Journées du laboratoire SUBATECH 20-21 Juin 2013, St-Jean-de-Monts Radiochimie: le groupe et quelques perspectives….

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1 Journées du laboratoire SUBATECH 20-21 Juin 2013, St-Jean-de-Monts Radiochimie: le groupe et quelques perspectives….

2 Présentation du groupe Présentation du groupe Radiochimie 2 Aujourd’hui: 40 personnes avec un effectif moyen estimé autour de 45 en 2014.

3 Groupe Radiochimie 3 TRANSFERT RADIOISOTOPES & ULTRA-TRACES PHYSICO-CHIMIE SOUS RAYONNEMENTS Les thèmes du groupe

4 Présentation du groupe Radiochimie 4 TRANSFERT RADIOISOTOPES & ULTRA-TRACES Etude du comportement d’un élément à 10 -8 -10 -12 mol/L 1 personne parmi la population mondiale (4,5.10 10 personnes) PHYSICO-CHIMIE SOUS RAYONNEMENTS

5 Radioisotopes Radioisotopes & Ultra-trace 5

6 Dose létale (mg/kg) (DL50) 6 Polonium Po Polonium Présent naturellement sur terre Gérard de Villiers, Edition: MALKO

7 Etude Polonium: de l’échelle moléculaire à macroscopique (ANR JCJC 2013 ?) Production de polonium à grande échelle Etude de sa réactivité Polonium Echelle Moléculaire Echelle Microscopique Echelle Macroscopique Speciation en solution aqueuse 7

8 Polonium Echelle Moléculaire Echelle Microscopique Echelle Macroscopique 8 Echelle Moléculaire Collaboration: Ceisam Stœchiométrie, constantes thermo. en solution (séparation de phase, électrochimie) Structures, constantes Calculs DFT et Ab-initio Identifier les espèces et leurs grandeurs thermodynamiques associées Approche expérimentale Approche théorique

9 Polonium Echelle Moléculaire Echelle Microscopique Echelle Macroscopique 9 Echelle Microscopique Collaborations: Arronax et groupe ERDRE Production et séparation ~5µg de Po-209

10 Echelle Macroscopique Polonium Echelle Moléculaire Echelle Microscopique Echelle Macroscopique 10 Collaborations: Synchrotron Soleil et l’université de Nice 1 ère mesure d’absorption X du polonium

11 11 TRANSFERT RADIOISOTOPES & ULTRA-TRACES PHYSICO-CHIMIE SOUS RAYONNEMENTS

12 RS2E-OSUNA 12 Axe 2: Fonctionnement biogéochimique Programme RS2E-OSUNA Axe 1: Protection du littoral Axe 3: Pollution des sols Etudes de l’estuaire de La Loire et des bassins versants proches SUBATECH OSUNA comme tremplin vers un travail collaboratif

13 13 Les isotopes de l’Hydrogène Tritium

14 14 H H O Molécule d’eau (H 2 O) Les formes de Tritium étudiées Molécule de sucre O H T Molécule d’eau tritiée Forme HTO T Forme TOL-E T Forme TOL-NE Tritium

15 Contexte 15 1) Origines du 3 H au niveau des CNPE produit de fission ternaire de U et Pu produit de réaction neutronique avec le B, Li et Deutérium 2) Augmentation potentielle des rejets tritiés demande en énergie croissante EPR de Flamanville (2016): du rendement de fission projet ITER (2020): fusion nucléaire (Tritium + Deutérium) 3) Sources principales de contamination par 3 H ingestion d’eau de boisson (HTO: retenu 10 j par l’Homme) ingestion d’aliments (TOL: retenu 40 j par l’Homme) 4) Risques sanitaires / toxicité du 3 H rayonnement  : faibles énergie et parcours faible radiotoxicité vs d’autres radionucléides sous sa forme TOL: dommageable pour l’ADN (bioassimilation)

16 Contexte 16 faible impact des rejets de 3 H en France mais nécessité de mener des études et recherches complémentaires 1) élaboration d’un guide sur la mesure du TOL 2) surveillance de l’environnement 3) meilleure visibilité sur la maîtrise des rejets (spéciation) 4) estimation de l’impact du 3 H

17 Tritium 17 Travail sur la matière organique Programme d’étude 3 H prélèvements environnementaux effluents Action KER/SEK amont aval estuaire ( Pays de La Loire ) CNPE Radioécologie Observation/surveillance de la contamination de l’environnement RS2E-OSUNA axe 2 tâche 3 Action Spectro Travail sur la labilité de H Accès au caractère non échangeable du TOL Spéciation de 3 H Partenaires: SMART, EDF, LSCE

18 Radioécologie 18 1) Campagne de prélèvements: septembre 2012 échantillonnage: 7 stations (colonne d’eau + crème de vase) + 10 prélèvements eau de surface (Camélia 1) prélèvements stockés au congélateur (- 28 °C) 2) Campagne de prélèvements: avril 2013 échantillonnage: 1 station (colonne d’eau + crème de vase) prélèvements stockés au congélateur (- 28 °C) observation dans les compartiments environnementaux

19 Radioécologie 19 zone 4 zone 1 zone 2 zone 3 Premiers résultats F. Siclet et al., Hydroecol. Appl. 2001 eau polluée

20 Radioécologie 20 35 Bq/L 1.10 -10 mg/L 3H3H norme de potabilité de l’eau définie par l'OMS 10 000 Bq/L Premiers résultats 35 Bq/L au max. Tritium 0,0000000001 O H T

21 NEEDS Environnement 21 Action SPECTRO: Spéciation du Tritium Organique dans l’environnement Mise en œuvre: développement d’une ligne de marquage au 3 H dans enceinte contrôlée en T°C et %HR sur différentes matrices d’intérêt (par ex. cellulose) sur prélèvements environnementaux Accès au caractère non échangeable du TOL T Forme TOL-NE

22 Etude SOL 22 sols viticoles, sols urbains, sols radiocontaminés (thèse Subatech-LPGN) Axe 3 (OSUNA): Pollution des sols Vers un thème de l’OSUNA « sols et usages »  intégration du site de l’ancienne mine de l’Ecarpière dans la zone atelier (InEE - CNRS) (U, Ra, Po)  Réponse AAP inter Carnot-Mines / BRGM