Radiation doses to residents of settlements contaminated following nuclear detonations at the Semipalatinsk Nuclear Test Site, Kazakhstan, accounting for shared and unshared uncertainties
Cette étude utilise une approche de Monte Carlo bidimensionnelle pour estimer les doses de rayonnement reçues par les résidents de 34 localités proches du site d'essais nucléaires de Semipalatinsk, révélant que si les doses ont atteint plusieurs grays pour la thyroïde et des centaines de milligrays pour d'autres organes, des incertitudes exceptionnellement grandes, dominées par des paramètres partagés et non partagés, doivent être prises en compte pour éviter tout biais dans les analyses de risques épidémiologiques.
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Depuis des décennies, le monde sait que les essais d'armes nucléaires laissent une marque durable sur l'environnement, mais comprendre exactement quelle quantité de radiations les populations ont absorbées lors de ces essais est resté un casse-tête difficile. Lorsqu'un dispositif nucléaire détonne, il envoie un nuage de poussière radioactive dans l'air. Cette poussière se dépose sur le sol, sur les cultures et sur les animaux. Les populations vivant à proximité sont exposées de deux manières principales : elles reçoivent des radiations directement du sol et de l'air qui les entoure, et elles ingèrent des radiations en consommant de la nourriture ou en buvant du lait provenant d'animaux ayant brouté de l'herbe contaminée. Le défi pour les scientifiques n'est pas seulement de calculer une dose moyenne pour un village, mais de comprendre l'immense incertitude qui entoure ces chiffres. Comme ces essais ont eu lieu il y a soixante ans, de nombreux registres sont incomplets, et les détails sur la façon dont les gens vivaient, ce qu'ils mangeaient et l'endroit exact où le vent a soufflé sont souvent des suppositions basées sur la mémoire ou des données éparses. Cette incertitude est cruciale car si les scientifiques ne peuvent pas mesurer précisément la dose de radiation, ils ne peuvent pas lier de manière fiable cette exposition à des problèmes de santé comme le cancer, ce qui rend difficile l'évaluation du coût réel de ces événements historiques.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs se sont donné pour mission de cartographier ces doses invisibles pour les populations vivant autour du site d'essais nucléaires de Semipalatinsk au Kazakhstan, où l'Union soviétique a mené de nombreux essais atmosphériques entre 1949 et 1962. Au lieu de produire un chiffre unique représentant la « meilleure supposition » de la quantité de radiation reçue par une personne, l'équipe a utilisé une méthode informatique sophistiquée pour générer des milliers de scénarios possibles. Ils ont imaginé un groupe de personnes représentatives de différents âges et ethnies vivant dans trente-quatre localités différentes. Pour chaque personne, l'ordinateur a sélectionné aléatoirement des valeurs pour chaque facteur incertain — comme la durée pendant laquelle le vent a soufflé, la quantité de lait qu'un enfant a bu ou l'épaisseur des murs de sa maison — créant ainsi un vaste nuage d'estimations de doses possibles. Cette approche a permis de voir non seulement la dose la plus probable, mais aussi toute la gamme de ce qui aurait pu se passer, de l'exposition la plus faible plausible à l'exposition la plus élevée.
L'étude s'est concentrée sur trois modes spécifiques d'exposition : rester à l'extérieur en plein air, respirer de la poussière radioactive et boire du lait ou consommer des produits laitiers. Les chercheurs ont constaté que les expositions les plus significatives provenaient de trois essais précis : le tout premier en 1949, un second en 1951 et un troisième en 1956. Pour les villages les plus contaminés, tels que Dolon, Kanonerka et Kainar, la dose de radiation estimée pour la glande thyroïde — la partie du corps la plus sensible à l'iode radioactif — aurait pu atteindre plusieurs grays. Pour d'autres organes, les doses étaient plus faibles, atteignant typiquement plusieurs centaines de milligrays. Les doses thyroïdiennes étaient principalement dues à l'exposition interne, signifiant que la radiation provenait de la consommation d'aliments et de boissons contaminés, particulièrement le lait. En revanche, les doses reçues par le reste du corps provenaient principalement de sources externes, la radiation frappant les gens depuis le sol et l'air environnant.
L'une des découvertes les plus frappantes fut l'ampleur de l'incertitude. Pour un individu seul dans un village contaminé, la dose réelle pourrait varier d'un facteur de dix ou plus. Cela signifie que si la dose la plus probable est d'un certain montant, la dose réelle pourrait facilement être dix fois plus élevée ou dix fois plus faible. Cet écart considérable n'était pas dû au hasard, mais à des facteurs spécifiques affectant des groupes de personnes de la même manière. Par exemple, si la vitesse du vent le jour d'un essai était plus rapide ou plus lente que ce qui avait été enregistré, cela changerait la dose pour tous les habitants d'un village simultanément. De même, si le type de matériau de construction utilisé dans une région était différent de celui supposé, cela déplacerait la dose pour tous les résidents de cette zone. L'étude a montré que ces incertitudes partagées sont la principale source d'erreur et qu'elles peuvent créer un biais qui fausse les études de santé si elles ne sont pas correctement prises en compte.
Les chercheurs ont également examiné de près comment différents modes de vie modifiaient le résultat. Ils ont découvert que l'ethnicité jouait un rôle surprenant dans la dose reçue. Dans certains villages, les résidents kazakhs ont reçu des doses thyroïdiennes plus élevées que leurs voisins russes en raison de différences alimentaires. Les familles kazakhes étaient plus susceptibles de boire du koumiss, une boisson fermentée faite à partir de lait de cheval. Les chevaux transfèrent l'iode radioactif dans leur lait plus efficacement que les vaches, entraînant des niveaux de radiation plus élevés dans la boille. Dans d'autres cas, les résidents russes recevaient des doses plus élevées car ils étaient plus susceptibles de vivre dans des maisons en bois, qui offrent moins de protection contre la radiation extérieure que les maisons en terre cuite ou en brique communes aux familles kazakhes. L'étude a également souligné que les efforts d'évacuation, tels que ceux précédant un essai de 1953, ont considérablement réduit les doses pour certains villages, bien que le moment de ces évacuations demeure une source d'incertitude.
Enfin, l'article conclut que les doses de radiation provenant de ces essais historiques sont bien plus incertaines que ce que l'on pensait auparavant. Les auteurs soutiennent que s'appuyer sur un chiffre moyen unique pour décrire l'exposition d'une population n'est plus scientifiquement suffisant. Au contraire, ils insistent sur le fait que toute étude future tentant de lier ces essais à des résultats de santé doit utiliser toute la gamme des doses possibles pour comprendre le risque. Ce travail confirme que si la contamination était réelle et les doses significatives pour certains, l'impact précis sur n'importe quel individu est impossible à déterminer avec certitude. La seule réponse honnête est une large gamme de possibilités, une réalité qui doit être embrassée pour véritablement comprendre l'héritage de l'ère nucléaire.
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