La fission et la radioactivité
par Sylvain Blouin
La fission: processus et conséquences sur la santé
Pour comprendre la technologie nucléaire et ses effets sur la santé des individus, il convient d'expliquer les trois phénomènes qui se produisent au niveau de l'atome: la fission, l'activation et l'ionisation. La fission, ou scission de l'atome d'uranium, ou de plutonium, provoque la formation de fragments de fission et de produits d'activation radioactifs. Ces derniers causent à leur tour l'ionisation d'atomes stables dans les tissus et les organes, ceci déclenchant une chaîne d'événements microscopiques qui peuvent éventuellement provoquer l'apparition d'un cancer fatal ou causer des malformations au niveau du foétus.
La fission de l'uranium: processus
Quand le noyau d'un atome d'uranium se brise ou se fissure, il ne le fait pas toujours de la même manière. Les deux "morceaux" issus de cette fission sont appelés fragments de fission; le nombre de masse de chacun est inférieur à celui de l'atome d'uranium original. Chaque fragment reçoit une partie du noyau et une partie des électrons de l'atome d'uranium original. Ce dernier, évidemment, n'existe plus après avoir éclaté. Les produits de la fission possèdent les propriétés chimiques habituelles déterminées par leur structure atomique et ayant, en plus, la capacité d'émettre des radiations ionisantes. Les rayons X, les particules Alpha, Bêta, les rayons Gamma et les neutrons peuvent être émis par des corps chimiques "créés", et provoquer l'ionisation. C'est-à-dire qu'en expulsant un électron hors de son orbite, autour du noyau d'un atome, l'ionisation crée deux ions; l'un étant cet atome chargé positivement à la suite de la perte de l'électron, l'autre étant cet électron libre, à charge négative.
L'énergie libérée par la fission provoque une véritable explosion à l'échelle microscopique. La fission de chaque atome entraîne l'éjection de deux ou trois neutrons qui peuvent bombarder un atome voisin d'uranium 235, multipliant ainsi le nombre d'atomes qui se fissurent. Il se produit alors ce que l'on nomme une réaction en chaîne.
La radiation et les problèmes de santé encourus
Les éléments radioactifs, même quand ils ne pénètrent pas dans l'organisme humain, émettent des radiations pénétrantes et destructrices. Par contre, s'ils pénètrent dans l'organisme, ils peuvent se fixer près de l'endroit où ils sont entrés ou circuler dans l'organisme, entraînés par le sang et la lymphe. Ils peuvent s'incorporer aux tissus et aux os et séjourner dans l'organisme quelques minutes, des heures ou même toute une vie. Et mentionnons que les particules radioactives sont biologiquement toxiques, parce qu'elles peuvent émettre des rayonnements ionisants. Par exemple, des radionucléides logés dans les os pourront endommager la moelle osseuse et causer le cancer des os ou la leucémie. Si par contre, ils se sont fixés dans les poumons, ils pourront provoquer l'apparition de maladies respiratoires. L'exposition totale de l'organisme aux radiations pourra se traduire, chez une personne, par un traumatisme directement relié à une faiblesse physique héréditaire. De plus, l'apparition d'une mutation bénigne peut se manifester chez un individu par une allergie, de l'asthme, un diabète juvénile, de l'hypertension, de l'arthrite, un niveau trop élevé de cholestérol dans le sang, un léger défaut de conformation musculaire ou osseuse, ou d'autres troubles génétiques. Dans une population légèrement exposée, la moyenne du taux d'hormones thyroïdiennes risque de diminuer chez les individus et celle de leur poids risque d'augmenter, c'est d'ailleurs ce que l'on observe en Amérique du Nord.
Il devrait être évident pour tout le monde que la pollution de l'environnement par les produits de fission provoquera une multitude de changements physiologiques chez les personnes exposées. Presque tous les spécialistes s'entendent sur ce point.
L'IONISATION
Atome neutre
Un atome à l'état normal ou stable est électriquement neutre : le nombre d'électrons chargés négativement, en orbite autour du noyau, est égal au nombre de particules chargées positivement, contenues à l'intérieur du noyau.
Exposition aux rayons gamma
Un rayon gamma atteint directement un électron en orbite et lui communique une énergie cinétique.
Formation d'un ion positif et d'un ion négatif
Un électron s'échappe de son orbite, donnant ainsi un ion chargé négativement. Ce qui reste de l'atome est maintenant chargé positivement et, est également un ion.
LES RAYONS X
Atome d'oxygène: à gauche, on a schématisé les 8 électrons appartenant aux couches K et L de l'atome; à droite, un électron K est expulsé de l'atome et un électron de la couche L vient alors le remplacer. L'énergie libérée peut être émise sous forme d'une raie X caractéristique.
LA FISSION NUCLÉAIRE
Noyau d'un atome d'uranium 235
143 neutrons
92 protons
Sous l'impact d'un neutron, l'uranium 235 se scinde en atomes plus petits, tels le krypton 90 et le xénon 137. Selon la distribution des protons, les radionucléides formés auront des propriétés chimiques différentes, en dépit d'un nombre de masse identique.
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| Krypton 90 |
Rubidium 90 |
Strontium 90 |
| 54 neutrons |
53 neutrons |
52 neutrons |
| 36 protons |
37 protons |
38 protons |
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| Xénon 137 |
Césium 137 |
| 83 neutrons |
82 neutrons |
| 54 protons |
55 protons |
L'ACTIVATION
Noyau stable de cobalt 59
32 neutrons
27 protons
Bombardement du noyau stable de cobalt par un neutron expulsé au cours de la fission. Il est "capturé" par le noyau de cobalt.
Radioactif, le cobalt 60 émet des rayons gamma.
Cobalt 60
33 neutrons
27 protons
LE RAYONNEMENT BÊTA
Noyau de thorium 234
144 neutrons
90 protons
Deux neutrons sont sur le point d'éjecter leur charge négative et de devenir ainsi des protons.
Les deux neutrons se sont transformés en deux protons et le noyau a éjecté deux électrons négatifs. Nous avons maintenant un noyau d'uranium 234.
Uranium 234
142 neutrons
92 protons
LE RAYONNEMENT ALPHA
Noyau de radium 226
138 neutrons
88 protons
En émettant un rayonnement alpha, le radium 226 perd 2 protons et 2 neutrons, et se transforme ainsi en radon 222.
Noyau de radon 222
136 neutrons
88 protons
Bibliographie
LIVRES
RADVANYI, Pierre. La radioactivité artificielle et son histiore, Paris, Éditions Le Seuil, 1984, 241 pages.
DEHESSES, Henri-Paul. La radioactivité dans tous ses états, Paris, Eshel, 1990, 123 pages.
BERNEZET, Pierre-Henri. La radioactivité c'est la vie : Comment nous transformer jusque dans nos gènes pour peupler, Montréal, Genesha, 1991, 264 pages.
ROSALIE, Bertell. Sans danger immédiat? : L'avenir de l'humanité sur une planète radioactive, Montréal, Éditions de la Pleine Lune, 1988, 673 pages.
DOCUMENTS DANS W3
MARLEAU, Luc. (1995). Radioactivité, [En ligne]. Adresse URL: http://www.phy.ulaval.ca/pp/ppp1/node24.html
DAMRI. Étalons de radioactivité, [En ligne]. Adresse URL: http://www-dta.cea.fr/WWWCEA/damri/fr/etalon.htm
Recherche : Sylvain Blouin, Centre Le Goéland, Sherbrooke, QC
Page mise à le 6 octobre 1997
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