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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
3.1 Effets stochastiques
Après l’exposition à des rayonnements ionisants, si l’altération d’une cellule
somatique (ordinaire) provoque la modification de son ADN, celle-ci peut rester viable. Au terme de divisions cellulaires successives, sur un délai plus ou
moins long appelé période de latence, un cancer est alors susceptible de se
produire. La probabilité d’occurrence de cancer croît avec l’augmentation de la
dose selon une relation sensiblement linéaire et probablement sans seuil. Cette
notion de probabilité confère un caractère aléatoire à cet effet : deux personnes
d’âge et de constitution identiques ayant été soumises à la même dose ne réagiront pas de la même façon. On parle d’effet stochastique. Nous noterons que
ces cancers radio-induits mettent en moyenne des années à apparaître. Le
retour d’expérience d’Hiroshima et Nagasaki montre que le taux maximal de
leucémies était atteint au bout de 7 ans et celui des autres cancers au bout de
40 ans.
Un second effet retardé et de nature aléatoire est l’induction de malformations dans la descendance de la personne irradiée.
À noter que la gravité du cancer est indépendante de la dose qui l’induit.
Enfin, ajoutons que l’on relie habituellement ce type d’effets à des moyennes et
faibles doses, même si la probabilité comme nous l’avons dit ne cesse
d’augmenter en fonction de l’accroissement de la dose.
3.2 Effets déterministes
Nous avons suggéré que l’autre voie d’atteinte possible est la mort cellulaire. Pour des niveaux de dose inférieurs cette fois à un seuil que nous définirons ultérieurement, le nombre de cellules détruites n’engendre pas d’altération
de la fonction de l’organe ou du tissus lésé. Cependant, au-delà de ce seuil, des
dommages importants se produisent de façon reproductible et provoquent la
destruction massive de cellules. Des effets à grande échelle apparaissent, pouvant conduire à la perte partielle ou permanente des fonctions biologiques du
tissu ou de l’organe. Leur gravité croît avec la dose et peuvent conduire au
décès de l’individu pour le niveau de dose létale.
Ces effets apparaissent au bout de quelques jours ou semaines d’une manière non immédiate mais rapide comparé au délai d’apparition des effets stochastiques qui résultent des doses moyennes et faibles.
En raison de ce caractère reproductible, les effets aux fortes doses sont utilisés en radiothérapie pour détruire les cellules cancéreuses, en concentrant
l’essentiel de la dose sur la tumeur à traiter. Ce type d’effet est associé de fait
aux fortes doses et à ce que l’on appellera des « irradiations aiguës ».
Pour quantifier les risques stochastiques liés à l’exposition aux rayonnements ionisants décrits ci-dessus, la publication 60 de la CIPR [11] fournit un
certain nombre des grandeurs appelées : « grandeurs de protections ». Sur la
base de celles-ci sont établies des limites de doses autorisées qui visent à main-
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
3.1 Effets stochastiques
Après l’exposition à des rayonnements ionisants, si l’altération d’une cellule
somatique (ordinaire) provoque la modification de son ADN, celle-ci peut rester viable. Au terme de divisions cellulaires successives, sur un délai plus ou
moins long appelé période de latence, un cancer est alors susceptible de se
produire. La probabilité d’occurrence de cancer croît avec l’augmentation de la
dose selon une relation sensiblement linéaire et probablement sans seuil. Cette
notion de probabilité confère un caractère aléatoire à cet effet : deux personnes
d’âge et de constitution identiques ayant été soumises à la même dose ne réagiront pas de la même façon. On parle d’effet stochastique. Nous noterons que
ces cancers radio-induits mettent en moyenne des années à apparaître. Le
retour d’expérience d’Hiroshima et Nagasaki montre que le taux maximal de
leucémies était atteint au bout de 7 ans et celui des autres cancers au bout de
40 ans.
Un second effet retardé et de nature aléatoire est l’induction de malformations dans la descendance de la personne irradiée.
À noter que la gravité du cancer est indépendante de la dose qui l’induit.
Enfin, ajoutons que l’on relie habituellement ce type d’effets à des moyennes et
faibles doses, même si la probabilité comme nous l’avons dit ne cesse
d’augmenter en fonction de l’accroissement de la dose.
3.2 Effets déterministes
Nous avons suggéré que l’autre voie d’atteinte possible est la mort cellulaire. Pour des niveaux de dose inférieurs cette fois à un seuil que nous définirons ultérieurement, le nombre de cellules détruites n’engendre pas d’altération
de la fonction de l’organe ou du tissus lésé. Cependant, au-delà de ce seuil, des
dommages importants se produisent de façon reproductible et provoquent la
destruction massive de cellules. Des effets à grande échelle apparaissent, pouvant conduire à la perte partielle ou permanente des fonctions biologiques du
tissu ou de l’organe. Leur gravité croît avec la dose et peuvent conduire au
décès de l’individu pour le niveau de dose létale.
Ces effets apparaissent au bout de quelques jours ou semaines d’une manière non immédiate mais rapide comparé au délai d’apparition des effets stochastiques qui résultent des doses moyennes et faibles.
En raison de ce caractère reproductible, les effets aux fortes doses sont utilisés en radiothérapie pour détruire les cellules cancéreuses, en concentrant
l’essentiel de la dose sur la tumeur à traiter. Ce type d’effet est associé de fait
aux fortes doses et à ce que l’on appellera des « irradiations aiguës ».
Pour quantifier les risques stochastiques liés à l’exposition aux rayonnements ionisants décrits ci-dessus, la publication 60 de la CIPR [11] fournit un
certain nombre des grandeurs appelées : « grandeurs de protections ». Sur la
base de celles-ci sont établies des limites de doses autorisées qui visent à main-