Cette histoire a été mise à jour le 1er mai à 10 h 48 a.m. EDT.
Le 6 août 1945, les États-Unis ont largué une bombe atomique surnommée « Little Boy » sur Hiroshima, au Japon, entraînant une explosion nucléaire qui a fait instantanément environ 45 000 morts. Aujourd’hui, la mâchoire d’une de ces victimes – appartenant à une personne qui se trouvait à moins d’un kilomètre de l’hypocentre de la bombe – aide les chercheurs à déterminer la quantité de radiations absorbées par les os des victimes, selon une nouvelle étude.
La quantité est stupéfiante : Les analyses montrent que la dose de rayonnement de la mâchoire était d’environ 9,46 grays (Gy). Un Gy correspond à l’absorption d’un joule d’énergie de rayonnement par kilogramme de matière, qui dans ce cas est un os.
« Environ la moitié de cette dose, soit 5 Gy, est mortelle si le corps entier y est exposé », a déclaré dans un communiqué le cochercheur de l’étude, Oswaldo Baffa, professeur à l’école de philosophie, sciences & lettres de l’Université de São Paulo.
Des études antérieures ont mesuré d’autres aspects des effets catastrophiques de la bombe, notamment la dose de radiation à laquelle les victimes ont été exposées par les retombées nucléaires (qui sont des poussières radioactives) et la façon dont les retombées ont affecté l’ADN et la santé des humains, ont indiqué les chercheurs.
Cependant, il s’agit de la première étude à utiliser l’os d’une victime comme dosimètre – un outil qui permet aux scientifiques de mesurer une dose absorbée de rayonnement ionisant, ont précisé les chercheurs. De plus, la technique utilisée par les scientifiques – connue sous le nom de résonance de spin électronique (ESR) – est une méthode précise qui peut mesurer la dose de rayonnement lors de futurs événements nucléaires, ont précisé les chercheurs.
« Actuellement, il y a un regain d’intérêt pour ce type de méthodologie en raison du risque d’attaques terroristes dans des pays comme les États-Unis », a déclaré Baffa. Des techniques comme celle-ci « peuvent aider à identifier les personnes qui ont été exposées aux retombées radioactives et qui ont besoin d’un traitement » en cas d’attaque nucléaire, a-t-il ajouté.
Des recherches de plusieurs décennies
La nouvelle découverte remonte à plusieurs décennies. Dans les années 1970, le chercheur principal de l’étude, Sérgio Mascarenhas, qui était alors physicien à l’Institut de physique São Carlos de l’Université de São Paulo, a découvert que l’irradiation aux rayons X et gamma rendait les os humains légèrement magnétiques, selon le communiqué.
Ce phénomène – appelé paramagnétisme – se produit parce que l’os contient un minéral appelé hydroxyapatite. Lorsque l’os est irradié, il produit du CO2- qui se manifeste dans l’hydroxyapatite. Les radicaux libres qui en résultent peuvent alors être utilisés comme marqueur de la dose de radiation dans l’os.
Au départ, Mascarenhas pensait utiliser cette technique pour dater des os anciens pour les archéologues. Ses recherches ont été si largement saluées que l’université de Harvard l’a invité à enseigner. Lors d’un voyage depuis le Brésil en 1972, Mascarenhas s’est arrêté au Japon afin de pouvoir tester la méthode sur les restes de personnes de l’explosion d’Hiroshima.
« Ils m’ont donné une mâchoire, et j’ai décidé de mesurer les radiations sur place, à l’université d’Hiroshima », a déclaré Mascarenhas dans le communiqué. « J’avais besoin de prouver expérimentalement que ma découverte était authentique. »
Son analyse était rudimentaire ; le manque d’ordinateurs avancés signifiait que l’estimation ne pouvait pas séparer le signal induit par la bombe atomique du signal de fond. Malgré cela,il a présenté les résultats lors de la réunion annuelle de mars de l’American Physical Society à Washington, en 1973.
Mascarenhas a été autorisé à garder la mâchoire et l’a ramenée avec lui au Brésil.
Nouvelle analyse
Grâce aux nouvelles avancées technologiques, les chercheurs sont maintenant en mesure de séparer le signal de fond de la dose de rayonnement de l’attaque nucléaire.
« Le signal de fond est une large ligne qui peut être produite par différentes choses et qui manque d’une signature spécifique », a déclaré Baffa. « Le signal dosimétrique est spectral. Chaque radical libre résonne à un certain point du spectre lorsqu’il est exposé à un champ magnétique. »
Lorsque les États-Unis ont largué la bombe atomique, l’arme a explosé à environ 1 900 pieds (580 mètres) au-dessus d’Hiroshima, a précédemment rapporté Live Science. La personne dont la mâchoire a été examinée par les chercheurs se trouvait à environ 1,5 kilomètre (0,9 miles) de l’hypocentre de la bombe, c’est-à-dire de l’endroit situé sous l’explosion de la bombe.
Pour étudier l’os, les chercheurs ont retiré un petit morceau utilisé dans l’étude précédente, puis ont irradié ce morceau en laboratoire, un processus connu sous le nom de méthode de la dose additive.
« Nous avons ajouté du rayonnement au matériau et mesuré l’augmentation du signal dosimétrique », a déclaré Baffa. En extrapolant à partir de ce signal, les chercheurs ont pu mesurer d’autres échantillons, y compris différentes parties de la mâchoire.
Cette technique leur a permis de déterminer la dose de rayonnement reçue par l’os, qui était similaire à la distribution de dose trouvée dans différents matériaux autour d’Hiroshima, y compris les briques de mur et les tuiles de toit, ont déclaré les chercheurs.
« La mesure que nous avons obtenue dans cette dernière étude est plus fiable et plus à jour que la découverte préliminaire, mais j’évalue actuellement une méthodologie qui est environ mille fois plus sensible que » l’ESR, a déclaré Mascarenhas. « Nous aurons des nouvelles dans quelques mois. »
L’étude a été publiée en ligne le 6 février dans la revue PLOS ONE.
Note de la rédaction : Cette histoire a été mise à jour pour corriger le processus qui produit du CO2- dans l’os irradié. Le CO2- n’est pas produit lorsque le CO2 perd des électrons.
Article original sur Live Science.
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