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ajoutez deux neutrons supplémentaires à l’élément le plus léger et l’hydrogène devient radioactif, ce qui lui vaut le nom de tritium. Même avant L’accident de Three Mile Island en 1979, les régulateurs craignaient que ce sous-produit omniprésent des réacteurs nucléaires ne constitue une menace pour la santé humaine. L’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis n’avait que sept ans lorsqu’elle a mis les premières règles sur les livres pour le tritium en 1977., Mais il s’est passé beaucoup de choses au cours des décennies qui ont suivi, et il ne s’agit pas seulement d’une liste plus longue d’accidents nucléaires.
les effondrements de Tchernobyl et de Fukushima ont laissé échapper beaucoup de tritium, mais il y a donc une série apparemment sans fin de fuites dans les réacteurs vieillissants aux États-Unis et ailleurs. De telles fuites ont incité L’EPA à annoncer le 4 février son intention de revoir les normes pour le tritium qui a trouvé son chemin dans l’eau—ce qu’on appelle l’eau tritiée, ou HTO-ainsi que les limites de risque pour l’exposition individuelle aux rayonnements et le stockage des déchets nucléaires, entre autres questions entourant l’énergie nucléaire.,
l’annonce récente de L’agence dans le Federal Register indique que des niveaux de tritium atteignant 3,2 millions de picocuries par litre (pCi/L) dans les eaux souterraines ont été signalés à la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis (NRC) dans certaines installations nucléaires. (Une curie est une unité d’émission de rayonnement; une picocurie est un trillionième d’une curie.) C’est 160 fois plus élevé que la norme établie en 1977 par la toute jeune EPA—et le CNRC a fait des mesures encore plus élevées dans certaines installations nucléaires., « En raison de ces rejets dans les eaux souterraines à ces sites et des enquêtes connexes, l’agence estime qu’il est prudent de réexaminer son hypothèse initiale en 1977 selon laquelle la voie de l’eau n’est pas une voie préoccupante », a déclaré L’EPA dans son dépôt.
cette nouvelle évaluation risque toutefois de s’avérer difficile, car il est difficile de maîtriser le tritium tant du point de vue radiologique que de la santé humaine. D’une part, il existe des preuves que le risque lié au tritium est négligeable et que les normes actuelles sont plus que préventives., D’autre part, il existe également des preuves que le tritium pourrait être plus nocif qu’on ne le pensait à l’origine.
Or, comme l’observe un physicien de la santé qui étudie le tritium depuis des années, dans les années 1970, L’EPA ne s’est fondée sur aucune étude de santé pour établir ses normes initiales. Au lieu de cela, L’EPA a rétrocalculé les niveaux acceptables de tritium dans l’eau à partir de l’exposition aux radionucléides déjà existants provenant des essais d’armes nucléaires dans les eaux de surface., « Ce n’est pas une norme basée sur la santé, mais sur ce qui était facilement réalisable », remarque David Kocher du Oak Ridge Center for Risk Analysis, qui a évalué les risques pour la santé du tritium et a passé 30 ans au Oak Ridge National Laboratory. La norme de 20 000 pCi / L d’eau potable a facilité la conformité. « Aucune eau potable n’était à proximité, donc cela ne coûtait rien à rencontrer. »
selon les calculs de L’EPA, la norme de 1977 devrait entraîner une dose de rayonnement supplémentaire de moins de quatre millirems, ou 40 microsieverts par an, à peu près la quantité d’une radiographie pulmonaire., (Un rem est une unité de dosage de l’exposition aux rayons X et gamma; un sievert équivaut à 100 rem.) Mais la norme pose la question: le tritium est – il sûr à boire?
contexte naturel
l’EPA devra prendre en compte des données complexes mais rares sur l’exposition au tritium dans la formulation de nouvelles normes. Les calculs des niveaux d’exposition doivent tenir compte non seulement des niveaux dans les eaux autour des centrales nucléaires, mais aussi de l’exposition à l’eau potable, ainsi que des rayonnements provenant de sources naturelles.
Dans L’atmosphère, les rayons cosmiques produisent quatre millions de curies de tritium chaque année., Ce tritium atmosphérique se répand dans les eaux de surface. Les centrales nucléaires du monde entier produisent à peu près la même quantité chaque année, bien que la production (et les rejets) varient d’une installation à l’autre. Par exemple, la centrale nucléaire de Beaver Creek en Pennsylvanie est le plus grand producteur d’eau tritiée aux États-Unis, selon les données du CNRC, produisant environ 1,5 curies par mégawatt d’électricité produit. Encore plus s’échappe en vapeur des centrales comme Palo Verde en Arizona, dont les trois réacteurs se combinent pour produire plus de 2 000 curies de vapeur tritiée par an.,
mais les centrales nucléaires et les rayons cosmiques sont dépassés par des ordres de grandeur par l’héritage des essais de bombes nucléaires. L’utilisation de déclencheurs de tritium pour faire exploser des bombes thermonucléaires au-dessus du sol a produit de grandes quantités de tritium atmosphérique. Pour chaque mégatonne d’explosion nucléaire, il en résultait environ sept mégacuries de tritium. Malgré la fin des essais hors sol, conduisant à un pic de production de tritium en 1963, le tritium fabriqué à la bombe persiste, se décomposant sur une demi-vie de 12 ans., Pour que les niveaux de tritium atteignent moins de 1% de la quantité initiale libérée par les essais d’armes nucléaires, il faudra donc sept demi-vies, soit 84 ans. « Le déclenchement de toutes ces bombes à hydrogène au-dessus du sol a envoyé une impulsion énorme dans l’atmosphère », note Kocher, qui est également membre du Conseil National de la radioprotection et de la mesure. « C’est pratiquement partout. »
En fait, tout le monde boit de l’eau tritiée., « Les gens sont exposés à de petites quantités de tritium chaque jour, car il est largement dispersé dans l’environnement et dans la chaîne alimentaire », comme le note L’EPA dans ses informations publiques sur le radionucléide.
Ce tritium fabriqué à la bombe finira par se désintégrer complètement (en supposant que l’interdiction de test soit maintenue), laissant les centrales électriques et les rayons cosmiques comme sources principales, ainsi que les contributions mineures du tritium dans les signes photoluminescents et similaires. Mais les centrales nucléaires n’ont pas réussi à contenir le tritium, qu’il s’agisse de fuites de vapeur ou d’eau dans les centrales américaines., En 2005, un groupe d’agriculteurs de L’Illinois a poursuivi avec succès le service public Exelon pour l’eau tritiée s’échappant de la centrale nucléaire de Braidwood qui avait contaminé leurs puits, même si les niveaux étaient inférieurs à ceux fixés par L’EPA.
Et il y a au moins 400 000 mètres cubes d’eau tritiée maintenant dans le complexe nucléaire de Fukushima Daiichi, détruit au Japon, qui a subi de multiples effondrements après le tremblement de terre de 2011 et le tsunami qui a suivi., Une série de technologies y filtrent 62 particules radioactives différentes créées par les effondrements de Fukushima-ne laissant de côté que le tritium, en grande partie parce qu’il est difficile et coûteux de séparer l’eau de l’eau. Des entreprises telles que Kurion, qui aide déjà à filtrer les radionucléides comme le césium, suggèrent qu’elles ont une solution si les Japonais veulent également éliminer le tritium. « C’est à TEPCO et au peuple japonais de décider ce qu’ils veulent faire de cette eau », explique le scientifique des matériaux Gaetan Bonhomme, vice-président de la planification stratégique et des initiatives chez Kurion., « Il s’agit d’un radionucléide et il suscite l’inquiétude du public. »
Le procédé Kurion concentre le radionucléide dans un petit volume d’eau. Un matériau exclusif capture ensuite le tritium et le stocke—et ne le libère pas avant d’être chauffé au-dessus de 500 degrés Celsius. « C’est stable dans un accident », note Bonhomme.
La technologie pourrait être appliquée partout où le tritium est produit, y compris les réacteurs nucléaires vieillissants aux États-Unis.C’est L’espoir de Bonhomme et d’autres qu’en offrant une solution pour le tritium et d’autres déchets nucléaires, ils peuvent aider à atténuer les craintes de fission comme source d’électricité., Mais tout traitement sera plus coûteux que de simplement déverser de l’eau tritiée. « Si c’était vraiment une question de science, nous libérerions la majeure partie du tritium de l’énergie nucléaire dans le courant d’eau, parce que c’est la meilleure façon de le diluer », admet Bonhomme.
la question devient donc: est-ce que le traitement du tritium en vaut la peine? Et que la réponse dépend du risque.
Le Cancer big C
est le principal risque de l’ingestion de tritium par les humains. Lorsque le tritium se désintègre, il recrache un électron de faible énergie (environ 18 000 électrons volts) qui s’échappe et se claque dans L’ADN, un ribosome ou une autre molécule biologiquement importante., Et, contrairement à d’autres radionucléides, le tritium fait généralement partie de l’eau, il se retrouve donc dans toutes les parties du corps et peut donc, en théorie, favoriser tout type de cancer. Mais cela contribue également à réduire le risque: toute eau tritiée est généralement excrétée en moins d’un mois.
certaines preuves suggèrent que le type de rayonnement émis par le tritium—une particule dite bêta-est en fait plus efficace pour provoquer le cancer que le rayonnement à haute énergie tel que les rayons gamma, même si la peau peut bloquer une particule bêta., La théorie est que l’électron de basse énergie produit en fait un plus grand impact parce qu’il n’a pas l’énergie pour voyager aussi loin et étendre son impact. À la fin de son voyage à l’échelle atomique, il délivre la majeure partie de son énergie ionisante dans une piste relativement confinée plutôt que de perdre de l’énergie tout au long de son trajet comme une particule de plus haute énergie. Ceci est connu sous le nom de densité d’ionisation, et a été montré avec la forme similaire de rayonnement appelé une particule alpha.
L’ionisation est ce qui rend le rayonnement dangereux pour la santé humaine., Essentiellement, la particule radioactive se brise dans l’atome ou la molécule et pousse un électron ou une autre particule, laissant cet atome ou cette molécule dans un État chargé ou ionisé. Ces molécules chargées peuvent alors causer d’autres dommages lorsqu’elles interagissent avec d’autres atomes et molécules. Cela inclut les dommages à L’ADN, aux gènes et à d’autres mécanismes cellulaires. Au fil du temps, cette instabilité de l’ADN augmente le risque de cancer. En conséquence, les scientifiques travaillent en supposant que toute quantité de rayonnement pose un risque pour la santé.,
La densité d’ionisation suggère que l’exposition au tritium peut avoir un risque accru de causer le cancer. L’Institut national pour la sécurité et la santé au travail calcule la compensation due aux travailleurs de l’énergie qui développent des cancers qui peuvent avoir été causés par l’exposition aux rayonnements ionisants avec une telle efficacité biologique accrue du tritium à l’esprit comme le fait le fonds pour les quelque 200 000 personnes qui ont servi sur les sites,
mais il n’y a pas d’étude épidémiologique définitive pour évaluer le risque réel de tritium, et les études animales font également défaut. Les taux de cancer chez les survivants Japonais des bombes nucléaires larguées sur Hiroshima et Nagasaki peuvent révéler peu parce qu’ils n’ont pas été exposés au tritium non plus. « Vous avez besoin d’énormes populations d’étude pour avoir une chance de voir quoi que ce soit », note Kocher, et cet argent n’est tout simplement pas disponible. « Il n’y a pas besoin impérieux de dépenser l’argent nécessaire pour ce faire. »
pour rendre les choses encore plus délicates, la radioactivité du tritium est difficile à détecter., Parce que le tritium d’électrons crache n’est pas une particule pénétrante ou à haute énergie, il est difficile pour les dispositifs de surveillance des rayonnements de détecter même. Cela rend la mesure de la dose de rayonnement du tritium difficile. « La dosimétrie a été un problème », note Kocher. « Je pense qu’une étude épidémiologique définitive est probablement impossible. »
en fait, l’effort actuel du Conseil national de recherches pour déterminer le risque de cancer de vivre près d’une centrale nucléaire aux États-Unis n’examinera pas le risque spécifique des fuites de tritium., « Notre étude n’examinera pas les risques de cancer liés aux fuites en tant qu’événements distincts, ce ne sera donc pas une source d’information utile pour établir un lien entre la survenue d’un cancer ou le décès par cancer et l’ingestion de tritium », a déclaré Ourania Kosti, directrice de l’étude en cours et agente principale de programme à L’Institut de médecine des Académies nationales, dans une réponse par courriel.
Ce manque de données peut compliquer la nouvelle réglementation de l’EPA., Les régulateurs fédéraux pourraient choisir de maintenir les normes existantes (comme cela a été fait après des réévaluations dans le passé) ou de regarder ce que les différents états ont fait, bien que partout le tableau reste assombri par des incertitudes.
Certains états comme le Colorado et la Californie, ont fixé des objectifs inférieurs pour le tritium dans l’eau potable. Par exemple, le Département de L’énergie des États-Unis a accepté de nettoyer les eaux de surface entourant son ancienne installation de production D’armes nucléaires Rocky Flats dans le Colorado à un niveau de 500 pCi/L., En comparaison, les niveaux d’eau tritiée trouvés dans un puits de surveillance près de la centrale nucléaire d’Oyster Creek qui fuit dans le New Jersey ont atteint 4,5 millions de pCi/L, bien qu’aucune eau tritiée n’ait encore été détectée hors site.
à Braidwood dans L’Illinois, l’eau tritiée s’était propagée par des fuites dans un panache, atteignant des niveaux de 1 600 pCi / L dans les eaux souterraines sous les champs agricoles voisins. En cas de consommation pour une année entière, l’eau tritiée à ce niveau entraînerait une dose supplémentaire de rayonnement d’environ 0,3 millirem., C’est 1 000 fois moins que la quantité de rayonnement provenant de sources naturelles absorbée par l’Américain moyen en une année et 12 fois moins que la dose absorbée au cours d’un seul vol à travers les États-Unis.à titre de comparaison, une radiographie pulmonaire, qui appartient également à la classe de rayonnement qui semble être plus efficace sur le plan biologique, donne une dose de quatre millirem.
l’innocuité potentielle soulève la question de savoir si des normes plus strictes sont vraiment nécessaires – ce qui est la détermination de L’EPA la dernière fois qu’elle a revisité ces normes à la fin du 20ème siècle., « Je pense que les niveaux de tritium dans l’eau potable aujourd’hui sont suffisamment bas pour que je ne m’inquiète pas », dit Kocher. « La bonne nouvelle à propos du tritium est que: même si vous inspirez ou ingérez énormément, il va sortir de votre corps. »Il ajoute: « Juste quelques bières et vous avez terminé. »