Top 10 des sources de rayonnement d'origine humaine
Cet article met en lumière les dix sources de rayonnements d'origine anthropique ou anthropique. Les sources sont: (i) les rayons X médicaux, (ii) les essais d’armes nucléaires, (iii) les radio-isotopes, (iv) les déchets de réacteurs nucléaires, (v) les centrales nucléaires, (vi) l’extraction de minerais radioactifs, (vii) l’utilisation de matières radioactives à des fins industrielles, médicales, de recherche et autres
1. Radiographies médicales:
Les rayons X médicaux utilisés à des fins diagnostiques et radiothérapeutiques constituent environ 18 à 20% de radiations artificielles. Les rayons X sont très pénétrants comme les rayons gamma. Les effets néfastes d'une telle radiation sont apparus en 1895 lorsque Wilhelm Roentgen a mis sa main entre un tube à rayons X et un écran fluorescent. Ces rayons pénètrent profondément et les os jettent une ombre beaucoup plus profonde que la chair. Cela reflète le pouvoir pénétrant des rayons X.
Il est maintenant universellement reconnu que, outre les avantages du test aux rayons X, leurs dommages éventuels ne peuvent être ignorés. L'aspect le plus dangereux de la radiographie est bien connu. Il existe des rapports sur les effets nocifs des rayons X sur les femmes enceintes. Si les femmes enceintes sont irradiées pendant la grossesse, elles donnent naissance à des bébés malformés (effet terratogène). Les rayons X sont également responsables de la cancérogénicité chez les femmes.
Les rapports du National Cancer Institute suggèrent que la radiographie aux rayons X provoque le cancer chez les femmes soumises à un dépistage. Une exposition prolongée aux radiations pendant une longue période peut même entraîner une réduction du nombre de globules blancs (globules blancs), une baisse de la pression artérielle, une anémie et même la mort.
Cependant, on ne dispose pas de chiffres authentiques permettant d'estimer les risques potentiels d'examens spécifiques, mais une étude indique que même en cas de radiographie du thorax, le risque de cancer du sein augmente. Des recherches menées en Grande-Bretagne suggèrent que les médecins pourraient réduire de moitié le nombre de rayons X réalisés sans affecter les tests de diagnostic. Il a également été signalé que jusqu'à 20% de tous les examens aux rayons X sont injustifiés. Des irradiations aux rayons X ont également été signalées chez des femmes enceintes d'autres régions du monde.
Une enquête menée à l’Université de l’Alabama, aux États-Unis, a suggéré que certains médicaments pris par les femmes enceintes étaient par ailleurs inoffensifs, mais que lorsque le fœtus était exposé aux rayons X, ces médicaments inoffensifs pouvaient provoquer des anomalies congénitales.
Outre les femmes enceintes, l'exposition aux rayons X a également des effets nocifs sur les hommes, les femmes et les enfants. Parfois, le niveau des effets dangereux de l'irradiation aux rayons X est multiplié par de nombreux plis par des doses excessives d'irradiation ou des irradiations inutiles des rayons X. Le Collège royal des radiologistes a récemment lancé une campagne contre les rayons X superflus. Il existe également des rapports faisant état de décès dus à un test aux rayons X.
Il a été rapporté que les rayons X causent entre 100 et 250 décès par cancer chaque année. Compte tenu de ces effets nocifs de l'exposition aux rayons X, des estimations de dose de rayonnement normalisées sont fournies pour le nombre de procédures médicales de diagnostic typiques pour différentes parties du corps.
Le tableau ci-dessous donne des estimations de dose pour certains tests de radiologie diagnostique typiques:
L'utilisation de dispositifs nucléaires dans les armes est l'une des principales causes de pollution par rayonnement. Les essais d'armes nucléaires menés par divers pays pour montrer leur puissance militaire ont menacé le monde entier car, en raison des explosions nucléaires, le rayonnement naturel est considérablement accru. Lors des explosions nucléaires, une quantité énorme de radionucléides est libérée dans l'atmosphère.
Celles-ci vivent longtemps et se distribuent lentement dans le monde entier. Une bombe atomique contient deux ou plusieurs morceaux de matière fissile presque pure, bien qu’ils ne présentent pas individuellement une masse suffisante pour être en mesure de poursuivre une réaction en chaîne. Lors de l'explosion d'une bombe, les morceaux de matière fissile sont rapidement rassemblés pour former une masse critique.
Si cette masse critique est maintenue ensemble pendant un millionième de seconde, la réaction en chaîne s'accélère au point de générer une très grande force explosive. En raison des essais nucléaires, le tritium ( 3 H) et plusieurs isotopes de l'iode, du césium et du strontium, sont dispersés dans l'environnement et soumis à des essais.
Aux États-Unis, la plupart des déchets radioactifs seraient un sous-produit de la fabrication et de la mise à l'essai d'armes nucléaires. Selon une estimation aux États-Unis, 70% des déchets radioactifs résultent d'activités de défense. (Eisenbud, 1987).
Au cours des dernières décennies, de nombreuses explosions nucléaires ont eu lieu dans différentes parties du monde. Les explosions nucléaires sont très rapides et dans une explosion nucléaire, environ 50% de l'énergie est destinée à l'explosion, 33% sous forme de chaleur et 17% sous forme de radioactivité. Les matières explosibles nucléaires se vaporisent sous forme de gaz chaud à très haute pression en chauffant à très haute température.
La poussière radioactive qui tombe de l'atmosphère sur la surface du sol après une explosion nucléaire est appelée "chute radioactive". Les bombes atomiques basées sur la fission d'uranium et de plutonium libèrent des produits de fission qui ont d'énormes effets néfastes sur le système vivant.
La période de demi-vie de divers radionucléides varie de quelques secondes à des milliers d'années. Les fragments de fission nucléaire typiques produits incluent le césium 137, qui a une demi-vie de 30 ans. Il se concentre dans les muscles.
Le strontium 90 a une demi-vie de 28 ans. Il s'accumule dans les os et l'iode 137, se concentre dans la glande thyroïde et a une demi-vie de 8, 1 jours. Normalement, la demi-vie de la fission en fragments ne dépasse pas quelques dizaines d'années mais la demi-vie du carbone est supérieure à 5 000 ans.
Après une centaine d'années, la radioactivité de nombreux radionucléides diminuera à des niveaux relativement insignifiants. La fission nucléaire de l'uranium 235 crée deux fragments de fission radioactifs, deux ou trois neutrons et des rayons gamma, comme illustré à la fig. (2).
Le strontium 98 et le césium 137 sont deux des radionucléides les plus dangereux des retombées radioactives des essais nucléaires. Les deux restent dans l'atmosphère pendant de nombreuses années et contaminent l'environnement. Les retombées radioactives sont principalement de 2 types: retombées précoces et retombées retardées.
(i) premières retombées:
Lorsque l'explosion nucléaire se produit à très basse altitude, elle aspire de grandes quantités d'eau du sol affectant les êtres vivants. Il provoque également des dégâts importants dans des lieux éloignés.
(ii) Retard retardé:
Si une explosion se produit à haute altitude, elle aspire moins d'eau du sol. Il peut être dans la troposphère ou la stratosphère polluer l'environnement avec des matériaux radio. Les essais d’armes nucléaires ajoutent énormément à la radioactivité, en particulier le carbone 14, le strontium 90 et le césium 137. Le Sr-90 et le Cs-137 pénètrent dans le corps humain par la chaîne alimentaire et s'y concentrent. C-14 est pris par les plantes. Le Sr-90 est transmis aux catties à travers la végétation et atteint les produits laitiers, puis aux êtres humains par la consommation d'aliments, de lait et de produits laitiers contaminés.
Il se concentre également dans le lait des mères allaitantes qui le transmettent à leurs bébés. L'iode-131 passe également dans la végétation et apparaît ensuite dans le lait des catties qui mangent la végétation contaminée. La quantité de radionucléides retombés entrant dans la chaîne alimentaire et finalement transférés à l'homme dépend de la quantité reçue de l'atmosphère, de la nature de l'écosystème du lieu et des cycles biogéochimiques de l'environnement.
Généralement, une grande partie des chutes entrent dans les nutriments. Dans les écosystèmes riches en éléments nutritifs, les retombées sont fortement diluées en raison de la capacité d'échange et de stockage élevée du sol ou des sédiments. Là relativement moins la quantité atteint la végétation. La transmission des retombées radioactives chez l'homme via la chaîne alimentaire est décrite dans l'organigramme.
Dans la silice (granite) en moyenne 4, 7 µ g / kg. on trouve de l'uranium (U) et 20 µg / kg de thorium (Th) et dans le calcaire, la concentration est de 2, 2 µ g / kg et 1, 7 mg / kg. respectivement. On trouve généralement entre 1 et 4 µg / kg d'uranium et entre 2 et 4 µg / kg de thorium.
3. Radio-isotopes ou radionucléides:
Certains noyaux atomiques sont instables, ce qui signifie qu'ils sont radioactifs et lors de la série de modifications spontanées qui ont lieu dans le noyau, diverses formes de rayonnement sont émises. Dans le tableau périodique, plus de 83 éléments avec un numéro atomique (c'est-à-dire le nombre de protons dans le noyau) sont naturellement radioactifs et il est possible de produire des isotopes ou des radionucléides artificiellement instables de presque tous les éléments présents sur la Terre.
Les isotopes sont les éléments ayant le même numéro atomique mais dont le nombre de leurs masses diffère (c'est-à-dire la somme des protons et des neutrons dans le noyau). La manière habituelle de décrire un isotope est de donner son symbole chimique avec le numéro de masse écrit en haut à gauche et le numéro atomique en bas à gauche.
Par exemple, nous décrivons les isotopes d’uranium de numéro atomique 92 de la manière suivante:
Parmi les radionucléides importants produits par l’interaction des rayons cosmiques avec l’air, figurent le carbone (C-14) et le tritium (H-3). Le C-14 est produit par la scission d'atomes d'azote atmosphérique par l'action des neutrons des rayons cosmiques. Dans cette réaction, le tritium génère également des radio-isotopes d'hydrogène.
La réaction se déroule comme suit:
Le C-14 est oxydé en dioxyde de carbone et H-3 en eau. Les radionucléides pénètrent ainsi partout dans la biosphère et l'hydrosphère. Les radionucléides se trouvent également dans notre croûte terrestre. Ces radionucléides comprennent l'uranium (U-238), le thorium (Th-232) et le potassium (K-40), le rubidium (Rb-87), le radon (Rn-222), le carbone (C-14), etc.
La concentration de ces isotopes dans le sol détermine l'intensité des radiations naturelles terrestres dans la région. Le K-40 est responsable des radiations radioactives majeures dans le sol. On rapporte que pour chaque milligramme de K-40, il y aura deux désintégrations radioactives par minute. Le rubidium (Rb-87) est comparativement moins abondant et est donc moins distribué dans les environnements.
Ces radionucléides s'infiltrent également dans les eaux souterraines et dans d'autres masses d'eau douce et de mer et les polluent. Le radon et ses nucléides filles, le radium A et le radium C, sont couramment présents dans les eaux de source. Dans l’exploitation de l’uranium, le radon émet dans l’atmosphère du gaz radon qui, en se désintégrant, donne des radionucléides de polymères et de plomb, qui pénètrent également dans les sols et les plans d’eau.
L'uranium et le thorium sont des matières hautement radioactives qui se désintègrent naturellement dans l'atmosphère et donnent de nombreux radio-isotopes ayant des propriétés, des types et une énergie de rayonnement différents. Les cultures qui poussent dans ce sol radioactif contiennent également des radionucléides tels que C-14, K-40, Rn-222, Th-232, Iode 131, etc., qui sont consommés par l'homme et les animaux via la chaîne alimentaire. En moyenne, un homme reçoit environ un rad par an sous forme de radiations terrestres et peut atteindre des niveaux pouvant atteindre 2 000 m rad par an dans les zones de roches contenant de l’uranium, comme au Bihar et au Kerala.
Un paramètre important qui caractérise un radio-isotope donné est sa demi-vie, qui est le temps nécessaire à la moitié des atomes pour se transformer ou se désintégrer spontanément en d'autres éléments. Par exemple, si nous commençons avec 100 g d'un isotope ayant une demi-vie d'un an, nous en trouverions 50 g. il en reste après un an, 25 g. après 2 ans, 12, 5 g après trois ans. etc.
Bien que la demi-vie d'un isotope donné soit constante, la demi-vie des radionucléides varie généralement d'une fraction de seconde à des milliards d'années. Le tableau (Tableau 4) indique la demi-vie et le type d’émission pour la chaîne de désintégration du radon qui fait partie de la série de désintégrations U-238 (tableau 4), ainsi que la demi-vie et le type de rayonnement de certains radio-isotopes sélectionnés 5)
4. Déchets de réacteurs nucléaires:
Dans les centrales électriques à vapeur classiques, des combustibles fossiles tels que le charbon, le mazout ou le gaz naturel sont utilisés pour produire de l'électricité. Le combustible est brûlé dans une chaudière qui produit de la vapeur qui, à son tour, entraîne une turbine à vapeur, un générateur appelé turbo-générateur. Mais dans les centrales nucléaires, au lieu de chaudière, la chaleur est produite dans un réacteur nucléaire.
Le combustible utilisé dans les générateurs nucléaires est constitué de palettes d’uranium métal. Il a beaucoup plus d’énergie potentielle que le charbon. Un gramme de matière fissile dégage 23 000 kilowattheures de chaleur. Une tonne d'uranium fournirait une énergie équivalente à 3 millions de tonnes de charbon ou 13 millions de barils de pétrole (PD Sharma).
L'uranium est largement présent dans la croûte terrestre à des concentrations très différentes, avec une présence moyenne d'environ 2 ppm. Les granits contiennent de l’uranium jusqu’à 20 ppm. Les minerais actuellement exploités contiennent généralement plus de 350 ppm d'uranium. Les charbons contiennent généralement environ 20 ppm (certains types ont même 500-2000 ppm) d'uranium. L'eau de mer en contient également, bien que sa quantité soit très faible, à savoir 0, 0005 ppm d'uranium.
L'estimation pour la croûte terrestre dans son ensemble est de 2, 5 x 10 13 tons. Les minerais d'uranium primaire proviennent de sources précambriennes qui ont été précipitées et soumises à des températures et des pressions élevées. Il en résulte la formation de magmas riches en uranium ou de solutions riches en uranium.
Bien que les centrales nucléaires soient plus pratiques à exploiter qu'une fois alimentées, elles peuvent fonctionner pendant plusieurs mois. Mais le combustible utilisé dans les centrales nucléaires et les déchets produits sont extrêmement dangereux, car ils sont hautement radioactifs. Aucune centrale ne résiste parfaitement à la contamination, des fuites peuvent parfois se produire et provoquer une pollution radioactive chronique par le dégagement de matières radioactives pouvant survenir à n'importe quel stade du cycle du combustible nucléaire.
L’attention s’est surtout portée sur les accidents de réacteurs car les conséquences potentielles pour le grand public sont bien plus lourdes dans de tels accidents. Aux États-Unis, la fuite d'une centrale électrique de trois milles en 1979 et la fusion du réacteur de la centrale de Tchernobyl en Union soviétique en 1986 et la catastrophe récente au Japon avec le rejet de pollution radioactive par la centrale nucléaire de Fukushima ne sont que quelques exemples de projets nucléaires accident d'usine.
De l'énergie des matières radioactives est libérée de deux manières:
1. Par fission dans laquelle un noyau de matière radioactive est divisé en deux noyaux lorsqu'il est frappé à la vitesse appropriée par un neutron et subit ainsi une fission nucléaire.
2. Par fusion dans laquelle deux noyaux légers fusionnent pour former un noyau. L'énergie libérée lors de la fusion de deux noyaux est beaucoup plus importante par rapport à la fission nucléaire d'un noyau lourd.
Les étapes de la production d’énergie à partir d’uranium enrichi sont illustrées à la fig. (5):
Dans les réacteurs nucléaires, il se produit une fission du combustible atomique.
Il existe deux principaux types de réacteurs:
i) Réacteurs à eau bouillante (REB)
ii) Réacteurs à eau sous pression (REP)
i) Réacteur à eau bouillante (REB):
Dans ces réacteurs, les barres de combustible nucléaire provoquent l'ébullition de l'eau, de sorte que de la vapeur est produite au sommet de la cuve du réacteur. La vapeur alimente directement les turbines à vapeur qui font fonctionner le générateur électrique.
ii) Réacteur à eau sous pression (REP):
Dans ces réacteurs, l'eau est soumise à des pressions élevées, de sorte que son ébullition est empêchée même à une température supérieure au point d'ébullition normal de l'eau. L'eau à haute température, qui est sous pression; quitte la cuve du réacteur et entre dans l'échangeur de chaleur (c.-à-d. le système d'eau secondaire).
Dans les réacteurs, des combustibles atomiques naturels et artificiels sont utilisés. Ces combustibles ont la capacité de fission. L'uranium 235 est un combustible atomique naturel, mais l'isotope radioactif de l'uranium U-238 ne subit pas de fission spontanée. Il est bombardé de neutrons pour subir une réaction de fission. Les atomes d'uranium 238 sont transformés par désintégration en plutonium 239, qui est une matière radioactive créée par l'homme.
Les déchets de réacteur contiennent également certains radionucléides ayant une très longue demi-vie. Le plutonium (Pu), dont la demi-vie est de 24 340 ans, en est un exemple. Dans le combustible de réacteur, seule une faible proportion d'atomes d'uranium est un isotope de fission, l'uranium 235, tandis que le reste est essentiellement constitué d'uranium 238 qui ne provoque pas de fission.
Cependant, l'uranium 238 capture un neutron et peut être transformé en plutonium, comme indiqué dans la réaction suivante:
Le plutonium et quelques autres radionucléides à vie longue rendent les déchets nucléaires hautement radioactifs pendant des dizaines de milliers d'années. Pour cette raison, leur élimination en toute sécurité devient très difficile, mais en même temps extrêmement essentielle.
Il a été proposé de retirer le plutonium des déchets nucléaires avant leur élimination afin de réduire leur période de désintégration, ce qui pose un autre problème, car le plutonium est non seulement radioactif et toxique, mais constitue également un ingrédient essentiel du menu de fabrication des armes nucléaires.
Un réacteur nucléaire produit suffisamment de plutonium en un an pour fabriquer des dizaines de petites bombes atomiques. Les scientifiques pensent donc que si le plutonium était séparé des déchets nucléaires, la possibilité de détournements illicites de telles armes entraînerait un risque beaucoup plus grand. Les déchets radioactifs de faible activité provenant de réacteurs nucléaires peuvent être éliminés dans des décharges spécialement aménagées, tandis que les déchets de haute activité sont temporairement stockés sur le site jusqu'à leur transport final dans un dépôt fédéral.
Après environ 30 ans, le réacteur nucléaire lui-même atteint la fin de sa vie, il doit être mis hors service et les composants radioactifs doivent être transportés vers des sites de stockage sûr. Assurer une élimination adéquate et sûre des déchets radioactifs est certes une tâche difficile et ardue, mais ce n’est pas hors de nos capacités.
La représentation schématique du système de combustible dans les réacteurs nucléaires est illustrée dans le diagramme (fig. 6) ci-dessous:
5. Installation de centrales nucléaires:
Les centrales nucléaires produisent des déchets radioactifs sous forme de gaz, de liquides ou de particules solides. Bien que les centrales nucléaires soient conçues de telle sorte qu’il ne devrait y avoir aucune fuite de matières radioactives dans l’environnement, aucune centrale nucléaire n’est malheureusement à l’abri de la contamination. Les fuites provenant de l'un ou l'autre point contaminent l'atmosphère environnante et contribuent à la pollution par rayonnement. Les effluents liquides peuvent contenir des matières radioactives en solution et sous forme de matières en suspension non dissoutes.
Les effluents de cheminées de centrales nucléaires contiennent à la fois des particules en suspension et des gaz. Les effluents contiennent des radionucléides à longue demi-vie, comme le Sr-90, qui est produit en plus grande quantité que d'autres matières radioactives dissoutes et en suspension. Il pénètre dans les plans d'eau et les contamine. Ces substances sont finalement acheminées vers les êtres humains par le biais de l’approvisionnement en eau ou par l’absorption par les plantes de l’eau d’irrigation ou par l’abreuvement du bétail.
Les centrales au charbon rejettent beaucoup plus de déchets radioactifs dans l'environnement que les centrales nucléaires. Le charbon est contaminé par de l'uranium et du thorium hautement radioactifs. Quand il est brûlé, U et Th sont concentrés dans les cendres. Les cendres sont étendues sur le sol en quantités énormes, soit des milliers de tonnes. L'uranium dans les cendres de charbon est si élevé qu'il est considéré comme une source d'uranium à brûler pour les centrales nucléaires.
Lorsque l'uranium contenu dans les cendres de charbon se décompose, il libère du gaz radioactif, le radon (Rn-222), dans l'atmosphère. Le radon et ses produits de désintégration, c’est-à-dire divers isotopes du polonium, seraient une cause importante de cancer du poumon. Le radon est un rayonnement alpha émettant un gaz chimiquement inerte. C'est un produit intermédiaire dans une chaîne de désintégration naturelle qui commence par l'uranium-238 et se termine par l'isotope stable du plomb.
6. Extraction de minerais radioactifs:
Le cycle du combustible nucléaire commence par l'exploration et l'exploitation de minerais contenant de l'uranium. L'extraction et le traitement des minerais d'uranium tels que le pitch blende et les uranites et les minerais de thorium sont raffinés pour obtenir de l'uranium, du thorium et d'autres matières radioactives qui sont soumis à une fission naturelle et émettent des atomes radio tels que des rayons alpha, bêta et gamma et des particules. Outre cette extraction, le raffinage et l'utilisation de gisements de charbon, de gaz naturel, de phosphates naturels et de terres rares entraînent la concentration et le rejet d'énormes quantités de déchets radioactifs de faible activité dans l'environnement (UNSCEAR, 1977).
Au cours des processus d’extraction et de raffinage, les minerais radioactifs rejettent une grande quantité d’eaux minières contenant un certain pourcentage de minerai et de résidus sous forme de roches contaminées, de boues solides, de gaz et de liquides provenant d’unités métallurgiques. Ces matériaux contiennent des concentrations variables de minerai radioactif et de sa chaîne de désintégration, ainsi que des noyaux tels que les résidus de radon, de radium, de plomb, de thorium et de bismuth. Les déchets produits par l'extraction d'uranium ou de thorium de leurs minerais, qui sont traités principalement pour récupérer les matières de base, sont appelés matières de sous-produits. La matière source est toute matière contenant plus de 0, 05%. uranium et (et / ou thorium en poids.
Dans toute activité de meunerie ou d’exploitation minière, les déchets sont produits à presque toutes les étapes. La plupart des déchets sont déversés dans des bassins de décantation où l'uranium est périodiquement récupéré. Ces étangs sont très acides car, lors de la lixiviation des minerais, une grande quantité d'acide est utilisée. Ils peuvent également être contaminés par des solvants organiques ou des résines s’ils sont utilisés pour la récupération de matériaux à partir de minerais.
Bon nombre de ces bassins de résidus sont responsables de la contamination des eaux souterraines locales et des sources d'approvisionnement en eau publiques. De tous les radionucléides, le radium 226 est le plus dangereux en milieu aquatique en raison de sa demi-vie plus longue, de ses propriétés biochimiques, de ses rayonnements hautement énergétiques et de sa capacité de fission immédiate en nucléides filles. Les nucléides filles d'éléments radioactifs tels que l'uranium, le thorium et leurs isotopes ont une demi-vie très élevée, ils restent donc assez longtemps dans l'atmosphère.
Les centrales au charbon rejettent également autant de radioactivité (sous forme de radon) dans l'environnement que les installations nucléaires et leurs résidus de cendres volantes contiennent de faibles niveaux de nombreux radio-isotopes naturels. Le gaz naturel est également l'une des nombreuses sources de radon présentes dans l'environnement.
De même, l'extraction de roches contenant des phosphates libère également des radio-isotopes naturels dans l'environnement. Les résidus provenant de l’exploitation des phosphates présentent des niveaux de radionucléides beaucoup plus élevés que ceux recommandés par le CNRC. L'extraction et la transformation de minerais contenant des terres rares produisent également des déchets à haute teneur en radionucléides.
Les divers traitements impliqués dans le traitement des minerais tels que l'exploitation minière, le lavage, le raffinage, la séparation et le traitement, etc. libèrent des radionucléides dans l'atmosphère, entraînant une pollution par rayonnement. Les minerais de matières radioactives forment des poussières dans l'air qui ont des effets néfastes sur les êtres vivants.
7. Utilisation de matières radioactives à des fins industrielles, médicales et de recherche:
Les radio-isotopes sont largement utilisés dans les installations médicales, les industries et les laboratoires de recherche et, dans une moindre mesure, dans les universités pour des travaux de recherche. L'utilisation clinique des radio-isotopes est en pleine expansion dans des domaines tels que le traitement du cancer et les tests de diagnostic. Des quantités relativement importantes de radio-isotopes sont utilisées dans les procédures cliniques.
Bien que la plupart de ces radio-isotopes émettent de fortes radiations gamma, leurs demi-vies sont heureusement assez courtes. Les expositions aux rayonnements résultant d'examens médicaux de diagnostic sont généralement faibles et justifiées par le bénéfice d'un diagnostic précis des maladies possibles. Mais les utilisations thérapeutiques des rayonnements impliquent naturellement des expositions plus importantes et les médecins considèrent le risque de traitement par rapport aux bénéfices potentiels.
Des estimations standardisées des doses de rayonnement peuvent être données pour de nombreuses procédures médicales de diagnostic typiques, mais il est impossible de donner des doses de rayonnement précises pour les procédures impliquant une radiothérapie. Celles-ci doivent être traitées très soigneusement au cas par cas. Ces doses sont suggérées pour certaines études typiques de radiologie diagnostique et de médecine nucléaire.
Les radio-isotopes normalement utilisés dans différents laboratoires médicaux, de recherche et universitaires, avec leurs demi-vies et leur énergie de rayonnement gamma, sont indiqués dans le tableau (6) ci-dessous:
Dans les laboratoires de recherche et les laboratoires universitaires, des matières radioactives sont également utilisées à diverses fins de recherche. L'incident récent de radiation dans la région de Mayapuri à Delhi en raison de l'émission de radiations provenant de radionucléides du cobalt 60 n'est qu'un exemple de la pollution par rayonnement provenant des laboratoires universitaires. Dans ce cas, les personnes travaillant dans une ferraille sont tombées malades à cause de l'exposition aux radiations.
Le matériau identifié comme étant du Co-60 a été acheté par le propriétaire d’une boutique de ferraille, sans le savoir, vendu par les autorités de l’Université de Delhi. Il s’agit d’un cas de négligence grave de la part des autorités universitaires qui n’ont pas réussi à éliminer correctement le Co-60, une substance hautement radioactive. Même après un an, des personnes sont toujours exposées aux risques de radiation - (Voir le journal dans la figure 7). De tels accidents se produisent dans de nombreux secteurs et laboratoires médicaux, utilisant les matières radioactives à diverses fins. L’annonce de la pollution par les radiations au Centre de recherche atomique Bhabha (BARC) à Bombay a également été diffusée quelques mois auparavant.
La dégradation de l'environnement due au rayonnement nucléaire augmente avec le développement de la technologie. Les radiations issues des travaux de recherche se présentent généralement sous la forme d’ondes alpha, bêta et d’autres ondes radioactives hautement énergétiques, telles que les rayons X et les rayons gamma. Les valeurs des particules produites par les activités humaines telles que diverses industries d’armes nucléaires, centrales nucléaires, instituts de recherche atomique, etc. ne peuvent correspondre aux qualités de celles émises naturellement.
Les estimations de la contribution humaine de ces sources dans les particules totales dans l'environnement varient d'aussi peu que 10% à plus de 15%, les valeurs ayant tendance à varier en fonction du domaine d'estimation. Les activités humaines peuvent fournir jusqu'à 22% de particules plus fines que 5 µm. Ces dernières années, le développement de la brume arctique est également considéré comme le résultat de sources de pollution d'origine anthropique. En dépit des accords conclus entre les superpuissances pour limiter la prolifération des armes nucléaires, le spectre de la guerre nucléaire plane toujours sur le monde.
Les problèmes environnementaux tels que les pluies acides, l'appauvrissement de la couche d'ozone, la turbidité atmosphérique et l'hiver nucléaire sont tous liés à l'augmentation des sources anthropiques de pollution radioactive dans l'environnement, principalement due aux explosions nucléaires et à la création de centrales nucléaires, à l'extraction d'uranium et à d'autres industries similaires. .
L’hypothèse nucléaire hivernale repose sur l’hypothèse que la fumée et les poussières émises dans l’environnement pendant la guerre nucléaire augmenteraient la turbidité de l’atmosphère à un point tel qu’une grande partie du rayonnement solaire serait empêchée d’atteindre la basse atmosphère et la surface de la terre, ce qui entraînera la forte baisse de la température de la terre.
Outre les températures sous le point de congélation, les faibles niveaux de lumière et les violents orages, les survivants de la guerre nucléaire seraient confrontés à des retombées radioactives permanentes, à des niveaux élevés de pollution atmosphérique toxique et à des niveaux accrus de rayonnement ultraviolet.
Même des années après le conflit, les personnes seraient confrontées à un stress psychologique et à une perturbation du système de soutien, comme les transports, les communications et les soins médicaux, de sorte que le taux de mortalité resterait élevé même des années après le conflit.
L’environnement et notre corps contiennent également des radionucléides naturels. Une exposition supplémentaire est apportée par les radiations cosmiques. L'utilisation des rayons X et des radio-isotopes en médecine et en dentisterie ajoute également à l'exposition du public.
Dans le tableau (7) ci-dessous, l'exposition moyenne estimée pour chaque individu est donnée en milligrammes à partir de sources naturelles et d'autres sources:
Dose de radiothérapie et pollution radioactive:
En radiothérapie, les patients atteints d'un cancer reçoivent souvent des doses beaucoup plus élevées dans le but de détruire les tissus cancéreux. Il s'agit de détruire les tissus malsains sans trop émettre de rayonnement, mais malheureusement, la dose administrée est beaucoup plus élevée que celle recommandée, entraînant également des lésions des cellules saines. Outre la radiothérapie, elle contribue également à la pollution par les radiations, même dans des proportions mineures.
8. Rayonnement des champs électriques:
Nature de Maxwell dérivée des champs électriques et magnétiques et de leur symétrie. James Clerk Maxwell a d'abord postulé les ondes électromagnétiques, puis confirmé par Hainrich Hert. La vitesse des ondes électromagnétiques prédites par l'équation des ondes coïncidait avec les ondes. Selon l'équation de Maxwell, un champ électrique variant dans l'espace génère un champ magnétique variant dans le temps, et inversement.
Par conséquent, comme un champ électrique oscillant génère un champ magnétique oscillant, le champ magnétique génère à son tour un champ électrique oscillant, etc. Ces champs oscillants forment ensemble une onde électromagnétique. Le rayonnement électromagnétique (EM) fonctionne sur le principe de l'électromodynamique.
Les champs électriques et magnétiques obéissent aux propriétés de la superposition, de sorte qu’un champ dû à une particule particulière ou à un champ électrique ou magnétique variant dans le temps contribue aux champs présents dans le même espace pour d’autres causes.
S'agissant de champs de vecteurs, tous les vecteurs de champs magnétiques et électriques s'additionnent en fonction de l'addition de vecteurs, par exemple, une onde EM en déplacement incidente sur une structure atomique induit des oscillations dans les atomes de cette structure, les obligeant ainsi à émettre leurs propres émissions d'ondes EM. L'énergie des ondes électromagnétiques est appelée énergie rayonnante. Les appareils électriques et les lignes de transport d’énergie à travers leurs circuits électriques génèrent une énorme énergie radiante dans l’environnement, entraînant une pollution par rayonnement.
En raison de nos modes de vie modernes, nous sommes continuellement exposés à de telles radiations par la génération de champs électriques à basse fréquence, qui sont très nocifs. Des études menées sur divers insectes, animaux et oiseaux montrent que les abeilles deviennent violentes à proximité de câbles à haute tension. Si la lumière du soleil est bloquée en raison d'un temps nuageux ou d'une autre raison, les oiseaux migrateurs sont mal guidés par les ondes artificielles magnétiques et radio.
Des recherches menées à l'Institut de recherche sur le cerveau, Los Angles, ont montré que les animaux réagissent également aux radiations. L'exposition aux radiations modifie leur comportement. Les êtres humains se plaignent également de maux de tête, de malaise et d’anxiété liés à une exposition continue aux rayonnements générés par des champs électriques.
Les effets des radiations des champs électriques sont plus dévastateurs. Il a été observé que les potentiels électriques des fibres nerveuses des systèmes nerveux central et périphérique sont sérieusement affectés par ces rayonnements conduisant à divers problèmes physiologiques.
9. Rayonnement du four à micro-ondes:
En raison des changements de mode de vie et de l'augmentation considérable du nombre de femmes actives, en particulier dans les zones urbaines, l'utilisation d'appareils électroniques en cuisine augmente chaque jour. Il est clair que ces gadgets électriques sont très pratiques à manipuler et rendent la cuisson agréable, mais les risques de radiation à long terme liés à l'utilisation continue de tels appareils ne doivent pas être ignorés. Les fours à micro-ondes sont utilisés quotidiennement dans les restaurants, les cafétérias, les salons, les cuisines, les snack-bars et les maisons, mais savez-vous que les rayonnements émis par ces fours à micro-ondes sont dangereux pour la santé?
Qu'est-ce que le rayonnement micro-ondes?
Les micro-ondes sont une forme de rayonnement «électromagnétique», c'est-à-dire qu'il s'agit des ondes d'énergie électrique et magnétique qui se déplacent ensemble dans l'espace. Les micro-ondes tombent dans la fréquence radio dans la plage de 10 -4 à 10 4 (fig. 8). Dans un four à micro-ondes, les aliments sont cuits en les exposant à un rayonnement de micro-ondes.
La plupart des fours à micro-ondes domestiques fonctionnent à une fréquence de 2450 MHz (MHz, soit un million de cycles par seconde) en mode onde continue. Les grands fours utilisés à des fins industrielles et commerciales fonctionnent parfois à 915 MHz. Des micro-ondes sont produites à l'intérieur du tube électronique dans un four à micro-ondes appelé tube à magnétron.
Fondamentalement, le magnétron convertit le courant électrique de ligne électrique à 60 Hz en un rayonnement électromagnétique de 2450 MHz. L’énergie hyperfréquence du magnétron est ensuite transférée dans la cavité du four à travers une section de guidage d’onde. Le rayonnement à micro-ondes produit de la chaleur à l'intérieur des aliments dans le four lorsque celui-ci absorbe le rayonnement à micro-ondes et produit de la chaleur (les molécules d'eau dans l'aliment vibrent à 2450000000 fois par seconde, le mouvement des molécules produit un frottement qui produit de la chaleur).
Cette chaleur cuit ou réchauffe les aliments. Le fonctionnement du four à micro-ondes est illustré dans le schéma ci-dessous (fig. 10). Le rayonnement micro-ondes est mesuré en densité de puissance en unités de watts de broyeur par centimètre carré (mw / cm 2 ), soit le taux de flux d'énergie par unité de surface. On s'inquiète aujourd'hui beaucoup des effets biologiques du rayonnement micro-ondes.
De manière générale, une exposition à des niveaux très élevés de rayonnement micro-ondes peut entraîner une importante quantité d’énergie exposée par le corps. Dans le corps, cette énergie est transformée en chaleur, de sorte que les parties sensibles du corps, comme les yeux, les testicules et le cerveau, sont incapables de se débarrasser de cette chaleur supplémentaire susceptible de s'accumuler du fait de l'exposition aux radiations. Cependant, les dommages causés à ces parties sensibles ne surviennent en réalité qu'après une exposition à long terme à des densités très élevées bien supérieures à celles mesurées autour des fours à micro-ondes.
En outre, la densité de puissance du rayonnement micro-ondes diminue rapidement avec l’augmentation de la distance du four. Ainsi, plus vous vous éloignerez des micro-ondes, moins vous serez exposé aux radiations. À un mètre de distance, il y a très peu d'exposition au rayonnement.
L'Association internationale de radioprotection (IRPA) recommande des limites d'exposition de 1 mW / cm 2 pour le grand public et de 5 mW / cm 2 pour les travailleurs exposés aux fréquences radio. Ces limites sont moyennées sur une période de 6 minutes (0, 1 heure). Le niveau de rayonnement est généralement inférieur à ces limites dans les fours à micro-ondes de bonne qualité.
Effets du rayonnement micro-ondes sur la santé:
Les rayonnements micro-ondes sont définitivement nocifs pour la santé humaine. Les personnes travaillant dans des champs de micro-ondes ont signalé des maux de tête, une fatigue oculaire, de la fatigue et des troubles du sommeil. Tous ces effets sont liés à l'interaction des champs de micro-ondes avec le système nerveux central du corps. Ces effets sont généralement appelés interactions «non thermiques».
En plus de ces symptômes généraux, les rayonnements micro-ondes peuvent causer des problèmes aux patients cardiaques utilisant un stimulateur cardiaque. Les stimulateurs cardiaques étant des appareils électroniques, les interférences provenant d'autres sources électriques peuvent provoquer un dysfonctionnement du stimulateur et ainsi envoyer des informations incorrectes aux muscles cardiaques.
Bien que, dans les nouveaux stimulateurs, les boucliers électromagnétiques soient une précaution supplémentaire, mais les patients cardiaques porteurs d’implant de stimulateur cardiaque doivent consulter leur médecin, même s’ils ont un problème lié au rayonnement hyperfréquence. Les personnes portant des implants de stimulateur cardiaque ne doivent pas s'approcher du four à micro-ondes à moins de s'assurer qu'elles sont en bon état de fonctionnement et qu'il n'y a aucune fuite de rayonnement. Voici quelques conseils de sécurité pour l’utilisation des fours à micro-ondes.
Conseils de sécurité pour l'installation et la maintenance des fours à micro-ondes:
(i) N'utilisez pas le four lorsqu'il est vide.
(ii) Vérifiez que le joint de la porte et la surface intérieure de la porte et de la cavité du four sont propres. Après chaque utilisation et ne pas avoir de fissures ou de fuites.
(iii) Keep microwave oven out of reach of children, as they are comparatively more sensitive to these radiations.
(iv) Do not put your face close to door window when oven is operating.
(v) Make sure that no damage occurs to the part of oven making contact with the door-to-door seals.
(vi) Ensure that the microwave is unplugged or disconnected from electric power before cleaning it or attempting any repairs. Repairs should be done by trained persons only.
(vii) In case of any malfunctioning, services of a qualified repairman should be sought.
(viii) Do not by-pass the door interlocks.
Dans les pays occidentaux où les fours à micro-ondes sont fréquemment utilisés dans plus de 90% des foyers, des normes de sécurité ont été définies. Au Canada, le code de sécurité 6 établit des limites d'exposition sûres pour les personnes travaillant à proximité de champs de radiofréquences et pour le grand public. Selon ce code, les limites d'exposition des travailleurs exposés aux fréquences radio sont de 5 mW / cm 2 (50 W / m 2 ) en moyenne sur 0, 1 h (6 min).
Pour les autres personnes, la limite d'exposition est de 1 mW / cm 2 à 2450 MHz pour l'exposition humaine dans des environnements non contrôlés. Au niveau international, l'IRPA (International Radiation Protection Association) 1 recommande une limite de 3 mW / cm 2 pour les travailleurs du secteur des radiofréquences et de 1 mW / cm 2 pour le grand public. Ces limites sont moyennées sur une période de 6 minutes.
10. Rayonnement de la tour cellulaire et des téléphones portables:
Avec l'avancement des technologies de l'information et de la communication, les téléphones cellulaires ont atteint les masses. L'utilisation de téléphones cellulaires augmente jour après jour, avec l'installation d'un nombre croissant de tours de téléphonie cellulaire dans différents quartiers des villes et même maintenant dans des villages et des zones isolées. Mais savez-vous que les tours de téléphonie mobile à venir dans votre région pourraient causer un risque pour la santé. Bon nombre de personnes qui ne sont pas au courant de cela et sont fières de constater que la technologie est arrivée à leur porte.
Bien que nous utilisions tous des téléphones mobiles, nous ne savons toutefois pas que les radiations émises par les pylônes mobiles sont polluantes. Il est maintenant temps de faire l'introspection et d'étudier le problème posé à proximité de ces zones résidentielles. Les études disponibles montrent que les radiations émises par ces tours causent des risques pour la santé des personnes résidant dans les zones d'installation de tours mobiles situées à proximité. KR Raman, un scientifique qui a effectué des recherches sur ce sujet, déclare qu '«il y a deux effets dans de tels cas: thermique et non thermique.
Une personne ne subira un effet thermique dû aux radiations que si elle est proche de la tour ». L'exposition à l'effet thermique pourrait causer de la fatigue, des cataractes et une diminution de la concentration mentale. Cela est dû en grande partie à la grande quantité de chaleur générée par le rayonnement. L’effet non thermique de l’exposition affecte les personnes éloignées de la tour. L'effet néfaste de l'effet non thermique est la perméabilité de la membrane cellulaire. Cet effet est également dû à la chaleur générée par le rayonnement.
L'exposition prolongée à de telles radiations peut également causer le cancer chez les victimes de l'exposition. Bien que beaucoup soutiennent que de telles radiations pourraient causer le cancer, les entreprises de téléphonie mobile estiment qu’il n’ya rien de concluant à ce sujet. Dans une étude, l'officier supérieur de Cell Company a déclaré qu'il y avait eu peu de cas de personnes atteintes d'un cancer dû à la radiation provenant de pylônes mobiles.
Malgré les effets néfastes de l'exposition aux rayonnements thermiques et non thermiques dus à ces tours mobiles, leur installation dans les zones résidentielles se poursuit, de nombreuses autres tours sont installées au jour le jour et le rayonnement a augmenté de nombreux plis. Il est paradoxal que les entreprises de télécommunications continuent d’installer des pylônes d’une puissance de rayonnement de 7620 microwatt / m 2, alors que le niveau spécifié pour ces radiations n’est que de 600 microwatt / m 2 . Cette norme qui a été fixée par la Commission internationale des rayonnements non ionisants n'est pas suivie.
Au Kerala, un médecin avait fait appel devant le tribunal pour le retrait de la tour de téléphonie cellulaire de la zone résidentielle, car après l'installation de cette tour, le nombre de patients qui lui avaient présenté des plaintes de maux de tête, de nausées, d'anxiété, etc. avait augmenté. À Delhi, des personnes ont également protesté contre l'installation de tours dans des zones résidentielles et à Delhi. La haute cour a ordonné l'enlèvement de telles tours.
Il y a quelques mois (14 juin 2010), le quotidien local hindi «Dainik Jagran» a annoncé la mort de cinq personnes en raison des radiations émises par une tour mobile dans la bande de Malwana du village de Luhari (district de Baghpat, UP). L'OMC Ashok Kumar Ladhian, responsable de la gestion des opérations, a déclaré qu'en 2009, une tour mobile avait été installée sur la route principale de la bande de Malwana. Après cela, les habitants de la région se sont plaints de maux de tête, de douleurs à la poitrine, d'anorexie et d'anxiété.
Selon lui, lors de l'examen préliminaire, les symptômes indiquent une exposition aux radiations. Jusqu'à 500 m de la tour, les dangers de rayonnement peuvent se propager. Mais les entreprises de télécommunication affirment qu’en retirant les pylônes de ces zones, leur travail serait affecté et qu’elles ne seraient pas en mesure de fournir des services de qualité à leurs clients.
Compte tenu de ce qui précède, il incombe au département des télécommunications et aux autres départements concernés des gouvernements des États et du gouvernement central. Prendre les mesures nécessaires pour éliminer les pylônes mobiles des zones résidentielles afin d'éviter le risque de pollution par les radiations, la sécurité du public étant la principale responsabilité du gouvernement.
Téléphone portable et santé:
Bien que les téléphones mobiles ou cellulaires fonctionnant en mode micro-ondes aient considérablement dynamisé les installations de télécommunication, ils ont également posé de nombreux problèmes socio-médicaux aux utilisateurs. Le problème est aigu en Inde en raison du nombre croissant d’utilisateurs, y compris des enfants, de l’ignorance et de l’exploitation généralisées par les fabricants et les fournisseurs de services sur le terrain et de l’absence totale ou médiocre d’autorité de réglementation.
Ministère des télécommunications, Gouv. de l'Inde a demandé aux fournisseurs de services et aux fabricants d'éviter toute publicité promotionnelle. Les ministères et les entreprises de téléphonie mobile concernés doivent mettre en garde les utilisateurs contre les effets nocifs des radiations provenant des téléphones portables, mais ces derniers ne souhaitent tout simplement pas que les utilisateurs soient informés des éventuels effets néfastes des gains monétaires. Bien que le nombre d’utilisateurs mobiles dépasse les 500 millions en Inde, les connaissances sur les effets du téléphone portable sur les humains sont pratiquement indisponibles.
Une des raisons est qu’aucun impact visible ne peut se produire sur des êtres humains en peu de temps et qu’aucune expérience ne peut être entreprise sur l’homme. Cependant, des expériences menées sur des animaux ont montré des effets significatifs: des rats ayant des cellules cérébrales similaires à celles de l'homme développent une tumeur cérébrale et des lapins développent une cataracte lors d'une exposition à des rayonnements ionisants.
Dans les téléphones mobiles, le rayonnement électromagnétique est utilisé dans les micro-ondes et dans une très courte plage d'ondes radio. Bien que l'utilisation du téléphone cellulaire à court terme ait peu d'effet sur la santé humaine, son utilisation est susceptible d'être nocive si elle est utilisée pendant une longue période. Les études entreprises par un certain nombre de scientifiques de nombreux pays et des informations sur la santé provenant de diverses sources et concernant les effets néfastes des téléphones portables et de leur station de base sont présentées ci-dessous:
Symptômes et risques pour la santé liés à l’utilisation à long terme des téléphones portables:
1. Troubles du sommeil et agitation
2. Dépression et nervosité
3. Maux de tête et diminution du pouvoir de concentration
4. Point chaud dans le cerveau
5. Surchauffe des yeux (la cornée et les lentilles n’ont pas de régulation thermique)
6. hypertension artérielle
7. Impuissance - problèmes de reproduction
8. Epuisement et problèmes physiologiques
9. Changements dans la formation du sang et réduction du nombre de leucocytes, etc.
La Haute Cour de Delhi désigne un comité chargé d'étudier les effets nocifs des tours à cellules:
La Haute Cour de Delhi a ajouté à la sensation dans le conflit entre les opérateurs de téléphonie mobile et la Municipalité de Delhi (MCD) à propos du scellement des tours mobiles en désignant un nouveau panel pour examiner la question. Le panel vérifiera principalement si les tours nuisent à la santé dans les régions. HC a également demandé au MCD et au ministère des télécommunications de constituer un comité composé d'experts techniques et médicaux.
Les ONG, les associations de téléphonie mobile et les personnes d'esprit public doivent présenter un rapport sur les effets nocifs de ces radiations dans un délai de trois mois. Mais le juge Kailash Gambhir a accordé un allégement provisoire aux opérateurs de téléphonie mobile en leur permettant d'exploiter des tours mobiles dans la ville en déposant 2 roupies lakh, ramenées à 5 lakh comme recommandé par le MCD.
Les tours mobiles peuvent endommager les œufs d'oiseaux:
Des études ont montré que le nombre croissant de tours de téléphonie cellulaire dans les villes abaissait la population d'oiseaux. Des études menées en Espagne et en Belgique ont établi les effets nocifs des radiations électromagnétiques (EMR) émises par les tours de téléphonie mobile sur les oiseaux. Des études menées à l’Université du Pendjab, à Chandigarh, ont également confirmé que le DME pouvait endommager les œufs et les embryons d’oiseaux. Cette étude s’applique à toutes les villes indiennes où les antennes de téléphonie mobile prolifèrent.
Chennai compte 4000 tours de téléphonie cellulaire, contre environ 200 à Chandigarh. Chercheurs au Salim Ali. Le Centre d'ornithologie et d'histoire naturelle (SACON) explique qu'il existe suffisamment de raisons pour attribuer la mortalité des oiseaux à de telles radiations. Le téléphone cellulaire et les tours émettent une très basse fréquence de 900 ou 18 000 MHz, appelée micro-ondes. Ces radiations peuvent endommager les crânes minces d'embryons de poulet et de coquilles d'œufs minces.
Les études ont été menées par RK Lohli et son équipe du Centre d'études sur l'environnement et la formation professionnelle de l'Université du Punjab afin d'étudier les effets du rayonnement sur les oiseaux. Ils ont exposé 50 œufs au REM pendant 5 minutes et tous les cinquante embryons ont été endommagés.
Selon le zoologiste Ranjit Daniels, basé à Chennai, quatre des 200 oiseaux étranges de Chennai tels que le moineau domestique (Passer domesticus), le bulbul roux (Pycnonotus jacosus), le cerf-volant de Brahmini (Haliastur Indus) et la colombe tachetée (Streptopelia chinens is) ont pratiquement disparu . Selon Daniels, les oiseaux sont connus pour être sensibles au rayonnement magnétique. Les micro-ondes peuvent interférer avec leurs capteurs et les induire en erreur lors de la navigation et des proies.
