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Résultat scientifique | Iter | Toxicologie nucléaire

Etude de la toxicité éventuelle de particules de tungstène émises par Iter


Des chercheurs du CEA et leurs partenaires ont réalisé la synthèse et la caractérisation de particules de tungstène qui seront semblables à celles produites par le réacteur de fusion Iter, ainsi que l’identification de leurs propriétés cyto-génotoxiques sur des modèles pulmonaires.

Publié le 18 novembre 2019
Le réacteur thermonucléaire expérimental international (Iter) vise à produire de l'énergie sans carbone grâce à la fusion thermonucléaire. Les réactions de fusion nucléaire créent des particules de tungstène tritiées dont le danger reste à établir afin de mettre en place des stratégies de prévention efficaces vis-à-vis des risques d’exposition professionnelle en cas de perte de confinement. Pour anticiper cet enjeu sanitaire, ce consortium de chercheurs d’horizons divers a produit des particules ‘Iter-like’ aussi proches que possible de celles qui devraient être générées au sein d’Iter, puis a étudié (i) leurs caractéristiques physico-chimiques, (ii) leur comportement en milieu biologique et (iii) leur toxicité potentielle. 

Ces particules ont été produites par diverses techniques (broyage planétaire, ablation laser et plasma), puis caractérisées et chargées en tritium. Les travaux ont montré que la stabilité physico-chimique des particules générées variait en fonction du milieu biologique réceptacle, ce qui a permis de définir en particulier, la cinétique ainsi que les mécanismes de la dissolution oxydative du tungstène. 

Comme l’inhalation est la principale voie d’exposition, deux modèles biologiques représentatifs du poumon humain ont été utilisés. Dans un modèle cellulaire 3D in vitro d’épithélium pulmonaire humain, aucune toxicité significative n'a été observée sur 28 jours après une exposition à des particules Iter-like pendant 24 heures. En revanche, des cassures simple brin de l’ADN et des dommages chromosomiques ont été mis en évidence sur une lignée cellulaire pulmonaire. Les chercheurs ont démontré que les effets génotoxiques observés n’étaient pas dus à la présence de tritium au niveau des particules, mais plutôt à la libération de tungstène soluble par dissolution oxydative. La génotoxicité étant susceptible d’initier un processus cancérogène, des études in vivo devraient être envisagées afin de statuer sur le potentiel mutagène de ces particules.

Ces travaux ont été menés au sein du projet transdisciplinaire A*MIDEX/PASSIV-Iter qui rassemble plusieurs Instituts du CEA (Biam, Iramis, IRFM, Institut Frédéric-Joliot) ainsi que des chercheurs d’Aix Marseille Université et du CNRS (CEREGE, IMBE, LP3, LAMES, LSPM) et de l’INFLPR de Bucarest.


Photographie en microscopie électronique à balayage de particules Iter-like produites par érosion plasma d’une cible de tungstène. © INFLPR


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