Le progrès scientifique est en marche

21.12.2006

L’IRSN communique.

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Le décès prématuré d’Alexander Litvinenko le 23 novembre 2006 au University College Hospital de Londres provoque quelques questions. Le professeur britannique Roger Cox de la HPA a précisé que des quantités élevées de polonium 210 (210Po) a été détecté dans ses urines !

« Découvert en 1898 par Marie Curie, le polonium 210 est un produit de filiation de l’uranium 238. C’est un radionucléide naturel omniprésent à l’état de traces dans l'environnement, avec ses précurseurs, le radon 222 et le plomb 210. C’est le plus abondant des 29 isotopes du polonium, avec une période radioactive de 138,4 jours (période durant laquelle il perd la moitié de sa production d’émission radioactive.
Son activité spécifique est très élevée : 1,66.10¹⁴ Bq par gramme de 210Po. Il émet à 99,999 % des particules alpha d’énergie égale à 5,304 MeV et à 0,001 % des rayonnements gamma d’énergie égale à 0,80 MeV, et se transforme en plomb 206 stable.
Il est issu du radon 222, gaz radioactif précurseur, et est à l’origine d’une présence permanente du 210Po en suspension dans l’atmosphère (aérosols). Sa concentration dans l’air est de l’ordre de 50 mBq/m³ mais peut varier en fonction de l’importance locale de l’exhalaison du radon et de la présence d’activités industrielles favorisant son émission (activités minières, industrie des phosphates, etc.). Il est également émis en abondance par l’activité volcanique.
On trouve également le 210Po dans les premiers centimètres des sols, sous l’effet de la décroissance radioactive du radon 222 dans les couches superficielles du sol et des retombées atmosphériques du 210Po en suspension dans l’air. Il se fixe alors sur les particules du sol de façon quasi irréversible, par co-précipitation avec des hydroxydes métalliques ou sous forme de sulfure.

C’est un élément peu mobile, dont la concentration dans les sols varie de 10 à 200 Bq/kg (sol sec). Sa concentration peut être nettement plus élevée dans les résidus d’exploitation des mines d’uranium (15 000 à 22 000 Bq/kg).

Dans les océans, il est émis directement dans l’eau ou par échange avec les formes volatiles de l’air. Il se présente généralement sous forme insoluble et associée à la phase particulaire ou colloïdale. De ce fait, il se retrouve piégé dans les sédiments lié à d’autres phases minérales ou précipité sous forme de sulfure.
Le 210Po a également une origine artificielle : il peut être produit dans un réacteur nucléaire par bombardement neutronique de bismuth 209, générant ainsi du bismuth 210 qui se transforme alors, par émission bêta, en polonium 210 selon une période physique de 5 jours.

Dans l’industrie, le polonium peut être utilisé dans les appareils qui ionisent l’air pour éliminer l’accumulation de charges électrostatiques produites, par exemple, lorsque l’on enroule du papier, des fils ou des feuilles métalliques.

La voie d’entrée majoritaire du 210Po dans les végétaux terrestres est le transfert foliaire qui n’est pas, ou peu, suivi d’incorporation ni de translocation ; il reste principalement concentré sur les feuilles notamment de tabac (ce qui explique sa grande concentration dans les urines des fumeurs).

Le transfert du 210Po aux animaux s’effectue principalement par ingestion. Les facteurs de transfert sont relativement importants mais varient en fonction du mode de vie des animaux (quantités ingérées) et des organes cibles.

Ainsi, la concentration du 210Po varie entre 3,7.10-2 Bq/kg (produit frais) dans le muscle de bœuf et 332 Bq/kg dans le foie de Caribou.

Les organismes aquatiques, en particulier le plancton et les invertébrés, ont la capacité de concentrer le 210Po présent dans l'eau, dans les tissus mous et les viscères pour les animaux. La capacité de concentration est moindre chez le poisson, les activités massiques les plus faibles étant observées au niveau de la chair, qui constitue la partie consommée par l'homme.

Dans les eaux marines, le 210Po présente une forte affinité pour les matières en suspension. La voie principale d’entrée chez les animaux est l’ingestion. Le 210Po se concentre fortement dans les animaux marins où des activités beaucoup plus importantes que dans le milieu ambiant peuvent être observées dans certains organes, glande digestive des mollusques, hépatopancréas des crustacés, foie des poissons. A titre d’illustration, la concentration du 210Po habituellement observée dans les moules se situe entre 150 et 600 Bq/kg (produit sec). Dans le poisson, les concentrations sont plus faibles, de l’ordre de quelques Bq/kg (produit sec). Ainsi, le 210Po contribue à une part importante des doses reçues par les êtres humains du fait de la consommation de produits de la mer.

Le parcours dans l’air des particules alpha émises par le 210Po est très court (inférieur à quelques centimètres). Pas conséquent, ce radionucléide n’est susceptible d’exposer l’organisme qu’en cas de contamination interne (incorporation par ingestion, inhalation ou injection) ou de contact cutané direct.

De part sa présence dans l’environnement, l’homme est exposé en permanence au polonium 210, par inhalation et par ingestion.

Ainsi, la dose efficace annuelle due à ce radionucléide est en moyenne d’environ 0,07 mSv pour un adulte. Le polonium 210 incorporé par l’homme est naturellement excrété dans les urines et les selles dans des quantités variables, les mineurs d’uranium et les fumeurs éliminant des quantités plus importantes que les non fumeurs. Du fait de l’équilibre qui s’établit entre l’incorporation et l’excrétion, l’activité totale présente en permanence en moyenne chez un adulte est estimée à environ 30 Bq (soit 0,18 picogrammes).

Proche du soufre et du sélénium, le comportement biologique du polonium 210 est voisin de celui des terres rares. Une fois incorporé dans l’organisme, le polonium 210 se distribue rapidement dans les tissus mous via la circulation sanguine. Après ingestion, son absorption varie entre 10 % et environ 50 % en fonction de la forme physico-chimique sous laquelle il est administré. Dans le sang et dans le plasma, il présente une très forte affinité pour les hématies (90 % du polonium 210 contenu dans les éléments figurés du sang est lié aux globules rouges) et pour les protéines plasmatiques. Après ingestion ou injection, environ 30 % du polonium 210 incorporé se distribue dans le foie, la rate et les reins. Des concentrations supérieures à la moyenne des autres tissus (exceptions faites du foie, de la rate et des reins) sont par ailleurs observées dans la moelle osseuse et les ganglions lymphatiques, ainsi que dans les poumons, ces derniers étant l’organe cible du polonium 210 inhalé. Le radionucléide est alors éliminé dans les selles et les urines selon une période biologique d’environ 50 jours (temps au bout duquel la moitié de la quantité de 210Po a été excrétée de l’organisme), les quantités retrouvées dans les selles étant en moyenne 9 fois supérieures à celles mesurées dans les urines. Quelques études ont montré que le polonium 210 pouvait être également retrouvé dans les cheveux des personnes exposées. (…)

Peu de données relatives à des expositions accidentelles au polonium 210 chez l’homme sont disponibles. Les cas connus à ce jour concernent des personnes exposées suite à un contact avec une source fuyarde de Po-Be : seules quelques perturbations transitoires sans conséquence clinique des fonctions hépatique (augmentation de la concentration plasmatique de bilirubine) et rénale (diminution de la perfusion) ont été observées chez ces personnes, dont l’activité incorporée en polonium 210 au niveau du corps entier variait de 0,034 à 2,41 nanogrammes. »

Désormais, il semble que les britanniques ont eu « un cas clinique » exploitable pour ces recherches…

(Voir aussi : http://www-phynu.cea.fr/science_en_ligne/carte_potentiels_microscopiques/choix/isotopes/zz84.html et http://209.85.129.104/search?q=cache:NqeN12Lt_MMJ:

www.ecolo.org/documents/documents_in_french/fr.Polonium.

ConfATSR_12_99.doc+polonium&hl=fr&gl=fr&ct=clnk&cd=10)