La radioactivité dans la nature

La radioactivité fait partie de notre environnement. Sans elle, nous n’existerions pas pour plusieurs raisons. Tout d’abord, l’énergie qui nous vient du soleil et dont laquelle nous avons besoin est due à des réactions de fusion de protons au cœur de celui-ci. La Terre serait sans la radioactivité complètement froide car les désintégrations radioactives qui s’y produisent en fournissent la chaleur interne. Dans la nature, la radioactivité vient principalement de radioéléments déjà présents sur Terre qui donnent lieu à des rayonnements « telluriques » mais aussi d’un bombardement incessant de particules de haute énergie en provenance de l’espace. Les éléments radioactifs présents sur Terre sont aussi à l’origine du radon qui remonte à la surface terrestre sous forme de gaz et représente la plus grande partie des expositions à la radioactivité. En fait ces éléments présents dans notre environnement sont aussi venus de l’espace et font partie intégrante de la Terre depuis sa création il y a plusieurs milliards d’années. Nous étudierons donc successivement dans cette deuxième partie les différentes sources de radioactivité naturelle exposées précédemment.

L’écorce terrestre contient des éléments radioactifs qui sont loin d’avoir disparus du fait de leur très longue durée de vie et font donc partie de notre environnement. Les minerais contenant du thorium, de l’uranium et leurs descendants, resté prisonniers dans la roche, sont donc radioactifs. Avec les atomes issus de leur désintégration (cf. : partie décroissance de la radioactivité), ces éléments sont responsables du rayonnement tellurique (des roches). Il s’agit ici de rayonnements gamma qui sont émis et qui varient en intensité en fonction des régions car les types de sols ne sont pas les mêmes. Les émissions sont généralement faibles mais peuvent atteindre un taux quatre fois plus élevé en Bretagne par exemple à cause du granite qui contient plus d’éléments radioactifs. L’exposition naturelle peut atteindre dans certains pays d’Asie des moyennes de 10 à 50 mSv contre 2,5 mSv en France.

Ce rayonnement est aussi fonction du type de construction dans lequel on vit : les bâtiments massifs dans lesquels nous habitons nous protègent des rayonnements gamma mais, paradoxalement, ils contiennent eux même des substances radioactives ce qui rend parfois la radioactivité plus importante à l’intérieur qu’à l’extérieur. Les constructions en bois ne sont pas radioactives mais elles ont un effet beaucoup moins important sur ces rayonnements.

En France, le radon est responsable de 34% de l’exposition totale de la population à la radioactivité. Cette forte exposition au radon est due au fait qu’il s’agisse d’un gaz et qu’il passe donc plus facilement dans l’atmosphère. Il s’échappe principalement des sous-sol granitiques et volcaniques ou de certains matériaux de construction et est présent partout à la surface de la terre. Pour être précis, les effets nocifs sont surtout dus à un descendant du radon, le radon 222 qui est radioactif. Il s’agit du gaz le plus lourd qui existe et qui à ainsi tendance à s’accumuler dans des endroits clos ou bas comme les fonds de vallées, les trous dans le sol et les caves. Lorsqu’ils sont inhalés, les descendants du radon passent dans les poumons où ils irradient par des rayonnements les cellule sensibles comme celles des bronches. C’est le risque de cancer du poumon qui motive cette vigilance car il est responsable de la mort de 22 000 personnes par an. Bien sur ils sont principalement dus au tabagisme mais l’exposition au radon est un facteur aggravant de la maladie. Pour éviter d’être exposé à ce gaz radioactif, il est nécessaire d’aérer les maisons et d’améliorer l’étanchéité des planchers et des murs.

Nous sommes en permanence exposés sur la Terre à des particules de haute énergie ou rayonnements cosmiques en provenance de l’espace. Ces rayons ont des origines diverses : ils proviennent principalement du soleil ou de l’explosion d’autres étoiles. En pénétrant dans l’atmosphère, ils entrent en collision avec les noyaux de celle-ci et produisent ainsi une « cascade » de particules secondaires. Certaines de ces particules arrivent jusqu’à nous et des centaines traversent notre corps à chaque seconde. L’atmosphère a un effet protecteur en atténuant les rayons cosmiques qui nous parviennent : en fonction de l’altitude, on est plus ou moins exposé, le taux de radiations pouvant être jusqu’à 100 fois supérieur à 8000 mètres qu’au niveau de la mer. Par exemple, un passager d’un vol Londres-New York recevra une dose de 0,032 mSv équivalente à une radiographie dentaire, ce qui n’est pas énorme mais qui est à surveiller pour le personnel de bord et les voyageurs réguliers. Les habitants des régions montagneuses comme l’Himalaya et les Andes sont exposé quatre fois plus que nous. Notons que ce sont ces rayonnements qui sont à l’origine des aurores boréales aux pôles où le champ magnétique terrestre est mois efficace.

Il existe un autre type de radioactivité naturelle : la radioactivité interne à notre corps. Elle provient de notamment de notre alimentation : les éléments radioactifs contenus dans les roches vus précédemment se retrouvent à l’état de trace dans la végétation et l’eau. Ces éléments suivent la chaîne alimentaire et passent donc dans les animaux. Ainsi nous les retrouvons dans nos légumes, fruits et viandes. Toutefois, ces doses sont très minimes et on ne sait pas si elles ont un véritable effet négatif, c’est pourquoi des limitations sont apparues en vertu du principe de précaution.

Enfin, nous sommes nous mêmes radioactifs du fait de la présence de carbone 14 et de potassium dans notre organisme.

Schéma récapitulatif des expositions naturelles et technologiques à la radioactivité