Institute for Radiation Protection and Nuclear Safety (IRSN)
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Lifetime excess absolute risk for lung cancer due to exposure to radon: results of the pooled uranium miners cohort study PUMA
No full textInternational audienceAbstract The Pooled Uranium Miners Analysis (PUMA) study is the largest uranium miners cohort with 119,709 miners, 4.3 million person-years at risk and 7754 lung cancer deaths. Excess relative rate (ERR) estimates for lung cancer mortality per unit of cumulative exposure to radon progeny in working level months (WLM) based on the PUMA study have been reported. The ERR/WLM was modified by attained age, time since exposure or age at exposure, and exposure rate. This pattern was found for the full PUMA cohort and the 1960 + sub-cohort, i.e., miners hired in 1960 or later with chronic low radon exposures and exposure rates. The aim of the present paper is to calculate the lifetime excess absolute risk (LEAR) of lung cancer mortality per WLM using the PUMA risk models, as well as risk models derived in previously published smaller uranium miner studies, some of which are included in PUMA. The same methods were applied for all risk models, i.e., relative risk projection up to <95 years of age, an exposure scenario of 2 WLM per year from age 18–64 years, and baseline mortality rates representing a mixed Euro-American-Asian population. Depending upon the choice of model, the estimated LEAR per WLM are 5.38 × 10 − 4 or 5.57 × 10 − 4 in the full PUMA cohort and 7.50 × 10 − 4 or 7.66 × 10 − 4 in the PUMA 1960 + sub-cohort, respectively. The LEAR per WLM estimates derived from risk models reported for previously published uranium miners studies range from 2.5 × 10 − 4 to 9.2 × 10 − 4 . PUMA strengthens knowledge on the radon-related lung cancer LEAR, a useful way to translate models for policy purposes
Assessing the chronic effect of the bioavailable fractions of radionuclides and heavy metals on stream microbial communities: A case study at the Rophin mining site
No full textInternational audienceThis study aimed to assess the potential impact of long-term chronic exposure (69 years) to naturally-occurring radionuclides (RNs) and heavy metals on microbial communities in sediment from a stream flowing through a watershed impacted by an ancient mining site (Rophin, France). Four sediment samples were collected along a radioactivity gradient (for 238U368 to 1710 Bq.Kg−1) characterized for the presence of the bioavailable fractions of radionuclides (226Ra, 210Po), and trace metal elements (Th, U, As, Pb, Cu, Zn, Fe).Results revealed that the available fraction of contaminants was significant although it varied considerably from one element to another (0 % for As and Th, 5–59 % for U). Nonetheless, microbial communities appeared significantly affected by such chronic exposure to (radio)toxicities. Several microbial functions carried by bacteria and related with carbon and nitrogen cycling have been impaired. The high values of fungal diversity and richness observed with increasing downstream contamination (H′ = 4.4 and Chao1 = 863) suggest that the community had likely shifted toward a more adapted/tolerant one as evidenced, for example, by the presence of the species Thelephora sp. and Tomentella sp. The bacterial composition was also affected by the contaminants with enrichment in Myxococcales, Acidovorax or Nostocales at the most contaminated points.Changes in microbial composition and functional structure were directly related to radionuclide and heavy metal contaminations, but also to organic matter which also significantly affected, directly or indirectly, bacterial and fungal compositions. Although it was not possible to distinguish the specific effects of RNs from heavy metals on microbial communities, it is essential to continue studies considering the available fraction of elements, which is the only one able to interact with microorganisms
Développement d'un chargeur à décharge couronne pour la mesure à 10 Hz de la concentration d'aérosol atmosphérique
No full textThe goal is to develop an aerosol charger based on a corona discharge for atmospheric concentration measurements (10^3-10^5 cm^-3) within a response time of 100 ms.Two ion sources, point-To-Hole and wire-To-Slit have been characterized. The increase of the ion flow in the post-Discharge by EHD ion confinement in both the discharge gap and the hole has been shown.At first, using an experimental survey driven in two mixing configurations, concentric and face-To-Face, we have confirmed the aerosol diffusion charging law which depends on aerosol diameter and Ni.t product, with Ni, the ions concentration and t, the charging time. Thus, the originality of this charger relies on the very high heterogeneity of unipolar ion densities (Ni0 >10^9 cm^-3) required to compensate the charging time of 50 ms. In these conditions, we have shown that aerosol diameter and the charging dynamic (which depends also on the diameter) control the aerosol trajectory.The chargers have, next, been compared in different operating conditions, mainly in terms of the maximal charging and the minimal losses. In the chosen charger (point-To-Hole ion source and concentric mixing), the relations charge/mobility and losses according to diameter have been characterized. We have also shown the linearity of the charged particles current with the aerosol concentration which allows the current-Concentration data inversionThe preliminary measurement system composed by the charger, the separator and the particle current measurements, satisfies the objectives of the study in terms of the concentration detection limit (10^3 cm^-3) and the response time (100 ms). We have thus shown the feasibility of an atmospheric aerosol concentration measurement system at 10 Hz using a corona discharge charger provided that the separation power is improved. Furthermore, knowing that aerosol losses are negligible and the lower limit of the partial charging, the developed charger is adaptable with other applications.Le but est de développer un chargeur d’aérosols submicroniques à décharge couronne pour la mesure de concentration atmosphérique (10^3-10^5 cm^-3) avec un temps de réponse de 100 ms.Deux sources d’ions, pointe-Trou et fil-Fente ont été caractérisées. L’augmentation du flux d’ions extrait en post-Décharge par confinement EHD des ions tant dans l’espace inter-Électrodes que dans l’extracteur a été mis en évidence.L’étude expérimentale de deux configurations de mélange, concentrique et face-À-Face, a d’abord permis de confirmer la loi de charge des aérosols par diffusion d’ions qui dépend du diamètre des particules et du produit Ni.t, avec Ni, la densité d’ions et t, le temps de charge. L’originalité de ce chargeur repose sur l’hétérogénéité des densités d’ions unipolaires (Ni0>10^9cm^-3) requises pour compenser le temps de charge inférieur à 50 ms. Dans ces conditions hétérogènes, nous avons montré que la taille et la dynamique de charge qui en dépend, contrôlent la trajectoire de l’aérosol.Les différents chargeurs ont ensuite été comparés selon les conditions de fonctionnement, principalement en termes de charge maximale et pertes minimales. Dans le chargeur retenu (source d’ions pointe-Trou et mélange concentrique), les relations charge/mobilité et les pertes en fonction du diamètre d’aérosol ont ensuite été caractérisées. Nous avons montré la linéarité du courant de particules chargées avec la concentration qui permet l’inversion de données. Le système préliminaire de mesure comprend le chargeur, le séparateur et la mesure du courant répond aux objectifs de l’étude en termes de limite de détection en concentration (<10^3 cm^-3) et de temps de réponse (< 100 ms). Nous avons donc démontré la faisabilité d’un système de mesure de concentration d’aérosol atmosphérique à 10 Hz, a l’aide d’un chargeur à décharge couronne, sous réserve d’améliorer le pouvoir de séparation. En outre, aux vues des pertes d’aérosol négligeables et de l’abaissement de la limite de charge partielle, le chargeur développé est compatible avec d’autres applications
Risques pour la santé humaine liés aux proliférations d’Ostreopsis spp. sur le littoral basque
No full textCitation suggérée : Anses. (2023). Risques pour la santé humaine liés aux proliférations d’Ostreopsis spp. sur le littoral basque. (saisine 2021-SA-0212). Maisons-Alfort : Anses, 244 p.Au cours des dernières décennies, les dinoflagellés du genre Ostreopsis ont été identifiés dans les eaux marines de plusieurs pays européens tels que l’Albanie, la Croatie, Chypre, l'Espagne, la France, la Grèce, l'Italie, Monaco et le Portugal . Ces microalgues sont principalement benthiques et vivent de préférence sur des substrats biotiques, comme des macrophytes (macroalgues et phanérogames marines). Elles peuvent néanmoins se retrouver en suspension dans l’eau (elles sont alors planctoniques) ou même former des agrégats en surface, on les nomme alors fleurs d’eau. Ces microalgues peuvent causer des intoxications humaines lorsque les cellules ou les toxines qu’elles produisent sont présentes dans l’eau de mer, dans les embruns et aérosols ou dans certains produits de la mer. L’exposition peut se faire :• par voie respiratoire (inhalation et/ou contact avec les aérosols lors de promenade, de surveillance des plages, des activités de baignade et nautiques, etc.) ;• par contact cutané avec de l’eau de mer ou des macrophytes, support d’Ostreopsis(lors des activités de baignade et/ou nautiques) ;• par ingestion d’eau de mer lors de la baignade ou de pratiques d’activités nautiques ou encore en cas de consommation de produits de la mer contaminés par des toxinesproduites par Ostreopsis spp.Des manifestations cliniques telles que toux, rhinorrhée, irritations de la sphère ORL et des yeux, céphalées, fièvre, difficultés respiratoires, nausées, vomissements, diarrhées, douleurs abdominales, myalgies, rougeurs ou démangeaisons sont alors observées chez les personnes exposées à Ostreopsis.En France, la présence d’Ostreopsis est identifiée de façon récurrente sur les côtesméditerranéennes depuis une quinzaine d’années. Plus récemment, 674 personnes ont développé des signes et des symptômes associés aux proliférations d’Ostreopsis sur la côte basque française durant l’été 2021. Le bilan épidémiologique de ces intoxications montre qu’il n’existe pas de différence clinique avec les effets observés lors des épisodes de prolifération d’Ostreopsis cf. ovata du pourtour méditerranéen.Les investigations menées par l’Ifremer ont mis en évidence sur la côte basque la présence de deux espèces de microalgues du genre Ostreopsis pendant les épisodes de proliférations de 2021 et 2022 : O. cf. siamensis et O. cf. ovata.Si la première, O. cf. siamensis, est présente sur cette côte depuis 2018, la seconde, O. cf. ovata, a été identifiée dans cette partie du golfe de Gascogne pour la première fois en 2021.Ostreopsis cf. ovata est connue pour produire des toxines dont la structure est proche de celle de la palytoxine (PLTX). Ces molécules pourraient être à l’origine des symptômes observés dans les populations humaines, d’autant plus que certaines d’entre elles ont été détectées dans les aérosols en Méditerranée
Vers l'utilisation d'ensembles météorologiques pour la dispersion à courte distance de radionucléides en cas de rejets accidentels dans l'atmosphère : propagation des incertitudes et comparaison à des mesures radiologiques dans l'environnement
No full textAtmospheric dispersion models are useful during a nuclear accident to assist in crisis management, to predict the dose likely to be received by the population during the passage of the plume of radionuclides released into the atmosphere and recommend countermeasures to the decision makers. However, it is essential to take into account the uncertainties inherent to these simulations. One of the most influential sources of uncertainties are the meteorological fields fed to the dispersion models. In the first part of this thesis, we used the Météo-France PEARO fine-scale meteorological ensemble, coupled to the dispersion model pX, developed at IRSN, to integrate meteorological uncertainties into dispersion simulations. The quality of the PEARO-pX simulations thus constructed was evaluated using radiological measurements, carried out by IRSN/LRC, of the air activity concentrations of dolar^{85}dolarKr, a radionuclide released by the Orano La Hague plant during the spent nuclear fuel reprocessing process. The results highlight the added value of ensemble forecasts compared to a single deterministic one. In the second part of the thesis, the study focuses on the computational time constraints that limit the use of all members of a meteorological ensemble in a crisis situation. To address this issue, one of the approaches is to reduce the number of simulations composing the meteorological ensemble used as input to the dispersion model, by selecting representative members ("clustering") who are supposed to represent a large part of the uncertainty of the absolute ensemble. Several Machine Learning algorithms are used in meteorology to optimize ensemble forecasting systems. In this study, we compare the statistical performance of partitioning clustering (K-means) and hierarchical clustering (Complete-linkage and Ward). Since the wind is one of the most sensitive meteorological variables for atmospheric dispersion, the three clustering methods are applied to the wind fields in order to classify the meteorological members of AROME EPS into similar clusters. Then, a representativeness index is calculated for the members of each cluster to select the representative member to be used for the atmospheric dispersion calculation. The results show an encouraging performance of the clustering algorithms, despite the errors due to the approximations of the implementation of the algorithms.Les modèles de dispersion atmosphérique sont utiles lors d'un accident nucléaire pour aider à la gestion de crise, pour prévoir la dose susceptible d'être reçue par les populations lors du passage du panache des radionucléides rejetés dans l'atmosphère et recommander des actions de protection des populations aux autorités. Cependant, il est indispensable de prendre en compte les incertitudes inhérentes à ces simulations. L'une des sources d'incertitudes les plus influentes est la météorologie utilisée pour alimenter les modèles de dispersion. Dans la première partie de cette thèse, nous avons utilisé l'ensemble météorologique à fine échelle de Météo-France PEARO, conjointement avec le modèle de dispersion pX développé à l'IRSN, pour intégrer l'incertitude météorologique aux simulations de la dispersion. La qualité des simulations PEARO-pX ainsi construites a été évaluée à l'aide des mesures radiologiques, réalisées par l'IRSN/LRC, de l'activité du dollar^{85}dollarKr, radionucléide rejeté par l'usine Orano La Hague lors du procédé de retraitement du combustible nucléaire usé. Les résultats de cette étude mettent en évidence l'apport de l'utilisation des ensembles à haute résolution par rapport à une seule prévision déterministe. Dans la deuxième partie de thèse, les travaux réalisés portent sur les contraintes liées au temps de calcul, et qui limitent l'utilisation de tous les membres d'un ensemble météorologique en situation d'urgence nucléaire. Pour répondre à cette problématique, l'une des pistes est la réduction du nombre de simulations composant l'ensemble météorologique utilisé en entrée du modèle de dispersion, par la sélection des membres représentatifs ("clustering"). Plusieurs algorithmes d'apprentissage automatique sont utilisés en météorologie pour optimiser les systèmes de prévisions d'ensemble. Dans cette étude, on compare la performance statistique des méthodes de clustering par partition (K-means) et le clustering hiérarchique (Complete-linkage et Ward). Le vent étant l'une des variables météorologiques les plus influentes pour la dispersion atmosphérique, les trois méthodes de clustering sont appliquées aux champs 3D de la vitesse et la direction du vent, afin de classifier les membres météorologiques de la PEARO en sous-groupes (ou clusters) similaires. Ensuite, un indice de représentativité est calculé pour les membres de chaque cluster afin de sélectionner le membre représentatif qui sera utilisé pour le calcul de la dispersion atmosphérique. Les résultats montrent une performance encourageante des algorithmes de clustering, malgré les erreurs liées aux approximations de la mise en œuvre des algorithmes
Contact restriction time after common nuclear medicine therapies: spreadsheet implementation based on conservative retention function and individual measurements
No full textInternational audienceAbstract The increasing use of new radiopharmaceuticals invites us to reconsider some radiation protection issues, such as the contact restriction time that limits public exposure by nuclear medicine patients. Contact restriction time should be patient specific and conservative, and its assessment made easy for clinicians. Here a method is proposed based on conservative estimation of the whole-body retention function and at least one measurement of the patient’s dose rate. Recommended values of the retention function are given for eight therapies: 131 I (Graves’ disease, remnant ablation, patient follow-up, meta-iodobenzylguanidine), 177 Lu-prostate-specific membrane antigen and 177 Lu-DOTATATE therapies, and 90 Y and 166 Ho microsphere injection of the liver. The patient line source model for scaling dose rate from one distance to another is included in the restriction time calculation. The method is benchmarked against published values and the influence of the dose rate scaling and whole-body retention function illustrated. A spreadsheet is provided, along with the source code, with recommended values for the eight therapies. The recommended values can be changed as well as the dose rate scaling function, and other radiopharmaceuticals can be included in the spreadsheet provided retention functions are defined
The scientific basis for the use of the linear no-threshold (LNT) model at low doses and dose rates in radiological protection
No full textInternational audienceThe linear no-threshold (LNT) model was introduced into the radiological protection system about 60 years ago, but this model and its use in radiation protection are still debated today. This article presents an overview of results on effects of exposure to low linear-energy-transfer radiation in radiobiology and epidemiology accumulated over the last decade and discusses their impact on the use of the LNT model in the assessment of radiation-related cancer risks at low doses. The knowledge acquired over the past 10 years, both in radiobiology and epidemiology, has reinforced scientific knowledge about cancer risks at low doses. In radiobiology, although certain mechanisms do not support linearity, the early stages of carcinogenesis comprised of mutational events, which are assumed to play a key role in carcinogenesis, show linear responses to doses from as low as 10 mGy. The impact of non-mutational mechanisms on the risk of radiation-related cancer at low doses is currently difficult to assess. In epidemiology, the results show excess cancer risks at dose levels of 100 mGy or less. While some recent results indicate non-linear dose relationships for some cancers, overall, the LNT model does not substantially overestimate the risks at low doses. Recent results, in radiobiology or in epidemiology, suggest that a dose threshold, if any, could not be greater than a few tens of mGy. The scientific knowledge currently available does not contradict the use of the LNT model for the assessment of radiation-related cancer risks within the radiological protection system, and no other dose-risk relationship seems more appropriate for radiological protection purposes
Fonctionnement du réseau d’observation des flux de matières en suspension et de contaminants particulaires (OSR 6 – année 2022): OSR6 | Axe E - Action E1 | Rapport scientifique final
No full textL’action E1 du 6ème programme de l’Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR6) vise à pérenniser le réseau de suivi des flux de matières en suspension (MES) et de contaminants associés. Ce rapport dresse le bilan des avancées réalisées sur l’ensemble du réseau en 2022 en termes de stations actives, de prélèvements de MES et d’analyses physico-chimiques, ainsi que sur les calculs de flux de contaminants dans la Base de Données des Observatoires en Hydrologie (BDOH). L’année 2022 a permis la continuité du fonctionnement des 12 stations actives sur le Rhône et ses affluents (11 stations équipées de mesure de turbidité et de prélèvements de MES pour l’analyse des contaminants + 1 station équipée seulement de mesure de turbidité), et la production de données à ces stations. L’année 2022 a été marquée par la remise en fonctionnement de la station MesuRho, station de mesure de turbidité en mer ; ainsi que par la publication d’un article sur les méthodes et les données acquises par le réseau de mesure
First quantitative constraints on chlorine 36 dry deposition velocities on grassland: Comparing measurements and modelling results
No full textInternational audienceOnce released into the atmosphere, radionuclide dry deposition represents a major transfer process. It can be accurately characterized by its deposition velocity. However, this parameter is poorly constrained for most radionuclides, including chlorine 36. Chlorine 36 is a radionuclide of cosmogenic and anthropogenic origin. It may be discharged into the environment as gases and/or particles during the decommissioning of nuclear plants and the recycling of nuclear fuels. In this study, chlorine 36 deposition velocities are, for the first time, experimentally determined on grass downwind from the Orano La-Hague plant. The atmospheric chlorine 36 measurements were on average 50 nBq.m − 3 for the gaseous fraction and 19 nBq.m 3 for the particulate fraction. To measure the chlorine 36 transferred from the atmosphere to the grass, a method was devised for extracting the chlorides contained in solid matrices. With this method, chlorides were extracted with a mean efficiency of 83%. Chlorine 36 concentrations in the grass were on average 4 μBq.g − 1 , suggesting fast uptake of atmospheric chlorine 36. The yielded 36 Cl dry deposition velocities varied with the season and were between 1 × 10 − 3 and 6 × 10 − 3 m s − 1. The chlorine 36 depositions were modelled by adapting the existing deposition models and based on meteorological and micro-meteorological data. The dry deposition velocities calculated by the model showed less than one order of magnitude of difference with those determined experimentally. The deposition fluxes calculated by the model showed that the atmospheric depositions were predominantly gaseous chlorine 36 (>97%). However, on remote sites, the particulate fraction could be larger and have a greater influence on dry deposition. As chlorine 36 is a highly soluble and bioavailable element, these results will enable a better study of its behaviour in the environment and a more accurate evaluation of its dosimetric impact
Ecrire la mort dans l'espace de la vie : quelle place pour l'euthanasie ?
No full textNational audienceA la question acceptez-vous de vous voir diminuer, devenir grabataire, sénile et mourir à petit peu feu sans aucun espoir possible ou souhaiteriez-vous pouvoir potentiellement bénéficier d’une aide à mourir, qui permettrait d’abréger cette souffrance, la réponse pour la plupart d’entre-nous est vite tranchée, d’ailleurs en France, 80 % de la population s’y dit favorable depuis une quinzaine d’années dans la plupart des sondages portant sur le sujet.Pourtant, l’euthanasie est toujours interdite en France. Pourquoi en sommes-nous toujours là ? La raison vient du fait que la mort doit pouvoir s’écrire dans l’espace de la vie, dans les manières de faire et de dire. En niant l’intentionnalité des décisions médicales, c’est l’ensemble du processus d’accompagnement de fin de vie qui s’en trouve aujourd’hui affecté et qui freine la possibilité d’accorder pour demain un droit à mourir.Pour en faire la démonstration, il nous faut d’abord revenir sur les décisions médicales de fin de vie en France