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Le tritium

Quels sont les effets biologiques du tritium ?

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​​​En raison de ses propriétés chimiques similaires à celles de l’hydrogène, le tritium est extrêmement mobile dans les organismes vivants et s’échange avec les atomes d’hydrogène au sein de molécules biologiques comme les protéines et l’ADN.


Biocinétique et dosimétrie du tritium

La détermination de la dose consécutive à l’incorporation de tritium doit tenir compte de sa biocinétique, c’est-à-dire des variations de sa concentration, à la fois dans le temps et dans les différents organes et tissus (absorption, distribution, métabolisme et élimination).

La biocinétique et la dosimétrie du tritium font l'objet de recherches depuis plusieurs décennies. Alors que la biocinétique et la dosimétrie du tritium sous forme d'HTO sont relativement simples en raison de sa distribution homogène dans le corps, celles du TOL sont complexes du fait de la grande variété de formes moléculaires possibles du TOL qui ont des affinités variables avec les différentes molécules qui composent les cellules et les organes. Les modèles biocinétiques développés permettent de prédire la rétention et l’excrétion du tritium sous forme HTO ou TOL. Ils permettent également d’estimer les coefficients de dose du tritium pour une incorporation sous forme d’HTO ou de TOL. Ces coefficients restent très inférieurs à ceux calculés pour d’autres radionucléides, traduisant une radiotoxicité relativement faible du tritium.

Culture hydroponique.jpg

Culture hydroponique d'herbe. L'herbe est cultivée dans un sas qui permet de maintenir une concentration constante en tritium, puis analysée pour quantifier le radionucléide présent dans l'eau et la matière organique de la plante. L'objectif de l'expérience est d'étudier le transfert du tritium aux végétaux.

Source :Florence Levillain/Signatures/Médiathèque IRSN

 

Radiobiologie et radiotoxicologie du tritium

Les effets du tritium ont été étudiés sur des animaux de laboratoire, principalement des rongeurs. Ces études expérimentales ont démontré que, à dose équivalente, le tritium induit des effets biologiques à la fois stochastiques (effets à long terme) et déterministes (effets immédiats) , du même type que ceux induits par d'autres types de rayonnements. Comme cela est observé avec d'autres rayonnements, la gravité des effets déterministes augmente avec l'augmentation de la dose dans les tissus.

Concernant les effets déterministes observés après exposition chronique via l’eau de boisson, la concentration la plus faible à partir de laquelle est observée une augmentation de la mortalité des souris est de 1,5.108 kBq/L, correspondant à une dose de 11 Gy. Sur l’embryon et le fœtus, des effets neurologiques et sur les organes reproducteurs ont été rapportés à partir des concentrations de 5.103 à 1.105 kBq/L d’eau corporelle (0,4 – 0,6 Gy). Une exposition prolongée à l’HTO à des doses relativement fortes (1-8 Gy) conduit à une diminution de la réponse immunitaire des animaux qui peut ou non être réversible en fonction de la dose.

Concernant les effets stochastiques, bien que l'effet cancérogène de l'exposition au tritium n'ait pas autant été étudié en profondeur que celui des rayonnements gamma et des rayons X, plusieurs études expérimentales ont démontré un effet cancérogène de l'exposition au tritium à forte dose, sous forme d’HTO. En raison de l'absence d'information disponible pour l'homme, les estimations des risques de cancer pour le tritium sont dérivées des études expérimentales.

Concernant la toxicité relative des différentes formes de tritium, les résultats expérimentaux montrent que, pour la même activité administrée, l’efficacité biologique de certaines formes de TOL serait plus élevée que celle de l’HTO, que ce soit pour l'induction d'effets déterministes ou stochastiques.

 

Radiotoxicologie environnementale du tritium

Les études sur l’impact d’une exposition environnementale au tritium sur les espèces sauvages et les écosystèmes sont en faible nombre et concernent essentiellement des expositions à de l’HTO à fortes doses, chez des espèces de rongeurs ou de poissons. Les principaux effets observés sont (i) des altérations comportementales chez la progéniture de souris exposées au tritium lors de l’organogénèse du fœtus, (ii) une suppression de la réponse immunitaire chez des juvéniles de truites (iii) des effets sur la reproduction de rats (réduction du nombre d’ovocytes chez les mères et dans la première génération (F1), réduction du nombre de spermatozoïdes et de la fécondité dans les deuxièmes et troisièmes générations (F2 et F3)), et (iv) effets sur la reproduction de poissons (baisse de la fécondité et de la fertilité, malformations embryonnaires)).   

 

Quel risque présente-t-il pour la santé humaine ?

L'estimation des risques pour l'homme après une exposition aux rayonnements ionisants est fondée sur la détermination d'une dose d'exposition.

Peu d’études épidémiologiques se sont intéressées aux risques sanitaires associés au tritium. La plupart de ces études ont porté sur des travailleurs du nucléaire, et quelques-unes ont porté sur des populations voisines de sites nucléaires ou se sont intéressées aux effets potentiels liés aux retombées de tritium après les essais de bombes nucléaires des années 1950 et 60. Néanmoins, ces études sont peu instructives sur les risques potentiels associés au tritium, principalement du fait de la qualité limitée des protocoles, du manque d’information sur la dose due au tritium, et par manque de puissance statistique. L’ensemble des données épidémiologiques disponibles ne permet pas de montrer une relation entre l’exposition au tritium et un risque accru de cancer. Néanmoins, les études réalisées présentaient des limites importantes, rendant difficile l’interprétation des résultats.

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