RADIOTOXIQUE
DURANT DES MILLENAIRES
Le plutonium
est un élément artificiel produit par le bombardement neutronique
de l'uranium. Il est faiblement
irradiant, il est cependant hautement
radiotoxique car il se fixe facilement dans le corps humain.
Son rayonnement exerce des effet
cancérogène, démontrés sur l'animal. L'inhalation est la voie
majeure de contamination. Elle peut
induire des cancers du poumon même pour des doses extrêmement
faible, de l'ordre d'une fraction de milligramme. Les limites
annuelles d'incorporation fixées par les autorités de radioprotection
sont de 22 millionièmes de grammes pour la population. L'isotope
241 du plutonium (présent à hauteur de 14% dans le plutonium
"civil") pose un problème particulier. Il se transforme, à raison
d'environ 5% par an, en américium 241, qui est un émetteur gamma,
extrêmement pénétrant. Ce qui signifie que sa nocivité croît
rapidement avec le temps.
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Comme métal lourd,
le plutonium est toxique chimiquement, mais c'est sa radiotoxicité
qui est déterminante. Tous les isotopes de plutonium qui nous intéressent
émettent des particules alpha et des faibles
radiations gamma sauf le plutonium 241
qui n'émet que des particules bêta.
L'uranium 235
et uranium 238 sont également des émetteurs alpha. Le plutonium est
plus nocif que l'uranium 235 et l'uranium 238, en grande partie à
cause des différences dans leur demi-vies et, par conséquent, dans
leur activité spécifique. Les demi-vies des cinq isotopes du plutonium
qui nous intéressent ici sont bien plus courtes que celles de l'uranium
235 et 238. Le plutonium 239 d'une demi-vie de 24.400 ans, a une activité
spécifique environ 200.000 fois plus grande que celle de l'uranium
238 et environ 30.000 fois plus grande que celle de l'uranium 235.
Les particules alpha émises dans la désintégration du plutonium 239
sont environ 25% plus énergétiques que celles émises par la désintégration
de l'uranium 238 et de l'uranium 235. Donc, le plutonium 239 est environ
250.000 fois plus nocif par gramme que l'uranium 238 et environ 39.000
fois plus nocif par gramme du point de vue radiologique que l'uranium
235.
Ces statistiques
ne mesurent pas les dégâts biologiques, qui ne peuvent être calculés
qu'en prenant en compte les voies et les durées de résidence dans
le corps aussi bien que l'activité spécifique et l'énergie. L'indice
du volume de dilution, qui tient compte de ces facteurs, en effet,
montre que, par gramme, le plutonium de qualité militaire représente
un risque d'inhalation potentiel 23.000 fois plus grand et un risque
d'ingestion potentiel 130.000 fois plus grand que celui de l'uranium
hautement enrichi.
Le
métal plutonium et ses composés peuvent entrer dans le corps par ingestion.
Cependant, comme c'est le cas avec l'uranium, la plus grande part
du plutonium ingérée est rapidement éliminée. La voie la plus dangereuse
est l'inhalation. Comme pour l'uranium, les petites particules sont
les plus dangereuses. Les particules de plutonium peuvent se loger
dans les poumons où elles peuvent déclencher un cancer ; elles peuvent
être portées des poumons jusqu'aux ganglions lymphatiques pulmonaires
; elles peuvent aussi, par le sang, passer aux autres parties du corps.
Le plutonium a une tendance à se concentrer dans le foie et dans les
os aussi bien que dans le poumon. Dans les os, le plutonium est déposé
sur les régions non-calcifiées et non-cartilagineuses.
Comme avec les
composés d'uranium, l'impact des composés du plutonium sur le corps
dépend de la solubilité du composé. Les composés solubles, y compris
le nitrate de plutonium, passent rapidement au foie et aux os et sont
une cause prouvée du cancer des os et du foie. Les composés insolubles
ou peu solubles, y compris l'oxyde de plutonium, restent dans les
poumons pendant des années. L'inhalation d'environ 30 microgrammes
de plutonium sous forme insoluble ou peu soluble, supposant une répartition
homogène de la charge, est une cause presque certaine du cancer du
poumon ; des expériences animales l'ont démontré. Les effets de l'exposition
sur le corps humain sont relativement peu connus, notamment, en grande
partie parce que les gouvernements n'ont pas systématiquement rassemblé
et analysé les données concernant les travailleurs exposés au plutonium.
Le plutonium 241
(demi-vie 13,2 ans), qui se trouve en quantités variables dans toutes
les formes de plutonium se désintègre en américium 241, lequel émet
des radiations gamma aussi bien que des radiations alpha. L'américium
241 s'accumule dans les tissus, en particulier les reins et les os,
y créant un danger semblable à celui du plutonium. De plus, il décroît
avec une période de 458 ans par désintégration alpha en neptunium
237, lui-même un émetteur alpha et gamma avec une période de 2 millions
d'années. Le plutonium 239 se désintègre en uranium 235.
AUTRES
RISQUES DE MANIPULATION DU PLUTONIUM
Pyrophoricité.
Le métal plutonium, quand il est finement divisé, est pyrophorique.
Les particules de moins d'un millimètre de diamètre sont pyrophoriques
à environ 150°C ; les particules de plus de 1 millimètre de
diamètre sont pyrophoriques à environ 500°C. Les feux de plutonium
produisent une fumée de dioxyde de plutonium, ainsi que des
particules fines et insolubles (phyrophore : qui s'enflamme
spontanément au contact de l'air).
Criticité
imprévue. Environ 5-6 kg de plutonium entourés d'un
excellent réflecteur tel qu'une masse d'eau constitue une masse
critique ; mais comme avec l'uranium, la quantité nécessaire
pour produire une masse critique varie selon des facteurs tels
que la géométrie de la masse et la présence des modérateurs
ou des réflecteurs de neutrons.
Le
plutonium en solution liquide, telle que le nitrate de plutonium
est plus susceptible de devenir critique que le plutonium solide.
Difficulté
de détection. Parce que le plutonium 239 n'émet que
des particules alpha, lesquelles ne parcourent que des distances
courtes et ont un rayonnement gamma faible, le plutonium contenu
dans un récipient est difficile à détecter. On le mesure par
des moyens indirects, normalement des calculs basés sur la radiation
gamma présente, ce qui n'est pas une mesure précise. P. Nicolai
de Valduc vante une méthode qui permet la mesure de la masse
de plutonium dans les déchets avec "une barre d'erreur proche
de 15%".
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