Effets biologiques des neutrons : mécanismes et applications

Biological effects of neutrons, mechanisms and applications

Institut de protection et de sûreté nucléaire, IPSN, BP6, F-92265 Fontenay-aux-Roses Cedex, France. Mél: philippe.voisin@ipsn.fr.

Reçu : 15 Janvier 1999
Accepté : 19 Juillet 1999

Résumé

L'intérêt d'étudier les effets des rayonnements ionisants sur les structures biologiques 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. Parmi l'ensemble de ces études autant fondamentales qu'appliquées, les neutrons occupent une place importante, en raison de leur mode particulier d'ionisation indirecte et de leurs applications tant civiles que militaires. Cette revue a pour but de rappeler certains effets biologiques spécifiques des neutrons et les moyens biologiques de les mesurer. Ces effets sont globalement plus graves que ceux provoqués par les rayonnements de plus faible TEL (rayonnements X et g) pris comme référence, à tous les niveaux de mesure utilisés, que ce soit les aberrations chromosomiques, la survie cellulaire ou la carcinogénèse. Cette différence est vraisemblablement liée à la densité du dépôt d'énergie dans les cibles vitales de la cellule, et à l'absence de variations significatives liées à l'oxygénation, au débit de dose ou au fractionnement. De tels effets délétères à considérer en cas d'accident de criticité peuvent paradoxalement devenir des avantages en cas d'irradiation thérapeutique.

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 problems such as the accidental overexposure or radiotherapy treatment. Among these fundamental or applied studies, the neutrons effects take an important part, because of their particular mode of indirect ionization effect and their applications, as well civil as military 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 g-rays) taken as reference, for all 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 become an advantage in the follow-up of therapeutic treatment.