Validation du prototype de prélèvement
Contents
1. 6 Montage de r g n ration du gel de silice sonde de temp rature tube r trig rant ballon en m tal contenant le gel de silice r g n rer chauffe ballon ballon contenant l eau triti e 21 7 FONCTIONNEMENT DES BARBOTEURS 11 1 PRINCIPE Le pr l vement est r alis en continu par pompage et barbotage dans l eau apr s filtration des a rosols de la vapeur d eau triti e et ventuellement du tritium gaz converti en vapeur d eau triti e 2 PRELEVEMENT But de l chantillonnage Recueillir dans un milieu absorbant tritium atmosph rique en vue d une mesure diff r e en laboratoire de mani re ce que la concentration en activit volumique soit repr sentative de celle de l air contr ler 3 METHODE Pr l vement en continu d un volume connu d air d bit constant 4 QUANTITE PRELEVEE PERIODICITE ET DUREE Les barboteurs du SPR du CEA de Valduc sont r gl s de telle sorte qu ils pr l vent un d bit de 0 5 L min sur une dur e de 7 jours Le volume d air pr lev est donc de 5 04 m 5 MESURE DU TRITIUM DANS L EAU DES BARBOTEURS Le tritium est ensuite compt par scintillation liquide On obtient une activit en Bol Remarque le tritium tant pi g dans de l eau la solution est dilu e Le facteur de dilution est pris en compte au moment o l activit est ramen e Bom 22 9 8 ROSE2. LMN A UMR CEA E4 DE e el au point AG d un dispositif autonome de prelevement d eau tritee dans l air Stage du 15 mai au 23 juin 2006 r alis au sein de SEIVA Sous la responsabilit de Eric FINOT Emmanuelle COMTE Christelle BERGEON et Christophe MAVON REMERCIEMENTS Je tiens tout d abord remercier Emmanuelle COMTE et Eric FINOT pour m avoir encadr e dans ce stage et accueillie chaleureusement au sein de la SEIVA Je tiens galement remercier le Professeur Michel FROMM et toute l quipe de l UT MARIO plus particuli rement Christelle BERGEON et Christophe MAVON pour m avoir conseill e et aid e aboutir dans ce projet Finalement je remercie toute l quipe du SPR du CEA Valduc pour leur disponibilit ainsi que le Conseil R gional de Bourgogne financeur de mon stage INTRODUCTION SOMMAIRE I GENERALITES 1 Pr sentation des diff rentes structures a La SEIVA b Le LMN AC c Le CEA Valduc 2 Le tritium a G n ralit s b Transferts dans l environnement c Principales voies d exposition pour l homme page 3 page 4 page 4 page 4 page 5 page 6 page 7 MESURE DE LA TENEUR EN TRITIUM DANS EAUX DE CONSOMMATION 1 Pr l vements 2 Analyses a M thode de comptage par scintillation liquide b R sultats et interpr tation page 8 page 8 page 9 MESURE DE LA TENEUR EN TRITIUM DANS L EAU ATMOSPHERIQUE 1 Prototype et r sultats ant rieurs a De
3. la plaque de protection l aide du tournevis Activer le bouton poussoir ON OFF sur la position 27 Appuyer sur la touche START HOLD afin de stopper le pompage le temps de la programmation Appuyer sur la touche SET UP l cran permettant de r gler le temps correspondant au d lai initial avant que la p riode de pr l vement ne commence s affiche r gler ce d lai l aide des boutons DIGIT SET et DIGIT SELECT le premier permettant de modifier le chiffre 0 9 et le deuxi me de passer au chiffre suivant le maximum est de 9999 minutes soit environ 7 jours Appuyer ensuite sur la touche MODE il est alors temps de r gler la dur e totale du pr l vement avec les m mes boutons DIGIT SET et DIGIT SELECT le maximum est galement de 9999 minutes R appuyer sur MODE et finalement r gler la dur e de pompage inf rieure ou gale la dur e totale de pr l vement toujours l aide des boutons maximum 9999 minutes N B on peut v rifier ou modifier les r glages effectu s en appuyant sur la touche MODE en boucle a Une fois les r glages termin s activer la pompe en appuyant sur START HOLD le d lai s il est diff rent de 0 sinon le pompage commence cet instant l cran affiche le d compte toute les minutes Revisser la plaque de protection R cup ration du syst me V rifier que la pompe affiche la dur e totale de pr l vement programm e sinon si
4. Analyse d une feuille de r sultats donn s par le Tricarb Evolution de la quantit de tritium dans l eau de consommation Dol Montage de la r g n ration du gel de silice Fonctionnement des barboteurs Rose des vents Prototypes et barboteurs Mesures exp rimentales effectu es Salives en parall le avec les barboteurs Analyse et r sultats exp rimentaux des pr l vements effectu s Salives en parall le avec les barboteurs Protocole exp rimental 1 Carte des villages de pr l vement des eaux de consommation ANNEXE 2 Echantillonnage de l eau Principales pr cautions prendre Norme NF EN ISO 5667 3 juin 2004 gt Les flacons vides sont stock s et transport s ferm s herm tiquement par leur bouchon gt Ne pas toucher l int rieur des flacons avec les doigts ou un objet gt Rincer le flacon de pr l vement avec l chantillon gt Remplir compl tement le r cipient et le boucher de mani re qu il n y ait pas d air au dessus de l chantillon gt Ne pas pr lever des particules de grandes tailles feuilles en m me temps que l chantillon gt Ne pas placer de mati re trang re dans les flacons d chantillonnage thermom tre gt Ne pas fumer proximit des chantillons gt Ne pas placer les chantillons ouverts pr s d un ventilateur ou d un syst me d air conditionn ou proximit d aliments ou de boissons gt Conserver l
5. des photons a 2 Pr paration des chantillons Tout d abord une fiole fioles de 20 mL en poly thyl ne de r f rence contenant 10 mL de liquide scintillant et 10 mL d eau de r f rence l eau de r f rence est une eau tr s faible teneur en tritium est pr par e Puis la fiole chantillon est pr par e si possible en faire deux identiques on m lange 10 mL d chantillon et 10 mL de liquide scintillant Les flacons sont secou s afin d homog n iser les solutions Pour viter une ventuelle formation d lectricit statique on tamponne les flacons avec un chiffon humide Les fioles sont ensuite plac es dans une cassette elle m me ins r e dans le compteur scintillation liquide Fig 6 chacune d entre elles est compt e pendant 200 minutes Fig 6 Compteur scintillation liquide b R sultats Une fois l analyse effectu e dans le scintillateur Tricarb nous obtenons deux valeurs nous permettant de d terminer l activit 4 D apr s la recommandation de 1993 de Beer incertitude l OMS Organisation Mondiale de la Sant Barh Bal 14 Goal la limite tol r e pour l eau est de 7800 Bol Le CEA de Valduc a choisi de suivre la valeur guide directive 98 83 CE qui est de Poseu Groggec 53 os 100 Doll Au del des v rifications sont effectu es m me si l eau reste potable selon l OMS Spo Toutes les eaux pr lev es ont une activit inf rieure 100 Da Elles sont d
6. elle affiche un message d erreur ou qu elle n affiche rien c est qu il y eu un disfonctionnement pendant le pr l vement par exemple batterie vide elle affiche une dur e inf rieure le pr l vement n est pas termin V rifier que le gel de silice color n a pas vir au rose pour la validit de la mesure _ D visser la plaque de protection et placer le bouton ON OFF sur off e la plaque de protection e Enlever le tuyau de raccordement entre le tube et la pompe e Remettre le syst me d tanch it e Ranger le mat riel et apporter le tube le plus rapidement au laboratoire R g n ration du gel de silice R cup rer le gel de silice incolore en descellant le syst me d tanch it et prenant soin de s parer la partie haute la plus concentr e de la partie basse Les peser et noter leur masse totale r g n rer alors que la partie la plus concentr e environ 150 2009 Ins rer cette partie du gel de silice dans le ballon en m tal Le fermer et le relier au tube r frig rant lui m me reli un ballon en verre Attention toute la verrerie doit tre parfaitement embo t e pour viter toute fuite ventuelle Ouvrir l arriv e d eau et allumer le r gulateur de temp rature r gl sur 1000 reli au chauffe ballon lui m me en marche Une fois les 100 atteints augmenter la temp rature sur le r gulateur jusqu 150 Laisser r g n rer
7. est le tritium directement li au carbone T C liquide essentiellement sous forme d eau triti e ou T20 gazeux sous forme de tritium gazeux HT ou encore de vapeur d eau triti e Dans le milieu naturel et les esp ces vivantes le tritium se pr sente le plus souvent sous forme d eau triti e et dans une moindre mesure sous forme organique Fig 3 Transferts du tritium dans l environnement Les formes pr pond rantes du tritium dans l environnement sont par ordre d importance d croissante l eau triti e l hydrog ne triti HT et le m thane triti CH3T De part leur faible solubilit l hydrog ne et le m thane triti s sont peu entra n s par la pluie captation faible La vapeur d eau triti e quant elle est facilement capt e par les gouttes de pluie captation facile Au contact et dans les premiers centim tres du sol l hydrog ne triti se transforme rapidement en eau triti e Ce ph nom ne est attribu la pr sence de micro organismes Une partie de cette eau triti e est r mise dans l atmosph re par vaporation la vitesse d environ 1 par heure Une autre partie s enfonce dans le sol et se m lange l eau du sol Le tritium peut aussi tre apport la surface du sol par infiltration directe d eau triti e liquide Fig 3 c Principales voies d exposition pour l homme Le rayonnement B mis ayant une faible nergie un faible parcou
8. l vement pour emp cher l intrusion de certains insectes ou de certaines impuret s Fig 7 silica gel tampons Fig 7 Sch ma du prototype Une fois le pr l vement effectu le gel de silice est r g n r 10 mL d eau sont n cessaires pour r aliser la mesure de tritium par scintillation liquide sinon l chantillon est dilu avec de l eau de r f rence on tient compte du facteur de dilution au moment du r sultat final b Etude exp rimentale en conditions r elles Apr s avoir obtenu des r sultats satisfaisants en laboratoire marge d erreur inf rieure 10 le syst me de pr l vement autonome a t install en parall le avec les barboteurs de Valduc situ s Salives et Echalot les deux villages les plus expos s car situ s dans les vents dominants Les r sultats alors obtenus taient encourageants mais pas suffisants pour valider ce prototype d o la n cessit cette ann e d effectuer des mesures suppl mentaires 2 Analyses compl mentaires Nous disposons cette ann e de deux prototypes que nous avons install s pour commencer en parall le avec les barboteurs SPR du Valduc situ s Salives village le plus expos Ces mesures sont effectu es dans le but de pouvoir comparer nos r sultats avec ceux obtenus par le SPR afin de v rifier si notre syst me peut tre valid Apr s deux semaines d analyses 4 mesures diff rentes nous obtenons des r sultats tout faits con
9. DES VENTS MAI 2006 Barboteurs de Valduc et les deux prototypes en lace Salives 23 9 24 29 05 06 au 05 06 06 Du 06 06 06 au 11 06 06 D bit de pr l vement L min Annexe 10 Volume d air pr lev sur la dur e de pr l vement m Dur e de pr l vement Dur e de pompage Syst me autonome de pr l vement Barboteurs Syst me autonome de pr l vement Barboteurs Barboteurs Syst me autonome de pr l vement Barboteurs Syst me autonome de pr l vement 8 heures 6 jours 6 jours 6 jours 8 heures 8 heures Du Masse de gel de silice silice apr s initiale pompage 9 9 Masse de gel de 6 jours Masse d eau absorb e 9 6 jours Masse de gel de silice r g n r 9 6 jours Masse d eau obtenue apr s r g n ration 9 8 heures 29 05 06 au 05 06 06 Du 06 06 06 au 11 06 06 25 11 SYSTEME PRELEVEMENT AUTONOME BARBOTEURS Activit Volume Masse Activit Facteur solution e Activit Incertitude d air eege mesur e pr lev e 7 E br l v Go q dilution dilu e PS oU Activit par m d air Du 29 05 06 au 05 06 06 Du 06 06 06 au 11 06 06 26 12 MODE OPE
10. RATOIRE SYSTEME DE PRELEVEMENT DE L EAU ATMOSPHERIQUE Avant propos Les tubes contenant le gel de silice sont pr par s au laboratoire par le LMN AC de l Universit de Besan on Un premier tampon est d pos dans le fond du tube bouch il est alors recouvert de gel de silice bleu en capsule ou en petite quantit Deux tampons sont alors plac s sur celui ci afin de le s parer des 350g environ mais de masse connue de gel de silice incolore qui viennent le recouvrir Un dernier tampon est positionn par dessus Le tube est alors scell par un syst me d tanch it 1 MATERIEL SPECIFIQUE support R g n ration pince et une noix ballon m tal tube contenant le gel de silice tube r frig rant e pompe ballon en verre tuyau de raccord en plastique e ouate tournevis chauffe ballon r gulateur de temp rature 2 OPERATOIRE Mise en place du syst me La pompe du pr alablement tre recharg e pendant 8 heures si fonctionnement autonome Le lieu de pr l vement doit comporter un abri pour prot ger la pompe en cas de pluie e Retirer le syst me d tanch it du tube e Raccorder le tube et la pompe l aide du tuyau en plastique Fixer le tube sur le support l aide de la pince et de la noix ajuster la hauteur pour que le tuyau ne pr sente pas de plis et pas trop haut pour que le syst me soit au plus stable e Programmation de la pompe
11. a p riode biologique du tritium sous forme d eau triti e est d environ 10 jours des mol cules organiques triti es Torga Bien que des travaux sur leur devenir soient encore n cessaires il est tabli qu elles peuvent tre m tabolis es et servent produire de l nergie et de l eau qui peut tre recycl e dans la synth se de diff rents l ments La p riode biologique moyenne est de 40 jours elle peut varier de quelques semaines plusieurs mois MESURE DE LA TENEUR EN TRITIUM DANS LES EAUX DE CONSOMMATION Depuis 1998 la SEIVA effectue tous les ans un suivi du marquage radioactif des eaux de consommation tritium sur 9 points significatifs Arceau Fouchanges Spoy Courtivron Le Meix Salives Minot Etalante et Poiseul la Grange Annexe 1 Chaque ann e une de ces eaux est analys e de fa on plus d taill e effectu e par l IRSN tritium c sium et potassium Ces mesures ont t effectu es au cours de mon stage afin de me familiariser avec les m thodes d analyses du tritium 1 Pr l vements Les chantillons ont t pr lev s en double chez l habitant le 06 juin 2006 Annexe 2 Un chantillon pour chaque village est remis au SPR du CEA de Valduc le deuxi me est analys dans un laboratoire ind pendant l UT MARIO de Besan on Finalement les r sultats sont compar s et pourront alors tre communiqu s 2 Analyses Les analyses ont donc t r alis es l UT MARIO Un
12. cordants avec ceux du SPR cart compris entre 5 et 14 pour 3 des quatre mesures En ce qui concerne la quatri me l cart est sup rieure mais la valeur reste du m me ordre de grandeur Compte tenu des incertitudes ces valeurs sont tout fait compatibles Pour notre syst me l incertitude ne tient compte que de la m thode de comptage Il est difficile de chiffrer l incertitude relative au reste la manipulation mais il faut savoir qu elle n est pas tr s importante Si augmente l g rement nos valeurs d incertitude les mesures sont d autant plus concordantes 11 ACTIVITE Bom SYSTEME MIS AU POINT BARBOTEURS Du 29 05 06 au 05 06 06 0200 02 0 1640 02 0 144 0 04 Du 06 06 06 au 11 06 06 018 0 02 0 18 0 02 0 19 0 05 Apr s avoir valid ce syst me l ann e pr c dente laboratoire nous pouvons maintenant le consid rer valid en conditions r elles Un protocole exp rimental peut donc tre r dig 3 Protocole exp rimental Afin de rendre possible l utilisation de ce syst me par toute personne susceptible d effectuer des pr l vements un protocole exp rimental est r dig de la mise en place du syst me jusqu la r g n ration du gel de silice L analyse en tritium de l eau recueillie sera 1 ONCELU it AR Ce stage m a permis d acqu rir une meilleure connaissance du fonctionnement d un laboratoire et de la vie associative Le syst me mis au point est maintenant
13. des disparus est donc de 3000 2836 13307 163 86693 163 86693 2000 xX100 5 5 dispara t donc 5 5 par an au bout de 125 ans il en reste moins d un milli me Bien que sa p riode radioactive soit assez courte le tritium est pr sent en permanence dans l environnement Il est produit de fa on naturelle en grande partie par l action des rayonnements cosmiques sur l azote l oxyg ne et l argon de l air Par exemple Nin 3 He T CAT les neutrons sont produits par l impact des rayons cosmiques sur l atmosph re D autres sources de tritium peuvent tre produites artificiellement essais d armes nucl aires bombes fission fusion nucl aire rejets des usines de retraitement des combustibles irradi s et des centrales nucl aires Dans ces derni res le tritium est produit dans le combustible lors de la fission de l uranium et par r action d activation avec divers l ments comme le lithium le bore et le deut rium b Transferts dans l environnement 7 8 Le tritium peut se pr senter sous diff rentes formes dans l environnement inclus dans des m taux des produits organiques Torga OU min raux En ce qui concerne les produits organiques le tritium peut tre en position changeable c est le tritium pr sent dans les mol cules organiques o il s est substitu l hydrog ne dans les radicaux typiques SH NH ou en position changeable c
14. e prototype et les r sultats exp rimentaux obtenus seront pr sent s pour donner lieu au protocole final tabli Pour conclure diff rentes perspectives seront envisag es I GENERALITES 1 Pr sentation des diff rentes structures La SEIVA 1 Cr e en 1996 la SEIVA Structure d Echange et d Information sur VALDUC value et informe sur l impact du fonctionnement du centre CEA de Valduc sur l environnement la recherche l conomie locale dans la mesure o les sujets abord s ne portent pas sur les l ments confidentiels couverts par son classement d installation nucl aire de base secr te par le Premier Ministre Pour ce faire la SEIVA r alise chaque ann e 4 des campagnes d analyses sur les eaux eaux de consommation aux alentours de Valduc rivi res sur les aliments miel salade pommes de terre les v g taux lichens et les animaux poissons gibier Cette structure ind pendante est financ e principalement par l Autorit de S ret Nucl aire ainsi que le Conseil G n ral de C te d Or Constitu e de 45 membres la SEIVA r unit des parlementaires conseillers g n raux et maires concern s des personnalit s qualifi es des milieux scientifiques m dical et associatif des repr sentants du monde agricole et les services de l Etat concern b Le LMN AC Laboratoire de Microanalyses Nucl aires Alain Chambaudet de Besan on 2 Cr en 1983 le Laboratoire de Microa
15. es chantillons entre 1 et 5 soit au r frig rateur soit dans une glaci re pour le transport la temp rature de r frig ration donn e est celle de l environnement de l chantillon et pas celle de l chantillon lui m me La r frig ration n est efficace que si elle est appliqu e imm diatement apr s le pr l vement des chantillons gt Conserver les chantillons l abri de la lumi re surtout pour les analyses alpha b ta gt Apporter les chantillons au laboratoire le plus rapidement possible 17 ANNEXE 3 MODE OPERATOIRE PREPARATION DES ECHANTILLONS 1 MATERIEL SPECIFIQUE Flacons en poly thyl ne de 20 mL Dispensette de 10 mL 2 REACTIFS Liquide scintillant Eau de r f rence 3 MODE OPERATOIRE L identification des fioles se fait sur leur bouchon Fiole de r f rence pr parer une fiole contenant 10 mL de liquide scintillant et 10 mL d eau de r f rence Fiole chantillon pr parer si possible 2 fioles identiques pour chaque chantillon d eau analyser Dans chaque fiole m langer 10 mL de liquide scintillant avec 10 mL d chantillon Secouer les flacons afin d homog n iser les solutions Placer les fioles dans une cassette La position n 1 de la cassette est r serv e la fiole contenant l eau de r f rence V rifier que le drapeau de la quille est en position r initialisation et placer la cassette dans le Tricarb Etablir un protocole de compta
16. es On le note Bq Le becquerel est une unit tr s petite et l on utilise le plus souvent ses multiples le gigabecquerel 1 GBq 10 Ba terabecquerel 1 TBq 10 Bo L ancienne unit le Curie Ci valait 3 7 x 101 d sint grations par seconde soit 37 GBq D sint gration radioactive perte par un atome de l une ou plusieurs de ses particules constitutives ou r arrangement interne de ses particules ils s accompagnent toujours de l mission d un rayonnement La d sint gration peut tre spontan e radioactivit naturelle ou induite radioactivit artificielle Isotopes l ments dont les atomes poss dent le m me nombre d lectrons et de protons mais un nombre diff rent de neutrons On recense actuellement environ 325 isotopes naturels et 1200 isotopes cr s artificiellement e P riode radioactive ou demi vie temps n cessaire pour que la quantit d atomes d un l ment radioactif se soit d sint gr e de moiti La p riode varie avec les caract ristiques de chaque radio l ment 110 minutes pour l argon 41 8 jours pour Tode 131 et 4 5 milliards d ann es pour l uranium 238 Aucune action physique 13 ext rieure n est capable de modifier la p riode d un radio l ment sauf transmutation transformation d un radio l ment en un autre P riode biologique Temps au bout duquel la moiti de la masse d une substance a t limin e de l organisme par des processus un
17. ge voir manuel d utilisation de l appareil 4 ANALYSE ET RESULTATS Les chantillons sont analys s automatiquement lorsque le drapeau de la quille est lu par le Tricarb Apr s chaque analyse un fichier r sultat est cr sous Windows et les donn es suivantes sont imprim es 5 GIE Flag Lum L activit Bol de l chantillon est d termin e l aide de ces donn es 4 Analyse d une feuille de r sultats donn s par le Tricarb Calcul de l activit volumique CA en Bol partir des r sultats du Tricarb on calcule l efficacit de comptage gr ce l quation de la courbe de quenching E en fonction du TSIE le TSIE tant donn dans les r sultats du Tricarb on sait que le nombre de d sint grations par minute DPM est tel que CPM DPM avec CM nombre de coups minute donn par le Tricarb DPM On obtient par la relation x100 ainsi est en Becquerel nombre de d sint gration par seconde par litre 19 5 Evolution de la quantit de tritium dans l eau de consommation Gol 80 60 40 20 gt mmm 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Le Meix Salives Arcelot inot Courtivron Ps Fouchanges Spoy Cialante Poiseul la Grange 20
18. iquement physiologiques Exemple la p riode biologique de Tode est voisine de 100 jours e Isotope radioactif Ce terme est utilis par abus de langage en lieu place du terme radio l ment alors qu il ne d signe que le noyau de l atome Rayonnement b ta les particules composant le rayonnement b ta sont des lectrons de charge n gative ou positive Un cran de quelques m tres d air ou une simple feuille d aluminium suffisent les arr ter symbole REFERENCES Sites internet 1 www seiva fr 2 www univ fcomte fr 3 www cea fr 4 www Iren fr 5 www francenuc org 6 www fusion magnetique cca fr 7 www sfrp asso fr Bibliographie 8 Le tritium et l environnement Y BELOT M ROY et H METIVIER Les ditions de physique IPSN 1996 9 Les mesures de radioactivit l aide des compteurs scintillateur liquide G SIMMONET et M ORIA Eyrolles 1986 10 Rapport de stage Ivan LITVINENKO MOREL 11 Manuel d utilisation Barboteur Tritium 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ANNEXES Carte des villages o les eaux de consommation ont t pr lev es Protocole Pr l vement des eaux de consommation Mode op ratoire Pr paration des chantillons
19. iversit de Besan on qui pour mesurer la teneur tritium mission utilise la m thode de comptage par scintillation liquide tout comme le CEA de Valduc a M thode de comptage par scintillation liquide 9 a 1 Principe Le principe Fig 5 de la scintillation liquide est la transformation partielle de l nergie cin tique des particules b ta du tritium dans un m lange chantillon liquide scintillant en photons lumineux dont le nombre est proportionnel l activit volumique du tritium E keV e Fig 5 Sch ma de principe scintillation liquide Dans une fiole de comptage l chantillon d eau est m lang au liquide scintillant contenant des mol cules scintillantes Un des atomes tritium de l chantillon va se d sint grer en lib rant Le excite les mol cules scintillantes Elles mettent alors ou des photons afin de retrouver leur stabilit Le nombre de photons mis est proportionnel l nergie du Ces photons sont alors d tect s par deux photomultiplicateurs On obtient alors le spectre B Il existe des ph nom nes parasites 2 sortes cette mesure appel s ph nom nes d affaiblissement lumineux quenching le quenching chimique qui interf re sur la production de photons des mol cules non scintillantes interagissent avec les B mis le quenching d la couleur qui interf re sur la d tection
20. nalyses Nucl aires LMN a obtenu le statut de Laboratoire de Recherche Correspondant du CEA en septembre 2000 Le 15 d cembre 2003 l quipe acc de au statut d Unit Mixte de Recherche UMR du et devient LMN AC en hommage son cr ateur le Professeur Alain Chambaudet UMR CEA E4 Cette unit comporte trois principaux axes de recherche e interaction rayonnement mati re e m canismes mol culaires d int r t biologique e capteurs chimiques Ce laboratoire comporte galement une unit technique l UT MARIO Unit Technique M trologie et Analyse des Rayonnements lonisants cr e en 2005 avec sa direction le Professeur Michel Fromm L UT MARIO effectue notamment pour la SEIVA les analyses concernant les mesures tritium dans l eau c Le CEA Commisariat l Energie Atomique Valduc 3 Le centre de Valduc est l un des dix tablissements du Commissariat l Energie Atomique Cr en 1957 le CEA Valduc est situ 45 km au nord ouest de Dijon Le centre de Valduc d pend de la Direction des applications militaires du CEA Il trois missions principales les recherches amont et d veloppements technologiques sur les mat riaux nucl aires et sur les objets d exp rimentation la r alisation et le maintien en condition op rationnelle des composants nucl aires des armes de la force de dissuasion ainsi que le d mant lement d armes anciennes retir es du service la gestion des mati res n
21. onc toutes largement consommables On constate que ces valeurs depuis 10 ans diminuent MESURE DE LA TENEUR EN TRITIUM DANS LEAU ATMOSPHERIQUE En 2005 Ivan LITVINENKO MOREL stagiaire la SEIVA a mis au point laboratoire en collaboration avec le LMN AC de l Universit de Besan on un syst me autonome permettant de pr lever la vapeur d eau dans l air 1 Prototype et r sultats ant rieurs 10 a Description Une des missions du pr c dent stage tait de d terminer le type de dess chant utiliser pour le type d analyse souhait e Apr s diff rentes mesures il s est av r que le gel de silice sans indicateur de saturation tait le plus apropri temp rature de fonctionnement temp rature de r g n ration Pour couvrir les conditions de temp rature de pression et d hygrom trie possibles une masse de 350g de gel de silice a t choisie La vapeur d eau est pomp e fonctionnement sur batterie d bit de AL min travers le gel de silice qui absorbe l eau H2O Quelques grains de gel de silice bleu qui deviennent roses en pr sence d eau sont d pos s sur le gel de silice blanc dans le but d en contr ler son niveau de saturation Les diff rents tampons permettent d une part de s parer les deux gels et d autre part d emp cher une fuite de gel de silice ceci tout en 10 laissant passer l air Un petit morceau d ouate est plac l entr e du tube de pr
22. pendant 2 heures e Au bout de deux heures arr ter les appareils et l arriv e d eau 28 e R cup rer l eau dans le ballon et la placer dans une fiole au r frig rateur jusqu l analyse verrerie est lav e puis rinc e l eau distill e et finalement s ch e 29
23. rs le tritium pr sentera un risque radiologique que s il p n tre dans l organisme Trois voies d exposition ont t identifi es Fig 4 Absorption par ingestion l absorption du tritium HT de l eau triti e du tritium organique Torga est quasi compl te En fonction de sa forme chimique le tritium peut tre absorb directement 3 ou apr s d gradation de la mol cule porteuse En 30 minutes la distribution est homog ne dans l organisme Absorption par inhalation Le tritium l eau triti e et dans une moindre mesure le tritium organique peuvent tre inhal s sous forme gazeuse Moins de 0 01 de l activit inhal e d HT passe dans le sang o une partie pourra tre transform e en eau triti e 99 de l eau triti e et du tritium organique inhal s sous forme gazeuse ou d a rosols sont transf r s dans le sang sans modification de la forme chimique Absorption par la peau Le tritium p n tre assez peu dans la peau Il peut se combiner avec l eau des tissus pour former de l eau triti e et du tritium organique rapidement transf rables au sang Fig 4 Transfert du tritium l homme Elimination du tritium dans l organisme Cas de l eau triti e La cin tique est identique celle de l eau l exception des 3 transform s tritium organique L limination s effectue principalement par l urine et dans une moindre mesure par les f ces la respiration et la sueur L
24. scription b Etude exp rimentale 2 Analyses compl mentaires 3 Protocole exp rimental CONCLUSION GLOSSAIRE REFERENCES ANNEXES INTRODUCTION page 10 page 11 page 11 page 11 page 12 page 13 page 14 page 15 Mon stage s est d roul sein de la SEIVA en collaboration avec le LMN AC de Besan on et avec la contribution du SPR du CEA Valduc En 2005 un syst me de pr l vement de la vapeur d eau dans l air a t mis au point par Ivan LITVINENKO MOREL alors stagiaire la SEIVA Alors que le CEA de Valduc utilise comme m thode de pr l vement des barboteurs la SEIVA souhaite pouvoir r aliser ses propres mesures l aide d un syst me autonome Contrairement aux barboteurs qui fonctionnent sur alimentation et sur une dur e de pr l vement d une semaine le prototype labor peut lui fonctionner sur batterie et sur des temps beaucoup plus courts par exemple 8 heures Cependant ce prototype a t valid en laboratoire avec une marge d erreur inf rieure 10 mais seulement deux mesures ont pu tre effectu es en conditions r elles L objectif de mon stage est donc de valider ce prototype en conditions r elles et d tablir le protocole exp rimental correspondant Apr s avoir bri vement pr sent la SEIVA le LMN AC et le des g n ralit s sur le tritium seront voqu es Par la suite la m thode de comptage du tritium sera abord e lors de l analyse des eaux de consommation L
25. ucl aires li es ses activit s Le SPR Service de Protection contre les Rayonnements effectue notamment sur le centre et dans un p rim tre proche les analyses environnementales de surveillance et de contr le 2 Le Tritium a G n ralit s 4 5 6 Le tritium de symbole H est l isotope Fig 1 radioactif de masse de l hydrog ne Il poss de 1 proton et 2 neutrons 0 neutrons 1 neutron 2 neutrons 2 1 proton 1 proton 1 proton 1H H Hydrogen 1 Hydrogen 2 Hydrogen 3 Deuterium Tritium Fig 1 Isotopes de l hydrog ne Il a les propri t s physico chimiques de l hydrog ne et pour l essentiel r agit comme lui l effet isotopique joue souvent assez peu Le tritium se d sint gre en H lium 3 avec mission d un rayonnement D lectron d nergie maximale de 18 6 keV L nergie moyenne du rayonnement b ta mis est 5 7 keV Fig 2 Il s agit donc d un rayonnement peu p n trant puisqu il est arr t par 5 mm d air ou par 5 d eau 3 3 ee gt y Fig 2 Equation de d sint gration tritium La p riode radioactive du tritium est de 12 35 ans Sa d sint gration est r gie par la loi de d croissance radioactive suivante x N Ne 7 p riode radioactive du tritium N et nombre de radionucl ides pr sents l instant t et to Exemple au bout d un an t 1 et si on prend 3000 N 2836 13307 le nombre de radionucl i
26. valid et op rationnel II pr sente de nombreux avantages peu co teux simple d utilisation facilement transportable et autonome Gr ce ce syst me diff rentes analyses sont envisageables Certaines sur un pr l vement d une dur e d un week end activit du centre nulle sont actuellement en cours afin de savoir si la teneur en tritium dans l air a le temps de diminuer quand le centre ferme pendant deux jours Par ailleurs la SEIVA pense r aliser des tudes sur l influence des conditions m t orologiques activit du centre gale par exemple au mois d ao t t et d cembre hiver pendant les p riodes de fermeture pour r duire le nombre de param tres pouvant interf r s De plus en cas d incident la mise en place de ce syst me peut de suite tre effectu e la dur e de pr l vement tant relativement courte les premiers r sultats de l impact sur l environnement pourront donc tre connus rapidement 12 GLOSSAIRE Activit A L activit A d une quantit d un radionucl ide un tat nerg tique d termin et un moment donn est le quotient de dN par dt o dN est le nombre probable de transitions nucl aires spontan es partir de cet tat nerg tique dans l intervalle de temps dt A dN dt Becquerel unit de mesure de la radioactivit le becquerel vaut une d sint gration par seconde en moyenne quels que soient le nombre la nature et l nergie des particules mis
Download Pdf Manuals
Related Search