Sources naturelles

Le Soleil est la principale source de rayonnement ionisant et non ionisant dans le système solaire. En fait, il s’agit d’un réacteur de fusion nucléaire géant qui émet chaque seconde d’énormes quantités de rayonnement ionisant : particules alpha et bêta, rayons X et rayons gamma. Fort heureusement, l’atmosphère et le champ magnétique de la Terre nous protègent contre la plus grande partie du rayonnement ionisant émis par le Soleil. La Terre reçoit aussi de petites quantités de rayonnement ionisant provenant de l’espace lointain sous la forme de rayons cosmiques émis par les étoiles distantes, les supernovas et les trous noirs.

La quantité de rayonnement naturel qu’une personne reçoit dépend du lieu où elle vit. La région des sources chaudes de Ramsar, en Iran, présente l’un des niveaux de rayonnement naturel parmi les plus élevés au monde. Ce niveau 100 fois plus élevé que la moyenne mondiale est principalement attribuable aux fortes concentrations de radium 226 (produit de désintégration de l’uranium 238) et à ses produits de désintégration dans les roches, le sol et l’eau. Même si la population de Ramsar est établie dans la région depuis de nombreuses générations, on n’observe pas d’effets nocifs sur la santé des habitants.

Sources de rayonnement naturelles
Source
Millisieverts par an
Inhalation (radon)
1,2
Rayonnement terrestre
0,48
Rayons cosmiques
0,4
Ingestion
0,3

Environ 70 % du rayonnement ionisant que reçoit votre corps est émis par une source naturelle, soit la Terre, composée des matériaux restants peu après la formation du Soleil, dont une partie était radioactive. Certains de ces radio-isotopes (p. ex., l’uranium 238, le potassium 40 et le thorium 232) ont une demi-vie assez longue pour qu’on les trouve sur Terre encore aujourd’hui, tout comme leurs produits de désintégration à courte période (p. ex., le radium 226, le polonium 210 ou le radon 222). D’autres radio-isotopes naturels, comme le carbone 14 et le tritium (hydrogène 3), sont issus de l’interaction des rayons cosmiques et de l’atmosphère terrestre. Tous ces radio-isotopes naturels sont présents dans les roches, le sol, l’eau et l’air. Comme tous les organismes vivants consomment de l’eau, de l’air et les substances nutritives du sol ou d’autres organismes vivants, ils sont exposés à de petites quantités de radio-isotopes et ils en contiennent. C’est ce qu’on appelle le rayonnement naturel.

Radon

Le radon 222, gaz inodore et incolore qui fait partie intégrante de la chaîne de désintégration radioactive de l’uranium 238 présent dans les roches et le sol, est responsable d’un fort pourcentage du rayonnement naturel dans notre environnement. Comme le radon est un gaz, il peut s’échapper dans l’atmosphère, où il se désintègre en formant ainsi plusieurs isotopes filles, par exemple, le polonium 218 et le polonium 214, qui émettent tous deux des particules alpha.

Les particules alpha ne traversent pas la peau, mais elles peuvent endommager les tissus internes en cas d’ingestion. Par exemple, si l’on inhale du radon en assez grande quantité pendant une longue période, le tissu des poumons pourra être endommagé et le risque de cancer du poumon se trouvera accru. Le radon qui s’échappe du sol au cours de la désintégration de l’uranium 238 est généralement dispersé par le vent, si bien que le niveau de radon à l’extérieur est très faible. Son accumulation peut poser problème dans le sous-sol des habitations et des autres bâtiments ainsi que dans les mines. Le radon peut pénétrer dans les bâtiments par les fissures dans le plancher ou les murs de fondation et autour des fenêtres de sous-sol ou des conduits ainsi par les drains. Il est possible que le radon s’accumule à ces endroits si le taux de renouvellement d’air est faible. On trouve aussi du radon dans l’eau de puits.

Les mines sont généralement équipées de gros échangeurs d’air pour assurer un apport en air frais aux mineurs et éliminer les gaz accumulés. Mais quelles mesures peut-on prendre à la maison pour limiter l’exposition au radon?

  • Si l’on croit qu’il existe un risque, commencer par faire un test. Les administrations provinciales et fédérale vendent des trousses à cette fin
  • Sceller toutes les fissures dans les murs et le plancher du sous-sol
  • Sceller toutes les ouvertures autour des conduits et des câbles qui entrent dans le sous-sol
  • Améliorer la ventilation dans le sous-sol au moyen de ventilateurs ou d’échangeurs d’air ou encore en ouvrant les fenêtres à l’occasion
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Le radon pénètre dans les bâtiments par des fissures dans les planchers ou les murs des fondations, les drains, les tuyaux et les fenêtres de sous-sol.

Il est à noter que le niveau de radon varie d’un endroit à l’autre. D’ailleurs, la plupart des municipalités peuvent fournir de l’information concernant le niveau de radon sur leur territoire.

À la fin des années 1970 et au début des années 1980, le niveau de radon a été mesuré dans 18 villes des différentes régions du pays dans le cadre d’une enquête menée par Santé Canada. Dans chacune de ces villes, on a déterminé le niveau moyen de radon (mesuré en Bq/m3) et le pourcentage d’habitations où le niveau dépassait 200 Bq/m3. Le niveau moyen était le plus élevé à Winnipeg et Regina et le plus faible à Vancouver. C’est aussi à Winnipeg que l’on a trouvé le pourcentage le plus élevé de maisons où le niveau de radon était supérieur à 200 Bq/m3. À la lumière de cette étude, Santé Canada a constaté qu’il n’existe aucune corrélation entre le niveau de radon dans les habitations et le cancer du poumon et que moins de 0,1 % des habitations canadiennes présentaient un niveau de radon assez élevé pour justifier des mesures correctives.

Réacteur fossile

En 1972, le physicien français Francis Perrin a fait une étrange découverte en examinant des échantillons d’un gisement d’uranium à Oklo, au Gabon. Il a constaté qu’un échantillon avait une teneur en uranium 235 moins élevée que la valeur habituelle. Il s’agit d’une découverte très étonnante, car on connaît avec précision le taux de désintégration radioactive de l’uranium 235.

Oklo
Il y a 1,5 milliard d’années, les conditions naturelles ont déclenché des réactions de fission au gisement d’uranium d’Oklo, au Gabon, créant ainsi des réacteurs nucléaires naturels.

Après avoir prélevé d’autres échantillons et pris des mesures supplémentaires, Francis Perrin est parvenu à une conclusion surprenante : les conditions qui existaient il y a un peu plus de 1,5 milliard d’années étaient réunies pour permettre la création d’un réacteur de fission nucléaire naturel dans le gisement d’uranium d’Oklo. Le chimiste Paul Kazuo Kurod, de l’Université de l’Arkansas, avait bel et bien prévu en 1956 la possibilité qu’il existe des réacteurs naturels, mais on n’en avait trouvé aucun jusque-là.

La réaction nucléaire naturelle est rendue possible par l’eau riche en oxygène qui circule dans les fissures des roches à haute teneur en minerai d’uranium et dissout ainsi l’uranium pour ensuite le déposer dans des concentrations assez élevées pour démarrer la réaction de fission. Il faut un modérateur pour assurer le maintien de la réaction et c’est aussi l’eau qui remplit ce rôle. En présence d’eau, la réaction démarrait et la température du gisement dans le sol atteignait des centaines de degrés Celsius. Par la suite, l’évaporation de l’eau mettait fin à la réaction, car il n’y avait plus de modérateur. Ce cycle de démarrage et d’arrêt s’est reproduit toutes les deux heures et demie pendant une centaine de milliers d’années, consommant ainsi plus de six tonnes d’uranium 235. Depuis 1972, on a trouvé plusieurs réacteurs naturels dans le gisement d’uranium d’Oklo.

Oklo
Caractéristiques géologiques qui ont donné lieu aux réacteurs de fission nucléaire naturels au Gabon. 1. Sites des réacteurs nucléaires; 2. Grès; 3. Couche de minerai d’uranium; 4. Granit.

Comme les sous-produits de fission des réacteurs naturels sont très similaires à ceux que l’on trouve dans le combustible irradié des centrales nucléaires servant à produire de l’électricité, les scientifiques étudient ces réacteurs pour déterminer l’incidence que le combustible nucléaire utilisé aujourd’hui aura sur l’environnement de demain. Ils ont fait des constatations stupéfiantes : après presque deux milliards d’années, les sous-produits radioactifs, notamment le plutonium, se sont déplacés de moins de deux mètres du lieu où ils se sont formés à l’origine dans le gisement même. Le site d’Oklo a permis de recueillir des données et des renseignements précieux sur la façon dont on peut tirer parti des formations géologiques pour stocker en toute sûreté à une grande profondeur le combustible nucléaire irradié canadien.

Le gisement d’Oklo semble assez similaire à ceux du bassin de l’Athabasca en Saskatchewan. L’eau souterraine y a transporté par réaction chimique l’uranium du substrat rocheux dans le grès où il était déposé.

Sources :

Environmental Health Program, Health Canada.
American Nuclear Society, http://www.ans.org/pi/np/oklo/.