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Bombes nucléaires et leurs effets sur l'environnement

Sommaire :

I. Introduction 2II. Historique 3

III. Pays possédants des armes nucléaires 4IV. Emploi des armes 5V. Types d'explosions nucléaires 6

VI. Types de bombes 7I). Bombe A

II). Bombe HVII. Radioactivité 18

I). Loi de la radioactivitéII). Différentes émissions radioactives

III). Les unités de mesures de la radioactivité:IV). Activité d’un échantillon radioactif :V). La période radioactive

VIII. Effets 26I). Caractéristiques des rayonnements ionisants

II). ContaminationIII). Rayonnements ionisants

IX. Hiroshima 51X. Conclusion 61

XI. Lexique 62XII. Webographie /bibliographie 65

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I. Introduction

Depuis le début de l’histoire, le monde a sans cesse progressé dans le domaine de la science, au niveau de la physique et de l’armement jusqu’à la découverte de la bombe nucléaire. C’est l’une des plus importantes et dangereuses invention du XXème siecle. Utilisée pour buts militaires, la bombe nucléaire se divise en deux types, bombe atomique à fission et bombe thermonucléaire à fusion; elles fonctionnent sur un principe opposé l’un de l’autre.

Arme terriblement destructrice, elle cause d’énormes dégâts et de très lourdes conséquences sur l’environnement dues aux divers rayonnements émis lors de son explosion.

Dans ce cadre nous concernant, une question s’impose:

Quel est l’impact de la bombe nucléaire sur l’environnement?

Nous tenterons d’y répondre tout au long de notre projet en nous basant sur les deux types de bombes nucléaires, leurs fonctionnements ainsi que les différentes émissions radioactives. Ensuite, nous présenterons les effets de cette arme sur l’environnement. Finalement, nous concrétiserons ce projet par les deux exemples Hiroshima et Nagasaki

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II. Historique

Le projet Manhattan débute en 1942.Son but est de parvenir à la création d’une bombe atomique le plus rapidement possible suite à la hantise d’une bombe allemande évoquée par le physicien allemand Einstein, père de la théorie de relativité restreinte et sa formule E=mc² où E désigne l'énergie exprimée en joules, m la masse en kilogrammes et c la vitesse de la lumière dans le vide(3×108 m/s).Cette théorie a remis en question certains grands principes de la physique du XIXe siècle et la conception de l'espace et du temps qui prévalait jusqu'alors. En effet, il démontre que durant une transformation nucléaire la masse n’est pas conservée : la masse avant la transformation sera supérieure à celle après et la différence de masse sera convertit en énergie (E= (mavant – maprès)c²). La création de piles atomiques et le fonctionnement de la bombe nucléaire dépendent de ce principe. Malgré cette découverte, Einstein reste pacifiste contrairement à Roosevelt dont le désir d’entrer dans la seconde guerre mondiale le pousse à créer laS1:organisation responsable d’étudier la fission de l’Uranium235 et du Plutonium239 pour créer une arme de destruction massive. Or la réussite de la création de la bombe atomique nécessitait une quantité suffisante d’Uranium et de Plutonium. On construisit alors deux énormes complexes industriels : l’un au Tennessee pour filtrer l’Uranium pour obtenir l’U235 et l’autre à Han Ford pour séparer le plutonium de l’Uranium. Parallèlement, une équipe de savants se livre à l’étude de l’architecture de la bombe elle-même dans un immense village construit spécialement par l’armée américaine au milieu du désert du Nouveau Mexique. Là-bas, des centaines de physiciens ainsi que des milliers de chercheurs œuvraient dans le plus grand secret.

Village « secret » dans le désert du Nouveau Mexique

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III. Pays possédants des armes nucléaire

Les États-Unis ont développé l'arme nucléaire durant la première moitié des années 1940 dans le cadre du Projet Manhattan. Dans les deux décennies qui suivent, plusieurs autres pays ont développé l'arme nucléaire :l'Union soviétique en 1949,le Royaume-Uni en 1952,la France en 1960 et la Chine en 1964.La communauté international prend alors conscience du risque de voir proliférer de telles armes à travers le monde et crée l’AIEA afin de promouvoir l'usage du nucléaire non pas à des fins militaires mais civiles. L'élaboration d'un traité visant à garantir la non-prolifération des armes nucléaires « TNP » fut la suite logique de la création de l’AIEA.Pays détenteurs d’armes nucléaires

signataires du TNP

Etats-Unis, Russie, Royaume-Uni, Chine, France.

Pays détenteurs d’armes nucléaires

non signataires du TNP

Inde, Pakistan, Corée du nord, Israël, Iran (suspecté), Arabie

saoudite (suspecté), Syrie (suspecté).

Pays possédants des armes de

destructions massives

Pays-Bas, Syrie, Taiwan.

Pays ayant arrêté leur programme Afrique du sud, Algérie, Argentine, Suisse, Brésil, Irak, Suède,

Biélorussie, Kazakhstan, Ukraine.

Tableau montrant la situation de la bombe nucléaire dans le monde

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IV. Emploi des armes

L’arme nucléaire est employée pour divers raisons :

L'arme nucléaire tactique est conçue pour être utilisé dans le cadre de la tactique militaire.

Elle est aussi utilisée pour attaquer et détruire les forces ennemies sur le champ de bataille mais aussi les arrières (lignes de ravitaillement, poste de commandement, système de communication).Les bombes nucléaires tactiques sont des bombes thermonucléaires miniaturisées destinées à la destruction des infrastructures très profondément enterrées (usines souterraines, poste de commandement...

Des utilisations civiles des explosions nucléaires ont été envisagées (creusement de canaux ou de cavités pour le stockage de gaz notamment).

L’Arme nucléaire est aussi utilisée dans le cadre de la stratégie. L’objectif peut être la destruction économique et humaine de l'ennemi en ciblant les agglomérations, ou la neutralisation de ses moyens de représailles (« frappe contre force » visant les engins stratégiques de l'ennemi et les moyens de les mettre en œuvre).Les bombes d'Hiroshima et de Nagasaki étaient par exemple des engins stratégiques.

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V. Types d'explosions nucléaires

Il existe trois types d’explosions nucléaires – explosion dite aérienne, explosion de surface et explosion souterraine ou sous-marine. Le type d’explosion influencera directement sur vos chances de survie.

Une explosion aérienne se produit dans l’air, soit directement au-dessus de la cible visée. L’explosion aérienne octroi l’effet de radiation à un niveau maximale sur la cible et, par conséquent, extrêmement dangereuse pour les retombées radioactives.

Une explosion de surface se produit au niveau du sol ou l’eau. Ce type d’explosion est la plus dangereuse des trois car elle entraîne de très grandes quantités de retombées radioactives, avec de graves effets à long terme.

Les effets d’une explosion souterraine ou sous-marine sont concentrés sous la surface du sol ou dans la zone immédiate où la surface s’effondrera dans un cratère où l’explosion a eu lieu. Ce type d’explosion cause peu ou pas de danger radioactif à moins d’entrer dans la zone immédiate du cratère.

Le schéma ci-contre présente les différents types d’explosions nucléaires.

① De surface

② Souterraine

③ Aérienne

④ Sous-marin

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VI. Types de bombes

L’arme nucléaire est une arme de destruction massive qui utilise l'énergie dégagée par la fission de noyaux atomique lourds (uranium et plutonium dans le cas des bombes A) ou par une combinaison de ce phénomène avec celui de la fusion des noyaux atomiques légers (Hydrogène dans le cas des bombes H). L’énergie libérée par l'explosion d'une bombe nucléaire s'exprime en TNT

I). Bombe A A. Définition

La bombe A communément appelée bombe atomique, bombe a fission ou encore bombe nucléaire, est une arme basée sur le principe de la fission nucléaire.Elle utilise des éléments fissiles comme l'uranium 235 (U₂₃₅) ou le plutonium 239 (P₂₃₉).Cette arme nucléaire fut la première à être construite et la seule à être utilisée contre des populations humaine lors de la seconde guerre mondiale. En effet les bombes qui ont explosées sur Nagasaki et Hiroshima sont toutes deux de type A.

B. Fonctionnement 1. La fission nucléaire:

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La bombe A exploite une réaction de fission nucléaire enchainée. La fission nucléaire est la rupture d’un noyau lourd en plusieurs noyaux légers plus stables que le noyau père. On provoque la fission de noyaux d’uranium 235 enrichis auxquels sont souvent ajoutés du tritium (³H) pour accentuer l’explosion. Le tritium est un élément radioactif artificiel dont la période est de 10ans.

Les produits de fission sont notamment le strontium (Sr) et le Xeon (Xe) suivant la réaction suivante :

²³⁵U + ¹n → ⁹⁴Sr + ¹⁴⁰Xe + 2 ¹n +hnDes centaines d’autres combustions sont possibles. L’essentiel est de savoir que dans chacune de ces réactions, le nombre total de nucléons (protons + neutrons) est conservé : dans notre exemple 235+1=94+140+2.En accord avec la loi d’équivalence d’Einstein, E=mC², l’énergie libérée par la fission d’un seul noyau d’uranium 235 libère environ 200MeV (1MeV=1.609x10¯¹³J) et d’environ 210 MeV pour le plutonium 239. Etant donné que les neutrons émis par la première réaction de fission vont frapper chacun un autre noyau d’uranium qui va à son tour émettre deux neutrons et ainsi de suite jusqu'à épuisement de tous les noyaux, il va se produire une réaction en chaine qui concerna des milliards de milliards de milliards de nucléides d’uranium (10²⁷ nucléides pour 50 kg d’uranium).Au cours de l’explosion d’une bombe atomique toute cette énergie est contenue dans le terme hn qui correspond à la conversion de la masse en énergie de liaison au cours de la formation des produits de fission (h étant la constante de Planck et n la fréquence)

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2. Principe de la réaction en chaine :

Le principe est d'utiliser la réaction en chaine pour transformer l'uranium 235 en une très grande quantité d’énergie.

Un neutron par cycle de fission est nécessaire pour entretenir la réaction en chaine, mais certains peuvent s'échapper des noyaux réactionnels ou être absorbes par les impuretés alors, une petite sphère de matière fissile pure comme l'uranium 235 de la taille d'une balle de golf ne suffirait pas pour entretenir une réaction en chaine car trop de neutrons s’échapperaient.

Cependant, une sphère de la taille d'une orange permettrait cette réaction. En effet une légère augmentation de la quantité de matière minimum à utiliser (appelée aussi masse critique) provoquerai une explosion d'une puissance largement supérieure.

Pour permettre la libération de la puissance maximale de la réaction on isole avec du plomb l'endroit où la fission s’opère, puis au moment où celui-ci cède, l’intégralité de l'énergie est libérée.

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-Le plutonium :

Le plutonium est produit dans le cœur des réacteurs nucléaires : sous l'effet du flux de neutrons, une partie de l'uranium qui compose le combustible nucléaire se transforme par capture neutronique.

Comme pour l’uranium il existe plusieurs isotopes du plutonium et tous peuvent être utilisés dans la fabrication d’une bombe mais ils offrent certains inconvénients.

On peut utiliser du plutonium 238 qui libère plus de chaleur ou du plutonium 239 de la même façon que l’uranium 235, dont la collision avec des neutrons thermiques crée également une fission explosive.

Toutefois le produit devait être purifie de son plutonium 240 qui est trop instable.

Le plutonium 239 représente le deuxième combustible des réacteurs nucléaires et des bombes atomiques et contribue à un tiers de l’énergie émise. La masse atomique des produits de fission se distribue entre les masses atomiques 100 et 135.

Deux types de bombes A sont ainsi fabriqués par les Etats-Unis : une bombe à l’uranium enrichi, « little boy» (équivalente a ~15kT de TNT) qui fut lancée sur Hiroshima et une bombe au plutonium, « fat man » (22kT de TNT) nettement plus puissante qui fut lancée sur Nagasaki.

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a) Système de type à « implosion » :

Le système dit à "implosion" est utilisée dans les bombes de forme sphérique telle que la bombe envoyée sur Nagasaki.

La partie externe de la sphère est constituée d’une couche de pièces de formes parfaitement ajustées appelées lentilles.

Elle est faite d’un puissant explosif et conçue pour concentrer le souffle vers le centre de la bombe. Chaque partie de l’explosif étant équipée d’un détonateur qui est aussi relié à tous les autres. Une impulsion électrique fait exploser tous les morceaux en même temps, produisant une «onde de choc » qui converge vers le centre de la bombe.

Au centre se trouve une sphère de matière fissile qui est alors comprimée par cette puissante pression dirigée vers l’intérieur, qui devient donc une implosion. La densité du métal s’accroit et un assemblage sur critique est constitué.

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b) Système de type « révolver »:

Pour provoquer la mise à feu, le plus simple est d'utiliser le système de type "revolver":

Dans ce cas une quantité de matière fissile est projetée à très grande vitesse par l'intermédiaire d'un explosif puissant sur une cible de constitution identique au projectile, ce qui provoque la soudure des deux parties constituant un "assemblage critique"

Ce procédé a été utilisé dans la bombe atomique envoyée sur Hiroshima

C. Structure:

Architecture d'une bombe par

1. Ailerons stabilisateurs2. Cône de queue3. Entrée d'air4. Détonateur par pression5. Conteneur en plomb (protection)6. Bras du détonateur7. Tête du détonateur8. Charge explosive (cordite)9. Projectile en uranium 23510. Cylindre du canon11. Cible en uranium 235 avec réceptacle, le

réflecteur de neutrons se trouve à son sommet

12. Sondes pour la télémétrie (altimètre)13. Fusibles d’armement de la bombe

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Cordite

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Littleboy_inner1_info.png

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Littleboy_inner1_info.png


insertion (Little Boy) (inséréspeuavant le largage)

II). La bombe H : A. Définition :

La bombe H aussi appelée bombe à fusion, bombe thermonucléaire ou bombe à hydrogène est une bombe nucléaire dont l’énergie principale provient de la fusion de noyaux légers. Elle utilise le principe de la fusion combiné au principe de la fission.

Elle fut maitrise plus tard que la bombe A. La première bombe H, nomme Ivy Mike, explosa le 1er novembre 1952 sur l’atoll d’Eniwetok près de Bikini dans l’océan pacifique.

B. Fonctionnement 1. Utilisation de la réaction en chaine

Nous savons que pour permettre la fusion de l’hydrogène, il doit se trouver à la température de 1.10⁸ °C. Dans ce cas-là, ces noyaux d’hydrogène s’ionisent puis fusionnent. Cette réaction dégage une très grande quantité d’énergie, majoritairement sous forme de chaleur. Seulement, il faut arriver à conserver cette chaleur ainsi dégagée pour que la fusion des autres noyaux d’hydrogène lourds puisse se produire.

Ce phénomène correspond à une réaction en chaine. Le principe est donc d’arriver à conserver cette chaleur. Pour cela, l’hydrogène est logé dans une enveloppe calorimétrique qui permet de retarder la perte de chaleur.

2. Fusion nucléaire :

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Les bombes H utilisent le principe de la fusion et de la fission.

La réaction de fusion est un principe théorique soulevé en 1940. C’est une réaction au cours de laquelle deux noyaux atomiques de certains isotopes s’unissent pour former un noyau plus gros mais de masse inferieure à celles des deux noyaux qui ont réagi.

La fusion nucléaire consomme plus d’énergie qu’elle n’en libère. Il faut donc utiliser l’énergie d’une autre réaction exothermique pour augmenter la puissance de la première explosion, la fission. Si l’énergie n’est pas assez grande, les deux noyaux ne peuvent pas fusionner : ils ne peuvent lutter contre la répulsion due à leurs charges électriques toutes deux positives (elles se repoussent).

La vitesse d’une réaction de fusion est liée à deux paramètres : la température et la densité. Plus la température et la densité du combustible sont élevées, plus la fusion est rapide.

Les réactions qui impliquent des noyaux légers sont celles qui dégagent le plus d’énergie. Lors de la fusion de petits noyaux, le noyau résultant est dans un état instable et doit revenir à un état stable d’énergie plus faible, en éjectant une ou plusieurs particules : photons, neutrons, protons, noyaux d’hélium, selon le type de réaction et de réactifs. L’énergie non utilisée lors de la fusion est repartie entre le noyau et les particules émises, sous forme d’énergie cinétique.

3. Déroulement de l’explosion :

La bombe à hydrogène explose en trois étapes : tout d’abord on réalise une fission en tous points similaires à la précédente pour amorcer une réaction de fusion qui ne peut

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se produire qu’a de très hautes pressions et à des températures proches de 100 millions de degrés dans le noyau afin de vaincre la répulsion atomique.La deuxième étape est la fusion thermonucléaire d’atomes légers comme l’hydrogène.C’est une réaction identique qui se produit dans les Etoiles et qui les rend lumineuses. La fusion thermonucléaire d’un seul atome d’hydrogène produit 24.7 MeV d’énergie. La réaction la plus commune est celle impliquant du Deutérium (D ou ²H), isotope stable naturel ayant un neutron supplémentaire et que l’on trouve dans l’eau de mer et du tritium (³H), réaction dans laquelle le neutron présente une énergie de 14 MeV.

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Les différentes réactions de fusion possibles sont les suivantes :

D + ³H →⁴He +n + hn (17.59 MeV)

D + D →³He + n+ hn (3.27 MeV)

D + D → ³H + p + hn (4.03 MeV)

D + ³He → ⁴He + p + hn (18.3 MeV)

³H +³H → ⁴He + n + n + hn (11.27 MeV)

³He + S → ⁴He + p + hn (18.35MeV)

⁶Li + n → ⁴He + ³H + hn (4.78 MeV)

Les neutrons, nécessaires à la réaction en chaines, se forment spontanément au cours de la première explosion en bombardant un matériau appelé du “Deutérure de Lithium” placé dans le noyau de la bombe. Lorsque le mélange atteint plus de 100 millions de degrés les atomes de deutérium et de tritium fusionnent, libérant énormément d’énergie. En fait à température donnée le taux de réaction augmente en fonction du carré de la densité: une compression mille fois plus élevée conduit à la production d’un million de fois plus de réactions, d’où l’intérêt d’utiliser un explosive très puissant capable d’augmenter très rapidement et très fortement la pression dans le noyau de la bombe.

La troisième étape se produit au cours de la réaction de fusion durant laquelle des neutrons très rapides sont libères avec une énergie telle qu’ils sont capables de fissionner les atomes d’uranium 235 et donc de réduire considérablement leur concentration (déplétion), un phénomène impossible à réaliser à basse température. Cette troisième étape fait plus que doubler la puissance de l’explosion et produit l’essentiel des retombées radioactives de la bombe H.

Tous ces éléments se produisent en l’espace de 600 milliardièmes de seconds (550milliardièmes de seconds pour la réaction de fission et 50 milliardièmes de seconds pour la réaction de fusion).

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A : bombe avant explosion ; étage de la fission en haut (primaire), étage de la fusion en bas (secondaire). Ces deux étages sont compris dans une mousse de polystyrène.

B : l’explosif haute puissance détonne dans le primaire, comprimant le plutonium et démarrant une réaction de fission.

C : le primaire émet des rayons X qui sont réfléchis à l’intérieur de l’enveloppe et irradient la mousse de polystyrène.

D : la mousse de polystyrène devient plasma, comprimant le secondaire, et le plutonium commence une fission.

E : comprimé et chauffé, le Deutérure de lithium entame une réaction de fusion et un flux de neutrons démarre la fission du tampon. Une boule de feu commence à se former.

A l’inverse des bombes à fission dont l’énergie est limitée à l’équivalent de quelques milliers de tonnes de TNT (kT), la puissance des bombes H n’a pas de limite pratique, elle augmente en ajoutant simplement du deutérium et du tritium à la deuxième étape. C’est pourquoi l’énergie de la plupart des bombes H est exprimée en mégatonnes (MT), l’équivalent de la puissance libérée par plusieurs millions de tonnes de TNT. Elles sont des centaines voire des milliers de fois plus meurtrières que les bombes A.

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C. Structure:

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VII. Radioactivité

La radioactivité, phénomène lié aux atomes, est une désintégration du noyau permettant à l’élément de se transformer en un autre élément ayant un numéro atomique inferieur. Cette désintégration libère de l’énergie sous formes d’émissions radioactives qui vont exercer une influence sur l’environnement.

On distingue deux genres de radioactivité : La radioactivité naturelle subie par des matières radioactives sans êtres provoqué par

l’homme.La radioactivité artificielle : réactions nucléaires provoquées comme dans la fission ou la fusion (déjà dit précédemment).

I). Lois de la radioactivité (ou loi de Soddy) : loi 1 : la somme des numéros atomiques des noyaux pères est égale celle

des noyaux fils. Loi 2 : la somme des nombres de masse des noyaux pères est égale celle des

noyaux fils.

II). Différentes émissions radioactives

Les 3 principaux modèles de décomposition radioactive sont les émissions des radiations alpha(α), beta(β) et gamma(γ).Ces radiations sont appelées rayonnements ionisants du fait qu’elles ajoutent ou enlèvent des charges a un atome ou à une molécule en traversant la matière. Ces rayonnements ionisants sont pénétrants grâce à leur énergie. Le pouvoir pénétrant de chaque rayonnement est diffèrent et dépend aussi du pouvoir d’arrêt de la matière.

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http://la-bombe-atomique.e-monsite.com/medias/images/r-14-ca9b8.jpg?fx=r_250_250


A. Alpha

La radioactivité alpha, est le mode de désintégration de certains noyaux trop chargés en nucléons pour être stables. En effet, ces noyaux se transforment en un noyau plus léger avec une émission d’un noyau d’hélium He, appelé particule alpha. Equation de désintégration d’alpha :

Schéma de l’émission radioactive alpha

La particule alpha a une vitesse excédent rarement les 30000km/s. La particule alpha est la particule la moins énergétique du fait qu’elle est la plus lente et la plus massive.

Schéma du pouvoir de pénétration alpha

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XZA → YZ−2

A−4 + He24


B. Beta La désintégration beta résulte de la transformation d’un neutron en proton accompagnée par l’émission d’un électron. Les particules beta sont plus pénétrantes que les particules alpha du fait qu’elles sont plus énergétiques.On distingue 2 genres d’émissions de particules beta :

1. Beta -

La radioactivité bêta moins (β-) affecte les nucléides X présentant un excès de neutrons. Elle se manifeste par la transformation dans le noyau d'un neutron en proton, le phénomène s'accompagnant de l'émission d'un électron (ou particule bêta moins) et d'un antineutrino électronique. Les particules beta moins sont chargées négativement.

Equation de désintégration de beta moins :

Schéma de la particule beta moins

Les particules β- ont une pénétration moyenne. L’Electron émis a une masseInfime donc on peut dire que selon la théorie de la relativité, il a une vitesse proche de celle de la lumière (environ 290 000 km/s). Cet électron est cependant, chargé électriquement, il va donc être arrêté par la matière et les champs électromagnétiques environnants. Une feuilleD’aluminium de quelques millimètres peut arrêter les électrons.

Schéma du pouvoir de pénétration de beta moins

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XZA → YZ +1

A + e−10 +͞! v e

http://fr.wikipedia.org/wiki/Antineutrino

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectron

http://fr.wikipedia.org/wiki/Proton

http://fr.wikipedia.org/wiki/Neutron



2. Beta+ La radioactivité bêta +, de symbole β⁺, est dite artificielle, car elle ne concerne que des noyaux radioactifs que l’on ne trouve pas dans la nature. Les noyaux ayant un excédent de protons se désintègrent : il y a alors émission d'un positron (beta plus) et d’un neutrino. La particule beta plus est chargée positivement.Equation de désintégration de beta plus:

XZA → YZ−1

A + e+10 +ve

Schéma de la particule beta plus

Le pouvoir de pénétration des particules beta+ est semblable à celui des électrons.

C. Gamma Après une désintégration alpha ou bêta, le noyau fils produit peut être dans un état plus énergétique que son état fondamental (état le plus stable). Ce noyau est alors dans un état excité ; il possède un excédent d'énergie qu'il restitue lors de sa désintégration en émettant un rayonnement gamma très énergétique.

Equation de désintégration gamma :

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XZA → YZ−2

A−4 + He24

+γ

XZA → YZ +1

A + e−10 +͞! v e + γ

XZA → YZ−1

A + e+10 +ve + γ

De plus, à la fin de leur parcours, un positron (particules beta plus) se lie avec un électron (particules beta moins) formant ainsi 2 photons gamma.

Equation d’annihilation de beta plus avec beta moins :

e+10 + e+1

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Schéma de l’émission radioactive gamma

L’émission de photons gamma consiste en un photon sans masse se déplaçant à la vitesse de la lumière.

De plus, étant de nature électromagnétique comme la lumière, il est d’autant plus énergétique que sa longueur d’onde est courte ce qui explique pourquoi il a un très grand pouvoir de pénétration. Il est dangereux voir mortel pour les êtres vivants.

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Pouvoir de pénétration de gamma

Pouvoir ionisant :

Contrairement aux particules alpha et beta, les rayons gammas n’agissent pas directement sur la matière .Pour avoir un impact sur l’organisme, ils doivent mettre en mouvement des charges électriques en interagissant avec la matière selon trois mécanismes qui arrachent ou créent des électrons :

effet photoélectrique : Un photon interagit avec un électron et l’éjecte de son orbite en lui communiquant son énergie cinétique.

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Effet Compton : Un photon interagit avec un électron mais cet électron possède une énergie de liaison très faible .Le photon subsiste et peut à nouveau mettre en mouvement des électrons.

Production « de paires » : Le champ électrique intense qui entoure un noyau peut transformer un photon en un négaton (électronégatif) et un positron (électron positif).Ces derniers peuvent alors ioniser le milieu.

III). Les unités de mesures de la radioactivité : Becquerel : correspond à une désintégration par seconde Gray : correspond à une énergie de 1 joule par kg de matière irradiée. Sievert (Sv) : unité de mesure des dégâts occasionnés à un organisme vivant.

L'effet biologique mesuré s'appelle équivalent de dose et est donné en Sievert (Sv)

Grandeur mesurée Système international Hors S.I. Equivalence

Radioactivité

Dose absorbée

Effet biologique

Becquerel (Bq) Gray (Gy) Sievert (Sv)

Curie (Ci) Rad (rad) Rem (rem)

1Ci=3,7.1010 Bq1 rad = 10-2 Gy 1 rem = 10-2 Sv

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IV). Activité d’un échantillon radioactif :

L'activité A d'une source radioactive est le nombre de désintégrations par unité de

temps. Son unité de mesure est le "Becquerel" est noté .

A=dN=−λ Nd t

Dans cette équation, la constante de proportionnalité λ, appelée aussi constante radioactive du radionucléide considéré, possède la dimension de l’inverse du temps. On met le signe moins (-) parce que N diminue au cours du temps, de sorte que la constante λ est positive.

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V). La période radioactive

La période radioactive, ou période d'un isotope radioactif, ou même période de demi-vie est le temps nécessaire pour que la moitié des atomes se désintègrent naturellement.

Périodes radioactives de quelques isotopes

Isotope période

iode 131I 8,0207 jours

cobalt 60Co 5,2714 ans

krypton 85Kr 10,76 ans

tritium 3H 12,32 ans

strontium 90Sr 28,78 ans

césium 137Cs 30,07 ans

américium 241Am 432,2 ans

radium 226Ra 1602 ans

carbone 14C 5 730 ans

plutonium 239Pu 24 110 ans

neptunium 237Np 2,144 millions d’années

iode 129I 15,7 millions d’années

plutonium 244Pu 80,8 millions d’années

uranium 235U 703,8 millions d’années

uranium 40K 1,248 milliards d’années

potassium 238U 4,4688 milliards d’années

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Potassium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Uranium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Uranium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Plutonium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Iode

http://fr.wikipedia.org/wiki/Neptunium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Plutonium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Carbone

http://fr.wikipedia.org/wiki/Radium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9ricium

http://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9sium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Strontium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tritium

http://fr.wikipedia.org/wiki/Krypton

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cobalt


http://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit%C3%A9


VIII. Effets

I). Caractéristiques des rayonnements ionisants

L’arme nucléaire a des effets graves et destructeurs. En effet, les principaux effets d’une arme nucléaire sont l’effet de souffle, la chaleur, l’impulsion électromagnétique ainsi que le champignon électromagnétique.

A. Effet de souffle

L’énergie de l’explosion nucléaire est beaucoup plus importante que celle d'un explosif traditionnel. L’énergie d’une arme nucléaire se mesure en kilotonnes ou même en mégatonnes de TNT, soit mille à un million de fois plus qu’un explosive traditionnel qui est de l’ordre d’une tonne de TNT.

Une onde de choc nucléaire du à l’effet de souffle provoque un déplacement rapide d’une grande quantité d’air environnant l’endroit de l’explosion exerçant ainsi une pression sur les objets environnants créant une contrainte jusqu’à un rayon de 5km de l’épicentre. L'onde de choc est généralement accompagné et suivie de vents violents crées par l’effet de vide du a l’explosion qui transportent des débris ce qui neutralisent l'intervention des secours. La vitesse de ces vents peut atteindre jusqu'à 500km/h ce qui provoque des lésions des tympans (à partir de 250km/h) et des lésions au niveau pulmonaires (1000km/h). Ces vents destructeurs sont semblables aux ondes de choc des ouragans et finissent de démolir les bâtiments qui seraient encore debout.

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B. Chaleur

L’énergie d’une bombe nucléaire s’exprime 35% en rayonnements lumineux, principalement infrarouges, qui transmettent la chaleur de l’explosion. La chaleur produite par l’explosion peut déclencher des incendies qui causeront des brulures humaines sur un rayon qui s’étend sur plusieurs kilomètres.

Par exemple, une bombe de 10 MT de TNT a un rayon de 30km de dégâts.

C. Impulsion électromagnétique

Une explosion nucléaire crée un déplacement d’électrons qui entraine la formation d’un courant électrique. Les alimentations électriques sont perturbées par ce courant tandis que la plus part des circuits électroniques sont complètement détruits. Cet effet créé des incendies notablement dans le cas où l’explosion a lieu à très hautes altitudes ou dans l’espace.

D. Champignon électromagnétique

Durant la microseconde que dure l'explosion, un intense rayonnement X et gamma est émis qui se transforme rapidement en chaleur, formant une bulle d'air incandescent dont la température atteint plusieurs millions de degrés dans le cœur. C'est la boule de feu éblouissante que l'on aperçoit tout au début de l'explosion et qui rougit rapidement en se refroidissant.

L'air chaud étant plus léger que l'air froid, pousse cette boule de feu à s'élever au-dessus du sol en créant une forte aspiration d'air. Un violent courant d'air ascensionnel se manifeste, entraînant toute la matière pulvérisée aux alentours. C'est ce phénomène qui soulève la poussière du sol et crée la tige du champignon atomique.Sa partie supérieure est animée de mouvements convectifs en raison de la chaleur dégagée. En fonction des conditions atmosphériques et de la puissance de la bombe, ce nuage radioactif se dissipe au bout de quelques dizaines de minutes au gré des vents dominants.

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I). Contamination

Les conséquences sur l'environnement proviennent d'une contamination de l'atmosphère, des sols

et des eaux.

A. Contamination de l’atmosphère

Se produit grâce à plusieurs facteurs dont l'eau, l'air et les conditions météorologiques. Les particules les plus lourdes retombent aux environs immédiats du point d'émission et contaminent le sol. Ensuite, les aérosols ou le gaz de faible densité ont tendance à se disperser donc se diluer dans l'air ambiant, en emportant avec eux les particules radioactives.

B. Contamination des sols et des eaux

La contamination du sol et de l'eau se fait dans le sol en fonction de multiples facteurs, tels que la géologie du lieu, la prospérité et la perméabilité des roches et aussi les réseaux hydrologiques (courants, débits…)

1. Effets sur le sol et les terres agricoles

Les retombées radioactives, grâces aux pluies, forment des dépôts qui se distribuent au gré de l’écoulement de l’eau en surface ou dans le sol.

Dans les territoires fortement touchés, des niveaux élevés de contamination des productions agricoles sont observés, mais aussi durant les années suivantes. La contamination est surtout fixée dans les 10 à 20 premiers centimètres dans la majorité des sols.

La contamination des produits agricoles diminue globalement au fil des années, de façon variable en fonction des caractéristiques initiales des dépôts, des natures de sol et des pratiques agricoles.

Cette contamination est plus marquée dans les denrées animales (viande, lait) que dans les denrées végétales.

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Parallèlement, les feuillages des arbres interceptent facilement les aérosols radioactifs ambiants. La chute des feuilles entraîne localement une contamination de la litière et des sols des forêts, qui constituent ainsi un stock de substances radioactives recyclées par les arbres et les plantes de sous-bois, notamment les jeunes pousses.

La contamination de la litière végétale et de la terre forestière ne diminue pratiquement que sous le seul effet de la décroissance radioactive, provoquant toujours, grâces aux racines, la contamination du bois, des feuillages, ainsi que des champignons, des baies et du gibier…

Ainsi, contrairement aux produits agricoles dont la contamination diminue généralement fortement au fil du temps, on observe toujours de très fortes activités radioactives dans les produits naturels récoltés dans les forêts des territoires les plus contaminés.

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2. Effets sur les eaux

L’eau est un constituant essentiel pour tout être vivant. C’est une substance vitale dont les êtres vivants en sont constitués en grande quantité.

êtres vivants teneur en eau (en%)Hommes Nourrisson 75

Adulte 65 Personne âgée 55

Végétaux Pomme de terre 80 Laitue 95

Animaux Vache 60 Poule 65 Poisson 80 Méduse 95Composition des êtres vivants en eau

C. Effets de la radioactivité sur l’eau

Une explosion nucléaire proche du littorale peut entrainer une contamination du milieu maritime.En chimie, la radiolyse est la décomposition de la matière par des rayonnements ionisants.La radiolyse de l'eau est la dissociation par décomposition chimique de l'eau (H2O) (liquide ou de vapeur d'eau) en hydrogène et hydroxyde respectivement sous forme de radicaux libres H et OH, sous l'effet d'un rayonnement énergétique intense.

La cassure résulte de l'excitation électronique de la molécule d’eau (H2O) lors du phénomène d’ionisation. Divers paramètres interviennent, dont la teneur en soluté, le pH, le débit de dose, la nature et énergie du rayonnement, la présence d'oxygène et/ou d’hydrogène ou d’eau oxygénée, la température, la nature de la phase (glace, liquide, vapeur), la pression ou la nature de la matrice (cellule vivante, argile).

Effets de la radioactivité sur les animaux marins

La radiolyse de l’eau entraine une augmentation du niveau d’iode radioactif dans cette eau. Ceci engendre des conséquences sur l’homme et tous les êtres vivants de la chaîne alimentaire.

En effet, les algues marines se nourrissant principalement de l’iode contenu dans l’eau vont être affectées par l’iode radioactif. A son tour, cette algue devenue radioactive sera ingérée par des poissons herbivores qui seront alors contaminés. Ensuite, les poissons carnivores en seront aussi, etc.….

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A la suite de leur contamination, et suivant le taux de radioactivité absorbée, de nouvelles espèces marines sont créés.

D. Conséquences sur la chaine alimentaire

Tous ces facteurs conduisent à la contamination de la chaîne alimentaire:La contamination des chaînes alimentaires fait suite à la contamination de l'eau et des sols car les animaux boivent l'eau des rivières... et le bétail mange l'herbe et les animaux se nourrissent les uns des autres, les planctons se contaminent comme l'eau est contaminée. Comme l'homme se nourrit avec de la viande, du poisson, des laitages, il en résulte une contamination de la chaîne alimentaire.

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etre humain

animaux terrestre et aeriens

poissons carnivores

poissons herbivores

algues maritimes iode radioactif

schéma simplifié de la chaîne alimentaire

Légende:

: est mangé par


Effets de la radioactivité sur les animaux terrestres :

Comme nous l’avons déjà expliqué, chaque espèce de la chaîne alimentaire peut être à son tour contaminée à cause de la contamination de l’eau. Mais la contamination de l’eau et des animaux marins n’est pas la seule cause du danger sur toute la chaîne alimentaire à la suite d’une explosion nucléaire.

En effet, les végétaux sont aussi à l’origine de ce risque en étant le deuxième anneau initiateur de la chaîne alimentaire. Ces végétaux peuvent être touchés par la radioactivité de plusieurs façons :

Tout d’abord, ces êtres vivants ayant principalement besoin d’eau peuvent être irrigués par des sources d’eau contaminé.

De plus, se trouvant à l’air libre sans possibilité de se protéger des rayonnements ionisants, les végétaux sont alors irradiés et radioactifs.

Enfin, ayant les racines enracinées dans le sol, ces êtres vivants peuvent être contaminés par l’excès de radioactivité de ce dernier, par les nappes souterraines contaminées et même par l’air entrainant les particules radioactives. En effet, les végétaux sont ainsi directement contaminés, par interception par les feuilles des produits radioactifs en suspension dans l’air.

A cause des deux facteurs influençant la chaîne alimentaire, êtres vivants marins et végétaux, les herbivores et carnivores ne peuvent pas échapper à la contamination suivant le taux de radioactivité présent dans l’organisme dans chaque anneau de la chaîne.

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De plus, ces êtres vivants possédants les mêmes caractéristiques des êtres humains, (soit la possession de cellules et de molécules d’ADN) peuvent être irradiés comme l’homme. Alors, des conséquences phénotypiques peuvent être engendrées.

II). Rayonnements ionisants

Lors d'une explosion atomique, une quantité considérable d’énergie est formée : 15% de cette énergie est émise sous forme de rayonnements radioactifs qui vont exercer une influence sur l'organisme.

A. Modes d’exposition

Nous pouvons distinguer deux modes d'exposition aux rayonnements ionisants : l'exposition externe ou interne. Lors d'une exposition interne, l'organisme absorbe des substances radioactives qui sont désintégrées lentement dans le corps contrairement à l'exposition externe qui ne dure que le temps de l’irradiation.

1. Exposition interne

Lors d'une exposition interne, les trois sortes de rayonnements (alpha, beta, gamma) affectent l’organisme. En effet, ils sont libérés à l'intérieur de l'organisme après une blessure, une inhalation d'eau ou d'aliments contenants des corps radioactifs. La contamination ne cesse que lorsque les éléments radioactifs sont complètements évacués du corps par voie naturelle (urine). Le processus d'élimination de ces corps peut durer plus ou moins longtemps, et certaines de ces éléments radioactifs peuvent s'accumuler dans certains organes (os, foie). Par exemple, il faut 8 jours pour éliminer l'iode 131 de l’organisme, alors qu’il faut 1.3millards d'années pour éliminer le potassium 40.

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2. Exposition externe

L’exposition externe est essentiellement due aux rayons gamma qui ont le pouvoir de pénétration le plus grand. Le contact entre la source radioactive de ces rayons et la peau peut provoquer des brûlures cutanées. Les substances radioactives peuvent être dispersées dans l'air ou dans le sol à la suite d’une explosion nucléaire.Dans le cas d’une exposition externe très élevée, les éléments radioactifs peuvent traverser la peau et ainsi provoquer une irradiation interne.

Le mode d'exposition influence fortement la nature et la gravité des lésions recensées. Une exposition interne aux rayonnements beta est ainsi plus nocive qu’une exposition externe à ces rayonnements.

B. Effets (biologiques) des rayonnements ionisants

Comme nous avons déjà précisé, contrairement aux particules chargées (alpha et beta), 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 qui sont les effets photoélectrique, Compton ou la production "de paires ". Ces électrons qui vont ioniser la matière ; action qui va avoir divers effets sur l'être irradié et qui peuvent être regroupés sous trois grandes parties : les effets déterministes, les effets stochastiques (=aléatoires) et les effets tératogènes.1. Effets déterministes

A la suite d'une exposition à la radioactivité, des lésions cellulaires apparaissent et entrainent des effets déterministes qui se manifestent toujours. Ils apparaissent à partir d'une dose de 0,2 à 0,3 grays (unité de mesure de l'énergie d'un rayonnement ionisant absorbée par la matière). Les effets déterministes apparaissent peu de temps après l'irradiation, sur l'échelle de quelques heures à un mois en général. Les symptômes évoluent en fonctions de la dose reçue : plus la dose est importante, plus les effets sont graves. Ces effets obligatoires engendrés par les rayonnements affectent chacun des

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phénotypes moléculaires, cellulaires et macroscopiques. Ils différent également selon le mode d’exposition (globale ou partielle).Les tissus les plus sensibles aux rayonnements sont la peau, les poumons, la moelle osseuse, l’intestin, la thyroïde ainsi que les organes reproducteurs.

a) A l’échelle moléculaire et cellulaire

Les effets déterministes entrainent généralement la mort des cellules dont les conséquences interviennent quand un grand nombre de cellules du même tissu est détruit et dépasse la capacité de régénération des tissus. De plus, l'exposition aux rayonnements ionisants peut détruire ou perturber le bon fonctionnement des cellules ou des organes. Le manque de tissus entraine alors des lésions tissulaires qui sont à l’origine du dysfonctionnement de l'organe. Le processus biologique des cellules est alors perturbé. Cela peut entrainer une altération de l'ADN et une modification des propriétés chimiques de la cellule.

i. Altération de l’ADN

L’acide désoxyribonucléique, plus connu sous le nom d'ADN porte l'information génétique. Chaque molécule d'ADN est constituée de 2 brins en hélices reliés par des liaisons d’hydrogènes. Les 2 brins sont constitués de bases azotes complémentaires, deux à deux, les nucléotides. Il existe 4 genres de nucléotides différents:

-

Adénine (A) A complémentaire à T

-thymine (T)

Guanine (G) G complémentaire à C

Cytosine (C)

Une irradiation entraine plusieurs types d'altération de l'ADN tels que :

rupture d'un seul ou des 2 brins de l'ADN :

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Plus la dose de radiation reçue est élevée, plus le nombre de lésions croit. Par conséquent, les liaisons d'hydrogène entre les nucléotides complémentaires sont rompues et les deux brins s'écartent l'un de l’autre. Les enzymes permettent de réparer ce type de lésions (ex: l'ADN polymérase). Cependant, cette modification de l'information génétique s'avère être la plus grave car leur \réparations sont les plus difficiles.

pontages, c'est-à-dire la création de liaisons entre 2 brins d’ADN, entre un brin d'ADN et une protéine, entre un brin d'ADN et un brin d’ARN, ou encore entre une base azotée et un acide aminé.

lésions des nucléotides, action correspondante aux mutations ponctuelles (addition, délétion, substitution), sans cassure d'ADN. Principalement, des liaisons sont formées entre les nucléotides de thymine ce qui crée un dimère de thymine radioactif. Si ces erreurs ne sont pas réparées par les enzymes réparatrices de l’ADN (ADN polymérase et l’endonucléase), ces mutations permanentes de l’ADN se prolifèrent dans le corps grâce aux réplications et mitoses cellulaires.

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dégradation des bases azotées (A, C, T, G)

On ne peut pas remarquer directement les lésions de l’ADN, on ne les observe que sur les anomalies de structure ou les modifications des chromosomes. Chaque cellule possède son propre système de réparation, composé d'enzymes (ex: ADN polymérase) pour réparer les altérations de l’ADN. Par conséquent, la majorité de ces altérations est réparée et la cellule mutée redevient normale. Mais quand les lésions deviennent trop importantes ou trop graves, certaines mutations échappent au mécanisme de réparation des tissus. Elles deviennent alors des mutations irréversibles et se fixent dans le génome après que la cellule est divisée à l'identique grâce à la mitose. Un gène muté est un gène non-fonctionnel, entrainant la défaillance de la cellule.

ii. Modification des propriétés chimique des cellules : ionisation moléculaire : Lors d'une exposition aux rayonnements ionisants, les cellules sont endommagées entrainant plusieurs cas :o Si les cellules sont réparées, elles peuvent alors se diviser en cellules somatiques et germinales

qui ne subiront aucune lésion, donc n'aura aucun effet sur l’hérédité.

o Si les cellules sont mutées et non réparée, elles peuvent être rejetées par le système immunitaire et donc les cellules vont mourir. Les effets constatés sont alors des effets déterministes.

o Si les cellules mutées ne sont ni réparées ni rejetées par le système immunitaire, elles peuvent se diviser au cours de la mitose et causer des mutations au niveau des cellules somatiques et germinales.

Il y a donc un risque élevé de cancérisation ainsi que d'autres effets aléatoires. Ce sont les effets stochastiques ; leurs effets dépendent de la zone d'ADN touchée.

Par exemple, pour risquer de développer un cancer, il faut que des zones précises de l'ADN soient touchées : c'est principalement celles qui régulent les divisions cellulaires ainsi que celles qui

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commandent le processus de réparation. D’autres facteurs ont aussi un rôle important dans le développement de cette maladie (facteurs environnementaux, plusieurs lésions simultanées ...)

o Si les cellules mutées ne se divisent pas, on peut parler de mort cellulaire. o Si les cellules touchées sont détruites au moment même de l'irradiation : c'est la mort

cellulaire.

b) A l’échelée macroscopique

Les altérations au niveau moléculaire et cellulaire provoquent des problèmes l'échelle de l’organisme.

i- Irradiation globale

Lorsqu’une personne est soumise à une exposition brève et intense à une source radioactive, elle présente une multitude de symptômes regroupés sous le nom du syndrome d'irradiation aigue. Les effets d'une irradiation aigue n'ont été découvert que lors des bombardements atomiques de Hiroshima et Nagasaki, de plus, 29 personnes sont mortes suite à l'irradiation aigue dans l'accident de Tchernobyl.Ce syndrome n'apparait que dans le cas d'une irradiation globale, c'est à dire lorsque l'irradiation concerne le corps entier. Les rayonnements doivent être suffisamment pénétrants (rayons X, beta ou gamma).

Les effets du syndrome d'irradiation aigue sont divisés en 3 phases :

Durant la première phase l’individu ressent des malaises, des diarrhées, des vomissements, de l’anorexie. C'est le prodrome. cette phase ne dure que quelques heures.

Durant la seconde phase, les symptômes disparaissent. c'est la phase de latence et celle-ci ne dure que quelques heures.

Durant la troisième phase, les signes caractéristiques de trois grands syndromes apparaissent et se développent : le syndrome hématopoïétique, le syndrome gastro-intestinal et le syndrome neurovasculaire. Cette phase est la phase d’état.

Le syndrome hématopoïétique:

Ce syndrome est lié à la destruction partielle ou totale des cellules hématopoïétiques de la moelle osseuse et à celle des lymphocytes périphériques. Le premier signe observé est une diminution du nombre de cellules sanguines. Cette carence en cellules sanguines va entrainer l'épuisement de l'individu et si aucun traitement n'est suivi, ce manque entraine la mort de cet individu. Les signes de ce syndrome sont observés à partir de 0.5 à 1 Gy (Gy=Grays : unité de mesure de l’énergie).

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.

Le syndrome neurovasculaire :

Apparait pour une dose supérieure 50 Gy peut engendrer la mort de l'individu dans l'intervalle de 2 à 3 jours. Des confusions et désorientations apparaissent à la première phase, la phase de latence est très rapide dans ce syndrome. En effet, elle ne dure que 4 à 6 heures mais durant cette phase, on observe des convulsions et des tremblements qui conduisent à la mort. Lorsque la dose de radiation reçue est très grande, voire massive, les deux syndromes précédents n'ont pas le temps de se développer.

Le syndrome gastro-intestinal :

S'ajoute au syndrome hématopoïétique .lors du prodrome, des crampes intestinales s'ajoutent aux signes cliniques. La phase de latence est plus courte que la phase qui la précède, et durant cette seconde phase, la muqueuse intestinale est détruite ce qui va engendrer des troubles et des maux intestinaux. Les chances de survie dépendent de la dose reçue et du traitement administré. Ces signes sont observés à partir de 8 Gy

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i. Irradiation partielle

Lors d’une irradiation partielle, les organes sont touchés indépendamment les uns des autres par l’irradiation. Les organes les plus fréquemment touchés sont :

La peau :

La peau subit des brûlures. En cas d’irradiation brève, des lésions apparaissent à des seuils bien déterminés :

entre 4 et 8 Gy : un érythème peut apparaître, et cela quelques heures après l’exposition.à partir de 8 Gy : une épidémie sèche débute une quinzaine de jours après l’irradiation et peut évoluer par vagues successives.entre 12 et 20 Gy : une épidémie exsudative apparaît. Le derme est à nu et la restauration se fait lentement (entre 3 à 6 mois) et peut garder des séquelles.

Les testicules :

entre 0.3 et 0.5 Gy : stérilité provisoire à partir de 5 Gy : stérilité définitive

Les ovaires :

Les ovaires sont, moins sensibles que les testicules. De ce fait, les effets de l’irradiation commence apparaitre sur les ovaires à partir de 3 Gy alors que les testicules sont contamines à partir de 0.3 Gy. Les effets les plus fréquents chez les ovaires sont :

entre 3 et 7 Gy : stérilité provisoire à partir de 7 Gy : stérilité définitive.

L’œil :

Le cristallin est un tissus radiosensible aux irradiations, par conséquent, lorsque l'œil est irradié, les rayonnements ionisants peuvent provoquer la perte de la transparence du cristallin (due à la modification de la composition de ce dernier qui rend impossible la solubilité de certaines protéines, rendant le cristallin opaque), appelée cataracte. Le risque d'apparition de la maladie, dépend de l'intensité des rayonnements ionisants et sa vitesse d'apparition dépendent de la dose reçue.

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Par conséquent, lorsque la dose d'irradiations reçue dépasse 10 Gy, le cristallin peut subir une opacification qui se développe dans l'intervalle d'une à plusieurs années après l’exposition.

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Schéma bilan de l'irradiation partielle


2. Effets aléatoires ou stochastiques :

Les effets aléatoires sont les conséquences qui risquent de causer la transformation d'une cellule à long terme, chez l'individu-même ou bien chez sa descendance.

Les symptômes qui en résultent sont divers et diffèrent des effets déterministes. Voilà quelques caractéristiques des effets stochastiques :

ils n'apparaissent pas chez tous les individus. ils se manifestent assez tardivement après l’irradiation. Les symptômes peuvent apparaitre

plusieurs années voire une dizaine d'années après l'irradiation. ils peuvent apparaitre quel que soit la dose reçue. ces effets sont aléatoires.

Les effets stochastiques résultent d'une mutation de l'ADN donc de la cellule et non pas d'une mort cellulaire, par opposition aux effets déterministes. Ces mutations vont entrainer le plus souvent le développement d'un cancer et ont notamment des effets sur l’hérédité. Par ailleurs, le risque d'apparition de ces effets sont aléatoires et leur gravité n'est pas en fonction de la dose reçue, la probabilité d'apparition est la seule variable dans cette situation et on se base sur des statistiques pour estimer les risques.

Les mutations de l'information génétique peuvent avoir lieu éventuellement dans les cellules germinales comme dans les cellules somatiques.

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a) Les cellules germinales

La mutation d'une cellule germinale est transmise à la descendance lors de la reproduction, ce sont des effets héréditaires. La mutation d'un gène gonosomal affecte la descendance.

Les effets héréditaires sont dus à une (ou plusieurs) mutation(s) dans les cellules souches sexuelles males et/ou femelles ces cellules souches se divisent durant la méiose pour aboutir à la formation des cellules reproductrices, les ovules chez la femme et les spermatozoïdes chez l'homme.

Jusqu’à nos jours, les études épidémiologiques n'ont pas démontré d’effets génétiques sur la population humaine (études faite sur les survivants des explosions de Hiroshima et Nagasaki).

Ces effets sont très difficilement détectables chez l'Homme du fait que le taux de mutations naturelles est assez élevé donc les mutations engendrées par les irradiations ne sont pas facilement reconnaissables.

b) Les cellules somatiques

La mutation d'une cellule somatique n'est pas transmise à la descendance mais affecte l'individu qui a subit la mutation. C’est principalement les effets cancérogènes.

Les effets cancérogènes :

Les résultats des études faites sur les survivants des explosions de Hiroshima et Nagasaki ont montré l'excès de cancer, qui est l'un des premiers effets tardifs.

Les cancers les plus fréquents à la suite d'une irradiation sont le cancer de la moelle osseuse (leucémie), de la thyroïde, du sein et des os. Les enfants sont plus sensibles aux cancers que les adultes.

Les mutations de l'ADN ainsi que des facteurs environnementaux conduisent à l'apparition du cancer.

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Le cancer de la thyroïde :

La thyroïde est la plus volumineuse des glandes endocrines. Cette glande secrète des hormones dans la circulation sanguine.

Les cancers de la thyroïde sont très fréquents à la suite d'une irradiation.

En effet, l'iode 131 (radioactif) est inhalé avec l'air ou ingérés avec l’alimentation, il est par la suite introduit dans le sang. Une partie est éliminés tout de suite en étant évacués par les voies urinaires alors que l'autre partie est captée par la thyroïde. Les atomes radioactifs vont alors se désintégrer et endommager les cellules thyroïdiennes. La thyroïde va être forcement irradiée, des lésions vont apparaitre et certaines de ces lésions vont provoquer des cancers quelques soit le mode d'irradiation (interne ou externe) on remarque un excès de cancer chez les enfants.

À noter que L’iode 131, est un isotope de l'iode . Ce produit radiotoxique constitue un risque important de contamination environnemental en cas d'explosion nucléaire ou d'accident nucléaire grave.

C'est en effet l'un des premiers et des principaux radionucléides émis lors des accidents nucléaires graves, Du fait du rayonnement β⁻ émis lors de sa désintégration, l'iode 131 provoque des mutations génétiques dans les cellules où il pénètre, ainsi que dans les cellules voisines, mutations graves qui peuvent entraîner la mort de ces cellules. C'est la raison pour laquelle une dose élevée d'iode 131 peut s'avérer moins dangereuse qu'une dose plus faible, les cellules irradiées étant tuées au lieu de survivre comme germes d'un cancer.

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Isotope


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Remède :L'iodure de potassium naturel, à base d'iode 127 stable, peut être utilisé sous diverses formes (en comprimés pour effet progressif, en solution saturée dite « SSKI » en cas d'urgence) pour saturer temporairement la capacité d'absorption d'iode de la thyroïde afin de bloquer pendant quelques heures la fixation éventuelle d'iode 131 dans cette glande ; c'est notamment le cas pour se prémunir des conséquences des retombées d'iode radioactif d'une bombe A ou d'un accident nucléaire.

Fonctionnent des comprimés d’iode :

Lorsqu’on est susceptible d’être dans une zone irradiée par de l’iode radioactif. La prise de comprimé d’iode non-radioactif permet de saturer la glande thyroïde. Dans ce cas, celle-ci n’est plus capable de fixer l’iode radioactif inhalé ou ingéré lors de la contamination. L’iode radioactif est ainsi éliminé dans les urines, protégeant ainsi de l’apparition d’un cancer de la thyroïde

Il est vrai que les comprimés d’iode peuvent être très efficaces mais uniquement lorsque l’on est exposé à des substances radioactives. Les capsules d’iode ont la capacité de protéger les glandes thyroïdes en cas de radiation. L’agence fédérale de contrôle nucléaire précise que ces comprimés ne sont pas utiles en dehors des zones nucléaires. Ces capsules ne sont disponibles que dans un périmètre de 20 km autour des centrales. En dehors de ces zones, il n’y a pas de possibilité de s’en procurer car il est inutile d’en ingérer de manière préventive voir même dangereux. En effet il y a un danger à prendre de l’iode sans risque de contamination radioactive avéré. L’iode est un produit actif qui peut dérégler le fonctionnement de la thyroïde. Pourtant, dans de nombreux pays, les pharmaciens voient arriver des clients qui aimeraient s’en procurer.

Les « comprimés d'iode » typiquement 65 ou 130 mg d'iodure de potassium (suivant l’âge de l’individu irradie) ; doivent être pris rapidement après l'accident.

3. Effets tératogènes:

Les effets tératogènes sont les effets d'une irradiation qui touchent l'embryon ou le fœtus. Ces effets dépendent du stade de développement de ces futurs individus.

o Si l'embryon est irradié avant le neuvième jour, cela peut entrainer la mort de l'embryon car l'œuf fécondé est encore très sensible aux radiations. Cette perte passe souvent inaperçue

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Accident_nucl%C3%A9aire

http://fr.wikipedia.org/wiki/Bombe_A

http://fr.wikipedia.org/wiki/Retomb%C3%A9e_radioactive

http://fr.wikipedia.org/wiki/Iode_131

http://fr.wikipedia.org/wiki/Iode_131

http://fr.wikipedia.org/wiki/Thyro%C3%AFde

http://fr.wikipedia.org/wiki/Iodure_de_potassium


o Pendant la phase de développement de l'embryon, l'individu en formation est encore assez fragile donc une irradiation peut entrainer facilement sa mort, ou bien elle provoque la mort ou la mutation d'une des cellules ce qui entraine un défaut dans l’organogenèse (phase de construction et d'organisation des différents organes) et être à l’origine de malformations chez le futur individu.

o Entre la 8e et la 16e semaine, le tissu nerveux est en cours de formation mais il est encore très sensible aux radiations ce qui peut engendrer des retards et autres problèmes mentaux chez l'embryon ou bien des malformations.

A la suite des études faites sur les survivants aux explosions nucléaires de 1945, les médecins ont relevés des troubles de la croissance chez les enfants irradiés in utero. De surcroit, chez plusieurs enfants irradiés a l'état embryonnaire à une dose supérieurea1Gy, à l'âge de 17 ans, les médecins ont constatés un déficit : de la taille de 2.3cm, du poids de 1kg et du périmètre crânien de 1cm comparé aux enfants de la même génération ayant échappés aux irradiations. Ils ont aussi remarqué un léger retard d'ossification et le retard des premières règles chez les adolescentes.

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Schéma bilan des différentes transformations cellulaires

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Cellule fonctionnelle

ADN inchangé, division

Irradiation, cellule endommagée

Cellule réparée Cellule mutée Cellule morte

Pas de conséquences

Rejet par le système immunitaire ?

Non Oui

Mutation des cellules somatiques

Mutation des cellules germinales

Cancers Affectation héréditaire

Effets aléatoires Effets déterministes

Mort cellulaire

Division ?

Oui Non

Phénotype moléculaire

Phénotype cellulaire

Phénotype macroscopique

Légendes :

Etat de la cellule

Conséquences

Questions et conséquences

Entraîne

Subit


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IX. Hiroshima

Le 6 Aout 1945, la première bombe atomique utilisée de façon offensive fut larguée par l’armée américaine sur Hiroshima. Le nom de code de cette bombe était Little boy. Ensuite la seconde Fat Man, fut larguée 3 jours après sur Nagasaki. Ces deux bombes ravagèrent ces deux villes.

Little Boy, bombe Atomique à uranium, mesurait 3 mètres de long et avait un diamètre de 71 centimètres. Elle pesait 4500 kilos dont 64,2 kg d’uranium.

Ses effets sur Hiroshima ont été très dévastateurs, autant du point de vue humain que matériel. Les dommages causés sont dus à 2 facteurs principaux, la chaleur et le souffle, se partageant respectivement 35 et 50% de l´énergie dissipée par léxplosion, le reste étant attribué aux radiations.

L’énergie dégagée a provoqué une élévation soudaine de la température, plusieurs millions de degrés et a conduit à lápparition d’une boule de gaz incandescent ressemblant à une "boule de feu" qui s’est propagée à très grande vitesse. Pour Hiroshima la boule de feu ne dura pas plus de quelque dixième de seconde mais son diamètre atteignit environ 600 mètres. Son rayonnement a provoqué des brûlures sur la peau ou les yeux dans un rayon d’environ 8km.

Un homme le corps entièrement brûlé, situé à moins dún kilomètre de l´épicentre lors de léxplosion 7 août 1945 / Photo par Masami Onuka

La plupart des vêtements protégèrent les victimes éloignées des brûlures sur la peau mais les yeux des personnes ayant assistées à l’explosion furent endommagés (éblouissement prolongé, voir destruction de la rétine pour les plus proches).

Les rayonnements thermiques peuvent également, à long terme, être à lórigine dáutres atteintes portées à lórganisme, comme les chéloïdes : des cicatrices recouvrant les brûlures apparemment guéries commencent à gonfler anormalement ce qui provoque la déformation de la peau en formant des boursouflures épaisses. Les chéloïdes apparaissent chez 50 à 60% des personnes situées à moins de 2 km de l´épicentre souffrant de brûlures provenant directement du rayonnement thermique.

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Chéloïde sur les bras et le dos octobre 1945 / US Army photo

Le rayonnement thermique peut aussi être à l’origine de départs d’incendies. À Hiroshima les conditions furent suffisantes pour créer à divers lieux proches de l’épicentre des incendies de grande ampleur. La chaleur provoquée par les incendies déclencha des courants d’air chaud qui attisèrent les flammes ce qui déclencha de véritables brasiers qui brûlèrent tout ce qui est inflammable sur une large zone.

Les ruines fumantes après le passage du feu Photo par Mitsugi Kishida

Créée par la dilatation extrêmement rapide des matériaux de la bombe, et de la détente de la boule de feu, l’onde de choc est un élément extrêmement destructeur, qui a ravagé la ville et qui a entraîné la destruction de bâtiments et de vitres jusqu´à 5 km de l´épicentre. Les victimes qui restaient piégées sous les décombres étaient soit écrasées soit mouraient en léspace de quelques heures de dommages secondaires non soignés comme les brûlures graves ou lírradiation. De plus les débris projetés dans toute la ville empêchaient les secours dágir convenablement, augmentant ainsi le nombre de personnes tuées par lónde de choc.

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Le centre-ville d´Hiroshima pris d’un avion en octobre 1945 US Army photo

L´onde de choc a été accompagnée de vents violents, créés par les différences de pression entre le devant et l’arrière de l’onde, transportant des débris sur une large zone (interdisant l’accès des pompiers sur les lieux d’incendies).La destruction de la ville a été presque totale. En effet 85% des bâtiments étaient situés à moins de 3 km de l´épicentre. Ce schéma montre bien l´ampleur de la destruction de la ville :

Schéma représentatif de l’ensemble des destructions subies, août 1946source : Hiroshima city government

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Schéma récapitulatif

Voici un schéma d´ensemble qui résume bien les destructions subies par la ville d´Hiroshima :

A- Témoignage et analyse d’un médecin japonais : Le docteur Michihiko Hachiaya décrit dans son journal les dégâts provoqués par l’explosion de Little boy et les premiers symptômes qu’il a pu constater.

“-Au moment de l’explosion, me répond-il j’étais en train de tailler des arbres dans le jardin. Tout d’abord, il y eu un éclair blanc, aveuglant, puis aussitôt une vague de chaleur dont le souffle me jeta à terre. Par chance, je ne fus pas blessé et ma femme non plus; Mais vous auriez dû voir notre maison. Elle ne S’était pas abattue mais elle s’était inclinée, et à l’intérieur comme à l’extérieur, tout était démoli. Un peu plus tard, nous avons vu passer devant nous des centaines de personnes blessées qui essayaient de fuir. C’était une vision presque insupportable. Toutes avaient le visage et les mains brûlées et les grands lambeaux de peau qui s’en détachaient leur donnaient l’aspect d’épouvantails. Toute la nuit, ils ont défilé à la manière d’une colonie de fourmis. Au matin je les ai retrouvés étendu des deux côtés de la route, à quelques centaines de mètres de la maison. Ils

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n’avaient pas pu aller plus loin. Ils étaient tombés là, les uns contre les autres, si étroitement tassés qu’il était impossible de passer sans marcher dessus.

-Ce matin, en passant au pont de X..., dit alors le docteur Katsutani, j’ai vu une chose incroyable. Il y avait là un homme assis sur une bicyclette. Appuyé au parapet du pont, il avait l’air de regarder au loin. Il était mort. L’explosion l’avait transformé en statue. Qui aurait pu croire que de telles choses pouvait arriver?

Il répète cette dernière phrase deux ou trois fois, comme s’il voulait se convaincre que ce qu’il dit est vrai, puis il continue:

Il y avait une rivière, des centaines, et peut-être des milliers de cadavres de personnes qui s’étaient jetées à l’eau pour échapper au feu. Mais le plus terrible à regarder, c’étaient les soldats, j’en ai vu je ne sais combien, complètement brûlés de la tête aux hanches. Ils n’avaient plus de peau et l’on voyait la chair, humide et comme couverte de moisissures. Ils devaient avoir porté leur casquette d’uniforme parce que leurs cheveux n’étaient pas brûler, mais ils n’avaient plus de visage. Yeux, nez et bouche ne formaient plus qu’un seul trou noir et l’on aurait dit que leurs oreilles avaient fondu. Un de ces soldats sans visage était encore vivant. Il me demanda de l’eau à lui donner. Tout ce que je pu faire, ce fut de joindre les mains et de prier pour lui.”

B) Témoignage du docteur Katsutani :

7 août: Aucun de nos rescapés n’a d’appétit et tous sont maintenant pris de vomissement et de diarrhées. C’est comme si une épidémie de dysenterie avait éclaté.

9 août : Les signes de diarrhées sanglantes augmentent toujours. Hier, un de nos malades s’est plaint toute la journée de douleurs dans la bouche et sous sa peau. Quand cet homme est arrivé à l’hôpital, il se plaignait seulement d’une grande fatigue. En apparence il n’avait aucune blessure.Ce matin, d’autres malades commencent à avoir de ces hémorragies sous-cutanées auxquelles s’ajoutent des vomissements de sang. Pourtant parmi eux, aucun ne présente de symptômes connus. A l’université d’Okoyama, j’ai assisté à des expériences effectuées dans un caisson. Tous les patients se plaignaient d’une surdité subite après un changement de pression brutal.Or, l’autre matin, lorsque nous avons été bombardés, je suis sûr de n’avoir rien entendu qui ressemble à une explosion. Par la suite, pendant que j’essayais de gagner l’hôpital et que les maisons s’écroulaient autour de moi, je n’ai pas non plus entendus le moindre son, si bizarre que cela paraisse. Tout s’est passé comme dans un film muet. Et tous ceux que j’ai interrogés depuis ont fait la même constatation.Pour expliquer le fait que nous n’ayons rien entendu, il me semble que la seule théorie possible soit un soudain changement de pression atmosphérique qui nous aurait rendus temporairement sourds.

Le 13août : Je viens d’apprendre que les effets de cette bombe dureront 75 ans et que d’ici là toute vie sera impossible à Hiroshima.

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Le 14août : Je bavarde avec M.Mizoguchi. Il me fait remarquer quelque chose de curieux au sujet des vêtements au moment de l’explosion.“-Regarder le bras de MlleOmoto, dit-il. Ses vêtements étaient légers ce jour-là mais elle portait des manchettes noires. Or, elle n’a était brûlé aux bras qu’à l’endroit de ces manchettes. Si ses vêtements avaient été entièrement blancs elle n’aurait pas été brûlée du tout.”

Le 17août : En visitant mes malades ce matin, j’en ai découvert un autre qui présente des hémorragies sous-cutanées sorte de rougeurs appelées “pétéchies”. Chez les uns, ces hémorragies sont si petites qu’ils ne les voient pas; chez les autres, au contraire, elles sont parfaitement visibles.J’ai remarqué que ces rougeurs apparaissent chez les sujets qui se trouvaient le plus près du foyer d’explosion et qu’ils finissent même par apparaître chez les individus qui n’ont pas été blessés. Elles ne sont pas douloureuses et ne s’accompagne pas de démangeaisons.

Le 18 août : Chaque fois les rougeurs mystérieuses ont été les signes avant-coureurs de la mort. Or, le nombre de malades atteint de ces hémorragies sous-cutanées s’accroît de jour en jour.De nombreux malades commencent à perdre leurs cheveux.

Le 19août : La plupart de ceux qui ont succombé avaient une diarrhée rouge, analogue à celle qu’on observe dans la dysenterie. Beaucoup de femmes ont eu de graves hémorragies utérines, qu’au début nous avions prises pour de simples dérangements de menstruation.

Le 20 août : Enfin, le microscope que je réclamais est arrivé de Tokyo ce matin. Sans perdre une seconde, j’examine aussitôt le sang de six personnes de notre chambre. Le nombre de globules blancs est d’environ 3000, alors que la normale est de 6 à 8000.Nous examinons le plus grand nombre possible de malades. Pour la plupart, le nombre de globules blancs est tombé à 2000. Pour quelques-uns à 500 seulement.Et pour un, dont l’état était particulièrement critique, à 200. Celui-là est d’ailleurs mort peu de temps après la prise de sang.

Le 21 août : J’établis des fiches pour chacun de mes malades. Par exemple:M. Sakai, 53ans. Douleur à la poitrine lors de son entrée. Présente sur les deux bras des taches rouges d’hémorragie sous-cutanée, larges comme le bout du petit doigt. A perdu beaucoup de cheveux. État critique.Mme Hamada, 47 ans. Se trouvait à un kilomètre du point de chute de la bombe. Premiers symptômes: vomissements, faiblesse, maux de tête, soif. Puis diarrhées. Ces symptômes durent quatre jours, puis régressent. Le 15 août à l’exception d’un léger malaise, la guérison parait complète. Le 18 août, le malaise devient soudain aigu et s’aggrave de jour en jour. La peau est complètement sèche et présente de nombreuses taches rouges sur la poitrine, les épaules et les deux bras.La malade se plaint d’une difficulté à avaler. Haleine fétide. État critique.Mlle Kobayashi, 19 ans; Se trouvait dans la rue, à 700 mètres du foyer l’explosions. A vomi plusieurs fois aussitôt après. Très faible durant les trois premiers jours. Diarrhée. Puis parait se remettre et reprendre de l’appétit. Le 18 août son état empire soudain et elle est admise à l’hôpital.

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Taches d’hémorragie sur tout le corps. Complètement épilée. Pouls plutôt bon. Classée dans les cas non critiques.La chute des cheveux et des poils et un symptôme insolite, mais indiscutable.

Le 22août : Le nombre des globules qui se trouvaient entre 2 et 3km du foyer d’explosion, se situe entre 3000 et 4000; Pour ceux qui se trouvaient plus près, ce nombre tombe à 1000. On dirait que plus près, se trouvaient les malades, moins ils ont de globules blancs.

Le 24 août : Le docteur Kyama me cite le cas de personnes que la vue de l’éclaire atomique a rendues complément aveugles.M. Sakai est mort. Il ne respirait plus qu’en plus qu’en haletant et était devenu aveugle.Mme Hamada est morte de la même façon.Mlle Kobayashi commence à haleter et elle se plaint de douleurs intolérables dans le ventre.

Le 25 août:Mlle Kobayashi est morte. Nous avons décidé de l’autopsier et ‘ai assisté à l’opération, dont le docteur Katsube s’est chargé.Nous avons trouvé la cavité abdominale de la morte pleine d’une boue sanglante; la rate était petite. Le foie était brun sombre et couvert de petites taches d’hémorragie. Les vaisseaux sanguins de l’estomac étaient dilatés. Les intestins, comme le foie; était parsemés de traces d’hémorragies.La cause de ses souffrances de sa mort, ce sont les petites hémorragies. Elles ne se manifestent pas seulement à la surface du corps, mais aussi dans les organes internes.Nous avons fait une autre observation. Le sang de la cavité abdominale ne s’est pas coagulé. Il semble donc que de même que le nombre de globules blancs diminue, le pouvoir coagulateur du sang décroît.Note concernant la maladie des radiations:Le nombre de globules sanguins des personnes qui travaillent maintenant à Hiroshima, mais qui ne s’y trouvaient pas au moment de la chute de la bombe, est normal.Aucun lien n’a été observé entre la gravité des brûlures reçues et la diminution des globules blancs.La perte des cheveux n’est pas nécessairement un symptôme alarmant.Les personnes dont le nombre de globules blancs est faible doivent bien se garder de se blesser et de faire de trop grands efforts, leurs capacités de résistance étant affaiblies.Selon les renseignements fournis par l’Université de Tokyo, il ne semble pas que le danger de radiations résiduelles soit à craindre.

Le 8 septembreEn générale, les malades qui se trouvaient le plus près du foyer d’explosion, sont ceux qui présente les symptômes les plus graves, et inversement. Il y a pourtant des exceptions. Certains qui se trouvaient très près n’ont qu’un minimum de symptômes et un nombre de globules blancs à peu près normal. En étudiant chaque cas individuellement, la raison de ces exceptions m’est apparue: ces malades se trouvaient à l’abri de murs de béton ou simplement de gros arbres.

B) Compte rendu des effets à court terme

Jusqu'à 1 km de distance, les victimes souffrent du "mal des rayons", qui se manifeste par des vomissements, des nausées, une anorexie et des diarrhées sanguinolentes. Un état de malaise général s'ensuit. La mort survient en moins de dix jours. De nombreuses victimes sont atteintes de troubles cérébraux, convulsions et délires. Les

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hémorragies sont fréquentes. L'irradiation de la moelle osseuse, en détruisant les cellules productrices des globules blancs, entraîne un déficit immunitaire important, qui laisse la porte ouverte à de nombreuses infections (les globules blancs sont en effet les "éboueurs" de notre système sanguins).La production de plaquettes est aussi compromise, ce qui perturbe la coagulation. Autres symptômes caractéristiques : la calvitie et le purpura (hémorragie cutanée), qui commencent entre une et quatre semaines plus tard chez les personnes les moins touchées. Ces symptômes sont ressentis jusqu'à 5 km de distance et plus. La fièvre commence au cours des cinq premiers jours et peut durer plusieurs semaines. L'irradiation peut aussi, à des doses plus faibles, provoquer la stérilité et des ulcérations de la peau. L'ingestion de particules radioactives (iode 131) entraîne une hypothyroïdie qui peut évoluer vers un cancer de la thyroïde.

C) Effets à long terme :

Les effets à long terme sur la santé sont essentiellement liés à l'irradiation et aux retombées radioactives. Car les conséquences de la bombe se font encore sentir aujourd'hui. Cependant, leur évaluation n'est pas simple. En effet, les survivants ont été atteints de façon très hétérogène. Ainsi, selon que certains se sont baignés dans des eaux contaminées ou en ont ingurgité, les doses reçues et les organes touchés ne sont pas les mêmes. Une corrélation précise dose-effet reste donc difficile à établir.

On sait cependant que l'irradiation crée des anomalies chromosomiques directement proportionnelles à la dose. Mais les techniques de génie génétique n'étaient pas connues à l'époque ; de plus, les anomalies en question sont auto réparées par les cellules, ce qui interdit de les mesurer à long terme. Enfin, les anomalies chromosomiques qui pourraient subsisté ne provoquent pas nécessairement des maladies; et ces maladies ne sont pas directement prévisibles.

Plutôt que de prendre en compte les doses, les chercheurs ont préféré s'appuyer sur l'épidémiologie, c'est-à-dire le suivi d'une partie des survivants et la comparaison de leur état de santé avec une population qui n'a pas été irradiée. Une comparaison parfois biaisée par des facteurs d'environnement mineurs, qui peuvent pourtant modifier les données. Ainsi, le mode de vie entre en jeu; par exemple, la consommation de tabac, qui fausse les résultats sur les cancers du poumon, ou l'irradiation des personnes vivant dans des sites naturellement pollués par le radon. Quelques certitudes se dégagent cependant. Dans les dix ans suivant l'explosion, on observe un pic de leucémies et de myélomes (cancers de la moelle osseuse) significatif. Ce n'est que trente ans après l'explosion que se manifeste un surcroît de tumeurs solides, en particulier du sein, de la peau, des poumons, de la vessie, de la thyroïde, des ovaires.

L'irradiation a-t-elle causé des anomalies génétiques héréditaires ? Il est pratiquement impossible de répondre à cette question. En effet, les femmes enceintes en août 1945 se sont presque toutes fait avorter, et les jeunes d'alors, considérées comme des pestiférées, ont rarement trouvé un conjoint - et encore moins eu un enfant.

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Tableau indiquant le nombre d’individus atteints de cancers et de leucémies après l’explosion nucléaire de Hiroshima.

Les conséquences de Hiroshima

Nombres habitants en 1945 330 000

Charge explosive 1 bombe atomiquedensité de la population au Km² 14000Morts au cours des 3 premières semaines 15 000 Morts différés au cours de la 1ère année, après la 3ème semaine 60 000Total 120 000Taux de mortalité par Km détruit 5800

Nombre de victime par Km² 12000

Bilan de l’explosion sur Hiroshima.

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X. Conclusion

La bombe nucléaire est la plus grande et plus meurtrière des révolutions techniques au XX ème siècle. Elle engendre des dégâts considérables sur l’environnement. En effet, l’eau et le sol sont contaminés, les êtres vivants (animaux, végétaux ou humains) irradiés subissent des mutations dans leurs gènes, des effets déterministes et plusieurs cancers atteignent l’homme… mais seul le cancer de la thyroïde peut être traité grâce aux comprimes d’iode 127.

Mais les explosions d’Hiroshima et de Nagasaki ont permis à la science d’évoluer malgré leurs effets apocalyptiques notamment avec la découverte de nombreuses maladies liées à la radioactivité et leurs précautions.

Notons que la science ne cesse de progresser et de se renforcer. En combinant cette avancée scientifique et les développements techniques, la bombe nucléaire se trouve actuellement sous une puissance multipliée par un million. L’accroissement de la puissance de la bombe nucléaire conduit à un accroissement énorme aux niveaux quantitatif et destructeur des effets de cette arme si elle explose.

Malgré l’absence de l’usage de l’arme nucléaire, la présence de cette dernière prolifère dans plusieurs pays. En effet, une multitude de pays s’est avérée être en procession de cette arme ce qui cause de grands problèmes stratégiques, militaires ainsi que politiques.

Ayant pour but principale d’arrêter la deuxième guerre mondiale, la bombe atomique s’avère être le sujet d’une troisième guerre mondiale.

Ferons-nous face à une troisième guerre mondiale sous forme de guerre nucléaire ?

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XI. Lexique

Retombée radioactive: Les retombées radioactives sont les matériaux radioactifs mis en suspension dans l'atmosphère par une explosion d'une arme nucléaire ou un accident. Il s'agit donc d'une forme de pollution nucléaire susceptible de conséquences sanitaires. Ces éléments de petite taille, poussières visibles ou non, retombent lentement sur le sol, généralement très loin de leur provenance.

Cratère:Relief formé suite à une explosion au-dessus, sur ou en dessous de la surface du sol.

Proton : Le proton est une particule subatomique portant une charge élémentaire positive.

Neutrino : particule fondamentale de masse et de charge électrique nulles.

Antineutrino : antiparticules de neutrinos, particules de charge électrique neutre produites dans la désintégration bêta nucléaire. Ceux-ci sont émis en les émissions de particules beta, où un neutron se transforme en un proton.

Nucléide : Un nucléide est un type d'atome ou de noyau atomique caractérisé par le nombre de protons et de neutrons qu'il contient.

Champs électromagnétique : champ magnétique généré par un courant électrique.

Positron : le positron ou positon, encore appelé antiélectron, est un électron chargé positivement.

Photon : particule associée aux ondes électromagnétiques, des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible. Les photons sont des « paquets » d’énergie élémentaires qui sont échangés lors de l’absorption ou de l’émission de lumière par la matière

Orbite : En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation. La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction réciproque des corps massifs entre eux.

Energie cinétique : énergie que possède un corps du fait de son mouvement par rapport à un référentiel donné. Elle s'exprime en Joule (J).

Contamination radioactive : phénomène se produisant quand un produit radioactif se dépose sur un objet ou un être, ou bien est ingéré ou inhalé par un être.

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Irradiation : événement au cours duquel l'objet ou l'être est soumis à un rayonnement ionisant.

AIEA : Agence internationale de l'énergie atomique.

Inhalation : Absorption par les voies respiratoires.

Une lésion : terme générique utilisée en médecine pour désigner toute anomalie d'un tissu biologique se trouvant dans un état anormal.

Phénotype macroscopique : Ensemble des traits apparents d'un individu. Il est déterminé par les phénotypes moléculaires et cellulaires.

Phénotype cellulaire: ensemble des caractéristiques cellulaires d un organisme.

Phénotype molleculaire : ensemble des protéines se trouvant dans une cellule, résultant de l’expression de gènes en interaction avec les facteurs environnementaux.

Capacité de régénération: Capacité d'une entité vivante à se reconstituer après destruction d'une partie de cette entité.

Génome : ensemble des gènes.

Défaillance : dysfonctionnement.

Cellule somatique : toutes les cellules animales qui ne seront jamais à l'origine de gamètes (spermatozoïdes et ovules), par opposition aux cellules germinales.

Les cellules somatiques constituent généralement l'immense majorité des cellules constituant un individu.

Ces cellules ne transmettront jamais à leur descendance les mutations qu'elles ont pu subir.

Erythème : rougeur congestive de la peau ou des muqueuses qui disparaît à la pression.

Epidermite : affection de l'épiderme, de la couche externe de la peau.

Glande endocrine : organe interne qui sécrète des hormones dans la circulation sanguine. Les hormones agissent en tant que messagers chimiques, régulant de nombreuses fonctions de l'organisme telles que la croissance, le développement, la reproduction, le métabolisme, la pression artérielle, la glycémie et l'équilibre des fluides.

Radionucléide : atome dont le noyau est instable et donc rayonneur.

Produit de fission : corps chimiques résultant de la fission d'un élément (un noyau) fissile.

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Isotope_fissile

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_ionisant

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Capture neutronique : processus par lequel un noyau capture un neutron .

neutron thermique : neutron libre ayant une énergie cinétique de l'ordre de 0,025 eV qui est l'énergie correspondant à la vitesse la plus probable à une température de 290 K .

Isotope : Les isotopes sont des atomes ayant le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent.

Impulsion électrique : variation brève et rapide d'un état électrique généralement utilisé comme signal.

Noyau lourd :

Reaction exothermique : réaction qui produit de la chaleur.

Repulsion atomique :

Mouvement de convection : La convection est un mode de transfert qui implique un déplacement de matière dans le milieu.

Aérosol : ensemble de particules, solides ou liquides, d'une substance chimique donnée en suspension dans un milieu gazeux.

Tissu nerveux : Le tissu nerveux comprend essentiellement 4 catégories cellulaires : les neurones, les cellules de la névroglie, les macrophages et les cellules souches neurales.

Epicentre : projection à la surface de la Terre de l'hypocentre, le point où prend naissance la rupture L’épicentre correspond aussi à la verticale exacte du foyer.

Une onde de choc : est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et elle est alors souvent créée par une explosion ou un choc de forte intensité.

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XII. Webographie /bibliographie

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