Radioactivité de l’air

05/03/202306/08/2023 Philippe du Chélas

Le niveau de radioactivité de l’air et donc de la radioactivité naturelle de notre environnement est variable.

Il varie naturellement de plus ou moins 30 % en raison de l’altitude, la géographie et la météorologie.

Dans notre univers, il existe en effet des atomes instables qui se transforment par désintégration pour devenir d’autres atomes.

Au cours de cette transformation, ces atomes expulsent ainsi leur énergie excédentaire sous la forme de rayonnements invisibles.

C’est cela la radioactivité qui est d’ailleurs un phénomène naturel.

Autre phénomène naturel, la radioactivité diminue aussi progressivement au fil du temps.

Cela se produit d’ailleurs avec la désintégration des atomes radioactifs et provoque une décroissance radioactive.

On évoque davantage la radioactivité artificielle (centrales nucléaires) alors que la radioactivité naturelle représente 58 % de l’irradiation totale annuelle des populations.

L’air naturellement radioactive

La radioactivité de l’air naturelle est essentiellement due au radon 222 sous forme gazeuse.

Le radon 222 est ainsi lui-même issu de l’uranium 238.

L’uranium 238 a une période radioactive de 4,5 milliards d’années.

Depuis notre big bang créateur, la moitié de cet uranium 238 a aujourd’hui disparu par désintégration naturelle.

C’est cette désintégration qui produit tous les autres atomes radioactifs comme le radium 226, le radon 222 et le polonium 210.

La radioactivité naturelle provient aussi d’atomes radioactifs présents dans les roches de l’écorce terrestre depuis ce fameux big bang.

Il s’agit notamment du potasium-40, de l’uranium et du thorium, des sources de radons qui passent dans notre atmosphère.

Le radon est un gaz qui est d’ailleurs la principale source de la radioactivité naturelle.

Ce gaz radioactif peut en effet quitter les roches et passer dans l’atmosphère

Un cosmos radioactif

La radioactivité naturelle résulte aussi du rayonnement cosmique.

Des centaines de particules du rayonnement cosmique traversent notre corps chaque seconde.

Ce rayonnement produit du carbone 14 qui est un isotope radioactif du carbone (1gr=164,9 GBq).

Il est naturellement ingéré par la végétation.

La nature expose ainsi ses êtres vivants à un rayonnement radioactif externe depuis sa création.

Par contre les êtres vivants peuvent subir une exposition interne avec des radioéléments inhalés dans l’air ou ingérés par l’eau et les aliments.

C’est le cas avec le potassium-40 présent dans tous les aliments.

Par ingestion, le potassium-40 rejoint le carbone-14 déjà présent dans l’organisme humain.

Chaque seconde, dans le corps humain, huit mille atomes de potassium-40 et de carbone-14 se désintègrent.

L’homme est naturellement radioactif.

Des effets variables

Au total le rayonnement s’élève à 2,4 milli-sieverts (mSv) par an et par habitant. Pour comparaison, la moyenne médicale est de 1 mSv pour les examens médicaux.

En France, les moyennes régionales de niveau de radioactivité varient de 40 à 150 nano sievert par heure selon L’IRSN.

L’exposition naturelle en Chine et au Brésil est de l’ordre de 10 à 50 milli-sieverts par an.

Cette mesure correspond au rayonnement émis par les éléments radioactifs naturels présents dans l’air ou dans le sol ainsi qu’au rayonnement cosmique traversant l’atmosphère.

Dans certaines régions du monde, la radioactivité naturelle peut atteindre des débits de l’ordre de 3000 nano sieverts par heure (comme à Kerahla en Inde).

En France, les niveaux les plus élevés se situent en Bretagne et dans le Limousin. La raison en est la présence de roches granitiques.

Des origines humaines

Des produits radioactifs se retrouvent dans l’atmosphère du fait d’une explosion, d’un incendie et en raison de leur caractère volatil.

Cela se produit notamment à la suite d’un accident majeur (Tchernobyl le 26 avril 1986 et Fukushima le 11 mars 2011). Cela crée une radioactivité de l’air plus importante.

A la suite des essais nucléaires des années 1960, des résidus radioactifs à longue durée de vie se sont aussi dispersés dans l’atmosphère avant de retomber pour certains.

Ces résidus d’essais se trouvent toujours dans la troposphère et la stratosphère et ils circulent autour de la Terre sans nous atteindre.

Origine accidentelle

La présence d’une radioactivité artificielle dans l’air fut constatée en Europe durant l’année 2017.

L’IRSN mesura alors la présence de ruthénium 106 dans le sud-est de la France.

Du ruthénium 106, radionucléide d’origine industrielle, fut alors détecté par plusieurs réseaux européens de surveillance.

Ces niveaux étaient de l’ordre de quelques milli-becquerels/m3 en France).

Les particules radioactives présentes dans l’air sont mobiles.

Leur effet ne dure donc que le temps de leur passage.

Par contre, leurs rayonnements sont susceptibles d’atteindre le sol et les populations.

Le ruthénium 106 n’étant pas présent habituellement dans l’air, son origine ne pouvait provenir que d’un rejet non maîtrisé.

L’absence d’autre radionucléide artificiel et la seule présence de ruthénium 106 permettent aussi d’écarter l’hypothèse d’un rejet issu d’un réacteur nucléaire.

Selon l’ASN, l’origine la plus probable de ce rejet était le sud de l’Oural.

Curieusement, aucun pays n’a déclaré alors à l’AIEA être à l’origine de ce rejet.

Le suivi du nuage laissait penser à un accident nucléaire survenu en Russie ou au Kazakhstan.

Une piste probable, est celle d’un rejet résultant d’un retraitement de combustibles nucléaires usés ou d’une activité de production de sources radioactives.

En 2011, une autre radioactivité sera détectée sans aucun lien avec l’accident de Fukushima.

Il s’agissait d’un dégagement d’iode 131.

Cet élément radioactif n’existe pas non plus dans la nature. Il devait forcement provenir d’une source artificielle de contamination.

L’isotope radioactif fût repéré sur l’ensemble de l’Europe à l’époque.

Contamination domestique

Tous les être vivants ingèrent et inhalent aussi des éléments radioactifs présents naturellement dans l’écorce terrestre ou produits par les rayonnements cosmiques.

Ces éléments irradient les organismes de l’intérieur.

Toutefois, les organismes sont adaptés au rayonnement naturel sur la terre.

Par contre, pour une radioactivité accidentelle, l’inhalation de particules radioactives présentes dans l’air ambiant, représente un danger plus important pour la santé qu’un rayonnement du sol.

Toutefois, il est simple de s’en protéger avec le port de masques, un confinement dans une maison ou un filtrage de l’air.

Il en va de même pour l’ingestion.

En France, en 1986, suite à l’accident de Tchernobyl, la principale source d’exposition provenait de la contamination des aliments.

De nos jours, et en dehors du médical, l’exposition à des rayonnements relève des rayons X émis par les écrans des téléviseurs et des ordinateurs.

Il en existe d’autres comme celles des détecteurs de fumée et des cadrans lumineux.

Le cas de Fukushima

A Fukushima, en 2011, l’ensemble de la zone contaminée est moins grande que celle de Tchernobyl.

La raison en est simple.

Les rejets se sont produits sur la terre ferme et dans l’océan.

La contamination de l’air s’est faite avec du césium 134 et du césium 137.

De nos jours, des radionucléides sont d’ailleurs toujours présents dans l’air.

L’évolution de la situation radiologique est suivie avec des campagnes de mesures du débit de dose dans l’air.

Selon l’IRSN, les mesures attestent d’une diminution du débit de dose dans l’air extérieur dans les 80 km autour de l’installation accidentée.

La zone évacuée s’est réduite de 1150 km² en 2011 à 336 km² en 2020.

Les mesures étaient d’un facteur 2 à 3 entre mi-2011 et fin 2013.

La diminution du niveau radioactif fût importante au cours des deux premières années et ralentie à partir de 2013.

L’une des raisons en est la décroissance radioactive du césium 134 (période de 2 ans).

La persistance d’une contamination de l’air en césium résulte de la remise en suspension par le vent et l’incinération de bois ou de végétaux qui le ré introduit dans l’air.

La contamination toucha des zones forestières représentant 75% du territoire contaminé autour de la centrale.

Il s’agit principalement des forêts d’arbres à feuilles persistantes de type conifère.