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Origine des éléments de la famille de l’uranium-235 observés dans la rivière l’Ellez à proximité du réacteur nucléaire expérimental EL4 en cours de démantèlement (Mont d’Arrée – département du Finistère) Premiers résultats & constats extrait du rapport d’étape communication du 28 novembre 2006.

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PowerPoint Slideshow about 'Caractéristiques de l’uranium' - Audrey


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Origine des éléments de la famille de l’uranium-235 observés dans la rivière l’Ellez à proximité du réacteur nucléaire expérimental EL4 en cours de démantèlement(Mont d’Arrée – département du Finistère)

  • Premiers résultats & constatsextrait du rapport d’étapecommunication du 28 novembre 2006
caract ristiques de l uranium

235

U

92

234

238

U

U

92

92

Caractéristiques de l’uranium

Uranium naturel : métal lourd - toxique chimique et nucléaire

Constitué de 3 isotopes tous radioactifs :

Insoluble

[fonction des conditions d’oxydo-réduction]

Géochimie : existe sous deux formes : réduite (U4+)

oxydée (UO22+ )

Soluble

Les + faibles valeurs en U total : dans les roches sédimentaires

Les + fortes valeurs en U total : dans les roches de type schistes

Du fait du contexte géologique des Monts d’Arrée, [C] en uranium importante

sch mas de d sint gration solubilit
Schémas de désintégration & solubilité

forte

faible

réactivité vis à vis des

solubilité

moyenne

moyenne

particules

faible

forte

rappel tat des lieux 2003 bmo

235U

231Th

231Pa

227Ac

227Th

223Ra

219Rn

207Pb

Rappel : état des lieux 2003 (BMO)
  • Dans l’Ellez :
  • Du 223Ra, un élément de la famille de l’uranium-235, est détecté à des niveaux très significatifs dans les mousses aquatiques
  • Cette situation n’a jamais été observée dans des conditions de mesure identiques
    • Ni dans d’autres cours d’eau du BV de la rade de Brest
    • Ni dans les cours d’eau normands situés sur un socle granitique (suivi régulier ACRO)
    • Ni lorsque les teneurs en 226Ra ont été très élevées (c.à.d lorsque les niveaux en uranium sont élevés) : (cas du barrage du Drennec)223Ra < 30 Bq/kg sec (LD) <-> 226Ra > 6000 Bq/kg sec

=> situation atypique [existence d’un excès]

  • Question : origine ?
    • est-ce l’homme
    • est-ce un phénomène naturel (jamais observé ou mentionné)
strat gie moyens
Stratégie & moyens
  • Des ressources mutualisées mais indépendantes :
    • ACRO (BMO) & LSCE (EDF) <-> cultures différentes (complémentaires)
  • Stratégie :
    • Etudier la répartition spatiale du phénomène et comparer notamment la situation en aval du SMA avec celle en amont et ailleurs, hors influence
    • Etudier l’historique des dépôts radioactifs (-) dans le réservoir Saint-Herbot, donc en aval des émissaires de rejets du SMA
    • En fonction du questionnement, acquérir toute donnée sur les contributions passées du SMA (uranium, plutonium, etc.)
  • Où :
    • Le long de l’Ellez, depuis sa source jusqu’à St-Herbot
      • Vue d’ensemble (aquatique)
      • Voisinage du SMA (aquatique & terrestre)
      • En milieu terrestre, à distance du SMA, depuis peu
  • Supports étudiés :
    • Sédiments, berges, mousses aquatiques et + en fonction de l’intérêt
  • Analyses :
    • Spectrométrie gamma et + en fonction de l’intérêt
localisation des sites tudi s
Localisation des sites étudiés

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quelle connaissance disponible
Quelle connaissance disponible ?
  • Il n’existe aucune publication scientifique, ni même de résultatsde surveillance ou de contrôle,qui font état d’observations similaires dans l’environnementet/ou fournissent des informations de compréhension quant au(x) processus artificiel(s) ou naturel(s) pouvant expliquer une telle manifestation radiologique en regard du contexte industriel et géochimique rencontré dans les Monts d’Arrée.
  • On peut seulement citer :
  • quelques publications traitant des processus naturels concernant les radionucléides étudiés mais uniquement pour le milieu marin ;
  • la publication de Pasquier JL et al (2003) qui relate une contamination ayant eu des conséquence très localisées sur l’environnement et dont la manifestation était similaire

Étude plus délicate & longue => construction de connaissances nouvelles

le ph nom ne

235U

231Th

231Pa

227Ac

227Th

223Ra

219Rn

207Pb

Le phénomène

700 000 000 a

  • Sur le bassin versant du réservoir de Saint-Herbot :
  • la présence d’actinium-227 non supporté
    • Avec les particules :
      • rapport 227Ac/235U pouvant au moins être de 10 contre 1 (normalement attendu)
      • teneurs en 227Ac pouvant être 238U
    • chez les mousses aquatiques :
      • rapport 223Ra/227Th compris entre 2 et 8
      • teneurs en 223Ra jusqu’à 15% 226Ra (prépondérant)

22ans

19 j

11 j

4 s

situation en amont et ailleurs
Situation en amont et ailleurs
  • Une situation radiologique qui contraste peu avec celle observée à distance.
  • En Amont, dans le réservoir St-Michel :
  • Aucune particularité radiologique ; se rencontre ailleurs, hors des Monts d’Arrée
    • radioactivité “naturelle” :
      • Sédiments : 238U varie entre 30 et 40 Bq/kg sec selon les endroits.
      • Sédiments : excès 210Pb et 226Ra dans couche superficielle ; idem ailleurs
    • radioactivité “artificielle” :
      • 137Cs uniquement ; un peu fort ; 32 Bq/kg sec dans les sédiments par ex.
      • Origine = retombées essais nucléaires atmosphériques principalement
      • Aucune perturbation due aux rejets anciens (3ème boucle)
  • Ailleurs, dans le Roudoudour, le Roudouhir et l’Elorn :
  • Aucune particularité radiologique ; situation comparable à celle de St-Michel
situation le long de l ellez en aval de nestavel
Situation le long de l’Ellez, en aval de Nestavel
  • Une situation radiologique différente en aval du barrage de Nestavel. (les teneurs sont plus fortes et il existe des disparités qualitatives ou déséquilibres)

En aval et pour la radioactivité dite « naturelle »:

  • Dans les sédiments et les berges
    • Teneurs en uranium plus fortes :
      • 238U : 100 Bq/kg sec dans St-Herbot ; 250 Bq/kg sec aux exutoires SMA
    • Déséquilibres multiples et manifestes pour la famille de l’ 238U
      • Présence d’un excès en 238U en plus des excès classiques pour 226Ra et 210Pb
    • Rapport 238U/235U normal
      • pas de transfert indust. significatif
    • Excès d’227Ac (descendant de l’235U) uniquement en aval du chenal
      • Rapport 227Ac/235U > 1 (valeur attendue)
  • Dans les eaux de l’Ellez
    • Présence d’227Ac et de ses descendants
    • Pas de dépassement des critères de potabilité des eaux
situation dans le chenal de rejets
Situation dans le chenal de rejets
  • Une situation radiologique différente des autres endroits investigués.

Dans les berges/sol du chenal : cas particulier de l’227Ac (phénomène)

    • Excès criant d’227Ac (descendant de l’235U)
      • Rapport 227Ac/235U pouvant être > 10 !
      • Teneurs en 227Ac pouvant être comparables à celle de l’238U
      • Plus fortes valeurs à proximité de la STE
    • Existence d’une relation 227Ac/137Cs
      • Et par extension avec les niveaux de radioactivité artificielle
      • Mais l’inverse n’est pas vrai
    • Existence d’une relation 227Ac/210Pb
      • Le 210Pb est un radionucléide « naturel » provenant du radon exhalé
  • Autre constat intéressant
    • Rapports des isotopes du plutonium (et teneurs en 241Am) non cohérents avec les retombées
      • Transferts de transuraniens appartenant normalement au combustible
premiers constats r sultats historique
Premiers constats & résultats [HISTORIQUE]

L’analyse des dépôts sédimentaires du réservoir Saint-Herbot révèle :

  • Dans le cas de l’227Ac (le phénomène)
    • Excès d’227Ac quelque soit la profondeur
    • Un phénomène qui existerait depuis au moins 10 ans, voire 20
    • Les opérations de démantèlement n’en seraient donc pas à l’origine
  • Dans le cas des radionucléides artificiels
    • Du 137Cs est systématiquement détecté, parfois associé à du 60Co
      • De 29 à 93 Bq/kg sec en 137Cs selon la profondeur
      • En profondeur, quelques Bq/kg sec (au plus) de 60Co
      • Origine = rejets d’exploitation de la centrale & retombées pour le 137Cs
    • Les transuraniens classiques sont présents à l’état de traces
      • Isotopes du plutonium et américium-241 < 1 Bq/kg sec
      • Niveaux comparables à ceux des retombées
conclusion

238U (234Th)

226Ra min

210Pb

235U

231Pa

227Th (=227Ac)

137Cs

210±9

46±2

497±13

< 14

< 14

54±4

3,1±0,6

Bq/kg sec

Bq/kg sec

Bq/kg sec

Bq/kg sec

Bq/kg sec

Bq/kg sec

Bq/kg sec

CONCLUSION

On pourrait croire à une origine artificielle : activités nucléaires du SMA

MAIS

Il y a un constat récent qui force à douter et à faire preuve de la plus grande retenue quant à toute interprétation qui paraîtrait évidente

A 4km, au détour d’un chemin, dans un endroit a priori non perturbé par les activités passées du SMA, le phénomène a été observé :

les suites
Les suites

Suspension de toute interprétation le temps d’étudier ce résultat particulier

De nombreuses informations vont devenir indispensables pour poursuivre l’étude

Néanmoins, quelque soit l’origine du phénomène :

  • Celui-ci prend au moins naissance dans l’emprise du SMA
  • Les stratégies de mesure de la radioactivité de l’environnement ne peuvent faire l’économie des enseignements de cette étude et devraient évoluer en conséquence