oraz opóźniony rozwój dzieci w macicy w czasie napromieniania. "Efekty te pojawiają się tylko przy dużych ekspozycjach, rzędu tych prowadzących do ostrego zespołu popromiennego , i nie były obserwowane przy ekspozycjach mniejszych niż sto milisiwertów.
W pierwszym etapie w ochronie radiologicznej dominuje problem radioaktywnego jodu:
W pierwszym okresie jednego lub dwóch miesięcy radioaktywny jod z opadu może zostać połknięty i związać się z tarczycą, gdzie może prowadzić do powstawania guzków rakowych, zwłaszcza u dzieci.
W drugim okresie dominującym zanieczyszczeniem jest stront 90 przez 28,8 lat, cez-134 z okresem półtrwania 2,06 lat i cez-137 z okresem 30,2 lat. Stront jest mniej obecny w wypadku reaktora, ponieważ jest mniej lotny, ale jest jednym z najniebezpieczniejszych pierwiastków w opadach wybuchów atomowych. Przywiązuje się do szkieletu. Odwrotnie, cez 134 jest praktycznie obecny tylko w awariach reaktora, ponieważ praktycznie nie powstaje bezpośrednio przez rozszczepienie, ale przez wychwytywanie neutronów na cezie 133, który sam powstaje w wyniku radioaktywnego rozpadu produktów rozszczepienia, a zatem jest nieobecny w momencie wybuchu. Są to trzy dominujące elementy radioaktywności napromieniowanych elementów paliwowych w okresie ich tymczasowego przechowywania i to one powodują zanieczyszczenie gruntu, uzasadniając w razie potrzeby trwałą ochronę radiologiczną w skali historycznej.
W przypadku „poważnej awarii” (poziom 7 w skali INES) można się spodziewać, że obszary trwale dotknięte (przy ponad 10 Ci/km 2 cezu 137 lub ekwiwalentnego to tj. 370 kBq/m 2 ) są liczone w setkach kilometrów kwadratowych, jeśli opad miał charakter lokalny. Obszary te są oczywiście tym bardziej ważne, gdyż emisja była duża: rzędu 1000 km 2 w Fukushima, rzędu 20.000 km 2 w Czarnobylu.
Po siedmiu czy ośmiu wiekach pierwiastki o okresie półtrwania rzędu trzydziestu lat spadły do mniej niż jednej milionowej wartości początkowej. Dominująca radiotoksyczność produktów rozszczepienia zmienia się na radionuklidy o dłuższym okresie półtrwania i mniejszej radiotoksyczności: technet 99 (0,211 Ma ), cez 135 (2,3 Ma ), cyrkon 93 (1,53 Ma ) i cyna 126 (0,23 Ma ). Inne długożyciowe produkty rozszczepienia ( jod 129 z 15,7 Ma , selen 79 z 0,327 Ma , pallad 107 z 6,5 Ma ) są produkowane w mniejszych ilościach i nie mają normalnych wymiarów, chyba że są chemicznie oddzielone.
Chociaż rozproszenie opadu radioaktywnego było stosunkowo jednorodne, radioaktywność na tym etapie spadła do poziomów porównywalnych lub nawet znacznie niższych niż radioaktywność naturalna. Pozostając identyfikowalny z pomiarem, nie uzasadnia już środków ochrony przed promieniowaniem. Istotnie, po rozpad radioaktywny z radionuklidów z pośrednim półtrwania The radioaktywne dawka będzie na tym etapie może być mniejsza niż milionowa że panujące w rok po wypadku; Aby obszar, który ma pozostać monitorowany na tym etapie (przynajmniej mający moc dawki większą niż 1 µSv/h ), musiałby początkowo mieć moc dawki rzędu Sv/h w ciągu roku po jego osadzeniu, co jest nierealistyczne: taka dawka to dawka zwartego fragmentu o poziomie radioaktywności zdolnym do wysterylizowania najbliższego otoczenia. Nie jest to kwestia rozproszonego opadu, ale fragmentu; samo jego stężenie sprawia, że dekontaminacja jest łatwa, a każda operacja dekontaminacyjna przeprowadzona w ciągu tego pół tysiąclecia doprowadzi do jego identyfikacji i ewakuacji.
Aby ocenić poziom zanieczyszczenia jądrowego , musimy pamiętać, że w odniesieniu do napromieniowania zewnętrznego:
Bekerel istocie mierzy rozpad jednym atomem co drugi mierzalna radioaktywność może być wynikiem śladów chemicznych ledwo wykrywalne w innych miejscach. Dla porównania, naturalna radioaktywność w organizmie człowieka (głównie w potasu 40 zawartego w kościach) jest rzędu 8000 bekerelach dla powierzchni skóry rzędu 2 m 2 .
Dla władz publicznych powstaje zatem pytanie, co może być autoryzowane, a co nie, jako dostęp do zanieczyszczonych obszarów.
Regulacyjne dawki graniczne, na które mogą być narażeni ludzie lub pracownicy, są rzędu od 1 do 50 mSv/rok , co odpowiada rządowi wielkości naturalnego promieniowania. Ale ten limit regulacyjny jest sztucznym kompromisem. Te limity dawek mają zastosowanie nawet do okazjonalnych ekspozycji, o których wiadomo, że są bardziej szkodliwe; i odwrotnie, niektóre ciągłe naturalne ekspozycje prowadzą do ponad 100 mSv/rok bez widocznych szkód dla populacji.
W przypadku obszarów zanieczyszczonych w Czarnobylu , regulacja obszarów według zanieczyszczenia cezem-137 , głównego wskaźnika zanieczyszczenia w skali historycznej, była bardzo ostrożna i wzorowana na przepisach mających zastosowanie do cywilnej energetyki jądrowej:
Jeśli chodzi o obszary skażone awarią w Fukushimie, progi ograniczeń są wyższe, ale obejmują całą radioaktywność, a nie tylko cez. Ograniczenia zależą od stref, wskazanych na podstawie kodu sygnalizacji świetlnej:
Regulacje te mają na celu ochronę ludności przed stochastycznym ryzykiem długotrwałego stałego zatrudnienia, które dziś jest słabo rozumiane i spełnia cel zdrowia publicznego .
Nawet w „zakazanej” strefie wpływ na zdrowie pozostaje niski na poziomie indywidualnym: pobyt jednego miesiąca w strefie (na mapie zaznaczone na pomarańczowo), gdzie radioaktywność jest mniejsza niż 125 µSv/h, naraża się na skumulowaną dawkę do 90 mSv . Jeśli odwołamy się do modelu liniowego bez progu , taka dawka zwiększa ryzyko jednodniowego zachorowania na nowotwór najwyżej z 20% do 21%, a ryzyko zgonu z tego powodu wzrasta o ponad połowę na setkę; jednak ten model jest zwalidowany tylko dla dawek radioaktywnych otrzymanych w ciągu kilku sekund; nigdy nie wykazano żadnych skutków biologicznych dla dawki mniejszej niż 125 µSv/h, która pozostaje w domenie niskich dawek promieniowania .
Niewiele wiadomo na temat skutków ostrego napromieniania . Udowodniono anomalie rozwojowe, czy to na wzroście roślin , czy na embriogenezie narażonych populacji zwierząt. Badanie mikroskopowe okazu roślin, które rosły późnym latem 1945 roku na zniszczonych terenach Hiroszimy, ujawniły powiększone i zniekształcone komórki.
Główny strach (zwłaszcza dla ludzi) dotyczy mutacji genetycznych , ale to ryzyko nie wydaje się dotyczyć ssaków w taki sam sposób jak innych zwierząt.
Podobnie jak w przypadku jodu, biokoncentracja radionuklidów na zanieczyszczonych obszarach może spowodować, że produkty roślinne lub zwierzęce nie będą nadawały się do spożycia. W związku z tym kontrola zdrowotna na tych obszarach musi być prowadzona daleko poza punktem, w którym przebywanie tam nie jest już niebezpieczne.
„Z perspektywy ekosystemu awaria elektrowni to świetna wiadomość, ponieważ natychmiast tworzy doskonały rezerwat przyrody ! Przyroda nigdy nie była tak dobra w okolicach Czarnobyla, jak od czasu ewakuacji mężczyzn (z kolei kolonizacja sowiecka była prawdziwą katastrofą dla flory i fauny). Poziom radioaktywności nie ma obecnie wpływu na otaczające ekosystemy, a fakt ewakuacji drapieżnika (człowieka) pozwolił na powrót bobrów , wilków , jastrzębi itp. Skorzystaliśmy nawet z tego nieoczekiwanego utworzenia rezerwatu przyrody, aby ponownie wprowadzić żubry i konie Przewalskiego , które mają się bardzo dobrze, dziękuję. Strach przed radioaktywnością bierze się ze strachu, który wszyscy odczuwamy, gdy nie rozumiemy, co się dzieje. Ale to, czego nie rozumiemy, niekoniecznie jest niebezpieczne dla tego wszystkiego… ”( Jean-Marc Jancovici )Ze względu na możliwą bioakumulację cezu 137 , grzyby lub dzikie zwierzęta, które się nim żywią, mogą osiągnąć poziom radioaktywności, co czyni je prawnie niezdatnymi do spożycia przez ludzi, nawet na obszarach, które nie są sklasyfikowane jako „skażone”, na przykład na dziki, na który poluje się w Niemczech czy jelenia w Austrii. Zanieczyszczenie to jest bardzo zmienne: od 15 do 5000 Bq/kg dla grzybów i do 5000 Bq/kg dla dziczyzny.
Te dziennikarskie przykłady należy jednak spojrzeć z innej perspektywy, podkreślając, że limit regulacyjny dla żywności „niezdatnej do spożycia” odpowiada stężeniom, które narażają społeczeństwo na napromieniowanie przekraczające 1 mSv/rok , co pozostaje bardzo niską dawką napromieniowania , ale przede wszystkim że dawka ta jest obliczana przy założeniu codziennej diety składającej się z tego typu pokarmów , co jest oczywiście nierealne w przypadku dziczyzny. Przy poziomach bioakumulacji odnotowanych w tych przykładach sporadyczne spożycie (trzy razy w roku, czyli sto razy rzadziej) ma wpływ tylko o dwa rzędy wielkości mniejszy, co jest oczywiście nieistotne. Cez-137 jest szacowany radioaktywności 13 x 10 -9 Sv / Bq , zużywając dziesięć kg dzika lub grzyb jeszcze zanieczyszczonego na poziomie płytowych 5.000 Bq / kg powoduje tylko skutecznej dawce. Zaangażowana 0,65 mSv , który nie ma wymierny wpływ na zdrowie nawet przy założeniu modelu liniowego bez progu .
W latach 1945 i 1971, atmosferyczne testy nuklearne wydała energię równoważną do tej eksplozji ponad pięciuset megaton z TNT . Od 1963 roku międzynarodowe traktaty ograniczą występowanie tych prób, a mocarstwa jądrowe same będą unikały pożarów atmosferycznych na rzecz pożarów podziemnych.
Cała światowa populacja została narażona na działanie radionuklidów rozproszonych na powierzchni Ziemi w wyniku tych testów atmosferycznych. Skutki dla światowej populacji pozostają trudne do oszacowania z powodu bardzo niskich dawek napromieniowania (kilka rzędów niższych niż naturalna radioaktywność).
Raport US z CDC , biorąc pod uwagę wykonalność badań na ten temat, podnosi możliwość 11.000 zgonów nowotwory popromienne przez opadu w USA między 1950 i na początku XXI -go wieku. Ta obliczona liczba, choć może być imponująca w wartościach bezwzględnych, w rzeczywistości obejmuje niezwykle niską zachorowalność: w najbardziej zagrożonej grupie wiekowej, która urodziła się w 1951 r., opad jądrowy zwiększył ryzyko zgonu z powodu raka o około 20 lat. % naturalnie, przy obliczonym ryzyku 20,0263%. W tym badaniu szacuje się liczbę ofiar poprzez ekstrapolację, która jest tylko hipotezą (istnienie liniowej funkcji dawka-odpowiedź, w tym dla bardzo niskich dawek), naturalna radioaktywność zgodnie z tą samą ekstrapolacją byłaby wówczas odpowiedzialna za 16 razy więcej zgonów. Dla porównania, wszystkie przyczyny łącznie w 1990 roku, 500 000 zgonów z powodu raka miało miejsce w tym samym kraju. W raporcie podkreślono ponadto, że wpływ niskich dawek napromieniania jest bardzo słabo poznany, a zatem stosowane modele są w dużej mierze arbitralne. Ponieważ dodatkowe ryzyko jednego na 3800 zgonów jest statystycznie niewykrywalne, raport stwierdza, że nie ma potrzeby dalszych badań.
Jeśli chodzi o wpływ na liczbę przypadków chorób genetycznych, brakuje wiarygodnych danych, ale można je uznać za bardzo słabe.
Andreï Sacharow (fizyk i „ojciec” radzieckiej bomby wodorowej , ówczesny laureat Pokojowej Nagrody Nobla ) wspomina w swoich Pamiętnikach (1978-1984, Le Seuil, 1990, rozdz. 14: „Problem progu w skutkach biologicznych”) po opublikowaniu w 1957 roku opracowania na ten temat:
„To, co odróżnia odległe biologiczne konsekwencje wybuchów jądrowych (zwłaszcza gdy dokonują się one w atmosferze, a opad radioaktywny rozchodzi się po całej Ziemi, a raczej na całej półkuli), to to, że można je obliczyć, można określić z większą lub mniejszą precyzją. całkowita liczba ofiar, ale trudno wskazać, kim są te ofiary, ponieważ giną w ludzkiej fali. "( Str 224 )"
„Nawet niewielka dawka napromieniowania może zakłócić mechanizm dziedziczny i spowodować chorobę dziedziczną lub śmierć. „( str. 225 )”
„Prawdopodobieństwo wystąpienia zmian jest wprost proporcjonalne do dawki napromieniania, ale w pewnych znanych granicach charakter zmian nie zależy już od ilości napromieniowania. [...] Nazywa się to sytuacją bez progu ”( s. 225 )”
„Skutki te – w tym pojawienie się nowotworów i mutacji genetycznych – objawiają się nawet przy minimalnym napromieniowaniu i prowadzą statystycznie do wysokiego stopnia śmiertelności i patologii, ponieważ bardzo duża liczba ludzi, a ostatecznie cała ludzkość jest poddawana napromieniowaniu. „( str. 228 )”
„Oszacowałem globalną liczbę ofiar na megatonę wybuchu na 10 000 [...] z populacji 30 miliardów ludzi w całym okresie dotkniętym efektem radioaktywnym. „( str. 229 )”
Łączna moc testów przekracza czterysta megaton [patrz link zewnętrzny 1] , co prowadziłoby do szacunków 4 milionów zgonów w ciągu kilku tysięcy lat odpowiadających okresowi aktywności produktów radioaktywnych.
Model bezprogowy został wskazany jako zastosowany przez WHO do oceny skutków katastrofy w Czarnobylu przez Jean-Pierre'a Dupuy'a w jego książce z 2006 r. Retour de Tchernobyl .
Należy jednak zauważyć, że pan Sacharow nie jest ani lekarzem, ani biologiem, a niniejsza publikacja pochodzi z 1957 r. (bez większego spojrzenia wstecz z obserwacji ocalałych z Hiroszimy i Nagasaki).
Hipotezę katastrofalnego wpływu na klimat wysunęła grupa naukowców w 1983 roku. Gdyby podczas wielkiej konfrontacji nuklearnej Stany Zjednoczone lub Rosja zużyły nawet połowę swojego arsenału nuklearnego, spowodowałoby to powstanie kolosalnej masy pyłów i dymu, wtedy ten drugi utrudniania, głównie na półkuli północnej , promieniowanie słoneczne, przez kilka miesięcy (porównywalne lub lepsze niż do wybuchu wulkanu Tambora 1815). Spowodowałoby to ogólne ochłodzenie, potocznie nazywane nuklearną zimą .
Ponadto naukowcy ci zgodzili się również, że uwolnienia z eksplozji tej broni mogą uszkodzić warstwę ozonową , powodując dalsze szkody.