Je lis ici ou là des propos sur le nucléaire où revient comme un leitmotiv l'existence de déchets qui dureront des dizaines de milliers d'années, voire des millions d'années. Le sous-entendu est que ces déchets sont ipso facto forcément dangereux pour une durée très longue.

Rappelons quelques faits au sujet de la radioactivité. Un atome est radioactif s'il tend à se désintégrer de son propre chef, auquel cas il se transforme en un autre type d'atome en émettant une radiation (note pour les connaisseurs : je laisse de côté les cas exotiques, comme les isomères nucléaires à longue durée de vie). Un atome radioactif a une certaine probabilité de se désintégrer chaque seconde, probabilité qui dépend du type exact d'atome considéré : pour les atomes très instables, cette probabilité est très élevée (autrement dit, au bout d'une seconde il n'y a quasiment aucune chance que l'atome ne se soit pas désintégré) ; pour les atomes plus stables, cette probabilité est très faible. Plutôt que de probabilité de désintégration chaque seconde, on parle généralement de « demie-vie » des atomes : c'est le temps moyen au bout duquel, dans un échantillon de produit, la moitié des atomes se seront désintégrés.

Le passage de la probabilité de désintégration par seconde à cette demie-vie, ou l'inverse, est un problème de mathématiques de niveau première année d'université en sciences. Cette propriété chronologique de la désintégration est notamment mise en œuvre dans les méthodes de datation archéologiques. Par exemple, la fameuse méthode du « carbone-14 » utilise le fait que l'atmosphère, du fait des rayonnements cosmiques, est chargée en atomes de carbone radioactif : ces atomes se retrouvent dans le dioxyde de carbone consommé par les plantes, donc dans la matière organique des plantes, donc dans celle des animaux consommant ces plantes et donc dans tous les objets constitués à partir de matériaux vivants. Ce carbone se désintègre ensuite : plus l'objet prend de l'âge depuis le moment où la plante a respiré le dioxyde de carbone radioactif, moins il y en a... Ceci permet de savoir, par exemple, quand a poussé l'arbre du bois duquel on a tiré un objet ou dont on a laissé les cendres dans un site archéologique (attention, je fais une présentation schématique, en vrai il y a, comme d'habitude, plein de problèmes à régler pour faire ce genre de datations).

Ceci me permet de mentionner au passage que, dans notre environnement et nos corps, il y a des atomes naturellement radioactifs : le carbone-14 venant de la haute atmosphère via les plantes, le potassium-40, etc., sans parler du célèbre radon exhalé des sols granitiques.

Évidemment, plus la demie-vie est longue, plus l'atome est stable ; il existe des types d'atomes (on dit des isotopes) dont on a prédit par calcul qu'ils devraient être radioactifs, mais dont la demie-vie est tellement longue qu'on peine à en mettre en évidence les désintégrations ; aussi, pour toute considération pratique, ces isotopes sont comme stables. Autrement dit, et j'admets que cela peut-être contre-intuitif : un matériau avec une longue demie-vie est plus proche d'un certain point de vue d'un matériau non radioactif. Il ne faudrait cependant pas en conclure hâtivement qu'un matériau de longue demie-vie est moins dangereux...

De la même façon que tous les isotopes n'ont pas la même demie-vie, ils n'émettent pas forcément le même type de radiation. Il existe différents types de rayonnement (alpha, beta, gamma, neutrons), et pour un type de radiation donnée, il existe différents niveau d'énergie qui produisent différents effets dans les tissus biologiques. Les différents types de radiation sont également inégaux du point de vue de la protection : des épaisseurs de vêtement, d'eau voir d'air assez faibles arrêtent les alphas, tandis que les gammas (qui sont comme des rayons X, mais en plus puissants) ne se laissent pas arrêter aussi facilement. Autrement dit, un émetteur uniquement alpha ne pose de problème que si on l'ingère ou on le reçoit sur la peau (poussières radioactives, p.ex.).

Qui plus est, les effets des produits radioactifs dépendent largement de leurs propriétés chimiques. Il y a des produits radioactifs que le corps humain retient, par exemple l'Iode-131 (qui se fixe dans la thyroïde) ou le Strontium-90 (que le corps traite de façon proche du calcium, et qui peut ainsi être fixé dans les os). Ces produits sont largement plus dangereux qu'un produit produisant les mêmes radiation avec la même demie-vie, mais que le corps excréterait rapidement. Les produits solubles dans l'eau posent des problèmes particuliers, puisqu'ils peuvent se retrouver dans l'eau de boisson...

Pour toutes ces raisons, on distingue les unités qui mesurent des quantités de produits radioactifs (curie, becquerel) et celles mesurant les effets biologiques sur le corps humain (gray, sievert). On ne peut passer des premières aux deuxièmes qu'en tenant compte du type précis de produit concerné et d'autres facteurs (irradiation externe vs absorption dans les poumons vs absorption par consommation d'eau ou de produit alimentaire).

Tout ceci pour dire que le problème de la dangerosité des matériaux radioactifs dépasse largement la simple question de la demie-vie.