Effets biologiques des neutrons : mécanismes et applications

Abstract

Biological effects of neutrons, mechanisms and applications.The interest to study the ionizing radiations effects on the biological structures concern not only the fundamental comprehension of the mechanisms leading to the radiation damage but also much more pragmatic prohlems such as the accidental overexposure or radiotherapy treatment. Among these fundamental or applied studies, the neutrons effects take an important part, because OP tbeir particular mode of indirect ionization effect and their applications, as well civil as miliîary ones. The purpose of this review is to point out some specific biological effects of neutrons and to describe biological methods to measure them. It clearly appears that neutrons biological effects are more deleterious than those caused by the radiations of lower TEL (X-and y-rays) taken as reference, for al1 the measurement levels used, genes mutations, chromosome aberrations, cellular survival or carcinogenesis. This difference is probably related to the density of the energy deposit in the Vital cell targets, and to the absence of significant variations related to oxygenation, dose rate or dose fractionation. Such toxic effects, when considered in the course of a criticality accident, can paradoxically hecome an advantage in the follow-up of therapeutic treatment. IntroductionLes organismes vivants sont généralement très sensibles à l'action des rayonnements ionisants. Pourtant, à considérer l'aspect purement physique, pour une dose létale à l'organisme humain de 10 Gray, délivrée en un temps très court et uniformément, les dommages dus à l'effet direct des radiations (décomposition de l'eau) sont incapables à eux seuls d'expliquer cet effet létal (Poretti, 1988). En réalité, cette sensibilité est due à l'impact des rayonnements sur les structures hautement organisées qui les composent (ADN, membranes), et dont les dommages deviennent rapidement létaux, sinon pour l'organisme entier, du moins pour les cellules qui les subissent.C intérêt d'étudier les effets biologiques des rayonnements ionisants relève non seulement de la compréhension fondamentale des mécanismes aboutissant aux dommages radio-induits mais aussi de problèmes beaucoup plus pragmatiques que sont les irradiations accidentelles ou la radiothérapie. Pour les irradiations accidentelles, en effet, il s'agit d'estimer au mieux les doses reçues par les personnes irradiées, la zone irradiée et son étendue. Pour la radiothérapie, il s'agit d'évaluer plus spécifi-quement les effets des rayonnement? ionisants sur les tissus sains et d'assurer le contrôle des tumeurs, c'est-à-dire de la perte de leur capacité de prolifération. C'est la << mort différée >> au sens radiobiologique du terme (Tubiana et al., 1986).Parmi l'ensemble des rayonnements directement et indirectement ionisants, les neutrons occupent une place à part. Le choc direct de la particule neutre peut créer des dommages moléculaires, mais ce sont surtout les protons de recul libérés par diffusion qui sont responsables d'ionisations secondaires et d'u...