Émission et effets des rayonnements ionisants
Nous allons maintenant voir que parmi cette production considérable d'énergie, 15% est émise sous forme de rayonnements radioactifs qui vont exercer une influence sur l'organisme.
Dans le cas d'une explosion nucléaire, les rayonnements ionisants sont émis directement (contrairement à Tchernobyl où le nuage radioactif était composé de produits de fission émetteurs de rayonnements radioactifs).
Grâce à ses propriétés pénétrantes, le rayon gamma est, dans le cas de la bombe, le principal agent agissant sur l'organisme. En effet, les rayons alpha et bêta sont respectivement stoppés par une feuille de papier et une feuille d'aluminium et donc, par conséquent, par la peau.
Remarque : le rayon bêta peut éventuellement traverser la peau mais ne pénètre pas en profondeur ; il n'est donc pas responsable de la leucémie. Nous allons donc focaliser notre étude sur les rayons gamma.
A- Composition et mode d'action du rayonnement gamma
1) Composition du rayon gamma
En 1900, le français Paul Villard met en évidence le rayon gamma. Ce dernier, non dévié par des champs électriques ou magnétiques est donc porté par des corpuscules neutres qui seront plus tard identifiées à des photons. Comme la lumière ou encore les rayons X, il est de nature électromagnétique et est d'autant plus énergétique que sa longueur d'onde est courte.
2) Mode d'action du rayon gamma
Contrairement aux particules chargées (alpha et bêta), les rayons gamma n'agissent pas directement sur la matière.
Pour avoir un impact sur l'organisme, il doit mettre en mouvement des charges électriques en interagissant avec la matière selon trois mécanismes qui arrachent ou créent des électrons : l'effet Photoélectrique, l'effet Compton et la production " de paires ". Ce sont ces électrons qui vont ioniser la matière ; action dont nous allons maintenant étudier les effets.
B- Effets des électrons libérés par les rayons gamma
On distingue deux types d'effets pathologiques dus aux rayonnements ionisants, les effets aigus et différés. Mais les effets aigus ne sont observés que quand la dose reçue dépasse 5 000 Grays (Gy). Ils ne nous concernent donc pas, puisque les doses liées à la bombe ne dépassent pas 5 Grays. Nous ne nous intéresserons donc qu'aux effets différés. Parmis ces effets différés, on distingue deux " sous-effets " :
1) Les effets obligatoires (déterministes) :
Mortalité cellulaire dont les conséquences interviennent quand un grand nombre de cellules du même tissu est détruit et dépasse la capacité de régénération des tissus.
Mais nous ne nous attarderons pas sur ces effets, car ils ne sont pas à l'origine de l'excès de leucémie. Comme nous l'avons expliqué précédemment, la leucémie est un cancer . Elle est donc la conséquence d'une modification au niveau de l'ADN. Ainsi, si les rayonnements sont responsables de certains cas de leucémies, c'est donc qu'ils agissent sur l'ADN.
2) Les effets aléatoires :
Ils sont la conséquence des mutations d'ADN
La molécule d'ADN, comme toutes les molécules, peut être ionisée par les électrons provenant de l'action des rayons gamma. Les modifications peuvent être de différentes formes :
- lésions des nucléotides, qui correspondent à des mutations ponctuelles, sans cassure d'ADN.
- pontages, qui peuvent se faire entre deux brins d'ADN, entre un brin d'ADN et une protéine, ou encore entre un brin d'ADN et un brin d'ARN.
- Rupture d'un seul ou des deux brins : ces dernières étant les plus graves car leurs réparations sont les plus difficiles.
La majorité de ces altérations est réparée, et la cellule mutée peut redevenir normale.
Mais quand les lésions deviennent trop importantes ou trop graves, certaines d'entre elles échappent aux mécanismes de réparation des tissus . Elles deviennent alors des mutations irréversibles , fixées dans le génome après division de la cellule touchée. Les conséquences de ces lésions sont aléatoires , elles dépendent notamment de la zone d'ADN touchée. Pour risquer de développer un cancer, il faut par exemple que des zones précises de l'ADN soient touchées : celle(s) qui régule(nt) les divisions cellulaires, ainsi que celle(s) qui commande(nt) le processus de réparation . Il faut savoir qu'un seul évenement (qu'une seule mutation) est insuffisant pour entrainer un cancer. Il doit être accompagné d'autres facteurs de lésions (d'autres électrons par exemple).
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