Aktis n°21 jui/aoû/sep 2015
Aktis n°21 jui/aoû/sep 2015
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°21 de jui/aoû/sep 2015

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

  • Format : (150 x 210) mm

  • Nombre de pages : 12

  • Taille du fichier PDF : 1,4 Mo

  • Dans ce numéro : Fukushima, localiser le combustible fondu à l'aide de la simulation.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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L’ANALYSE DES CŒURS FONDUS POUR CONTRIBUER À LA RÉSILIENCE DU SITE DE FUKUSHIMA Les Japonais ont fait le choix de récupérer le site industriel de Fukushima à long terme. D’où l’importance d’envisager, définir et programmer les opérations nécessaires pour la décontamination ; la première d’entre elles étant le démantèlement des réacteurs dont le combustible a fondu, afin d’éviter tout risque de contamination accidentelle et/ou intentionnelle (acte de malveillance) de l’environnement et des hommes. Pour ce faire, il est nécessaire de localiser le combustible à l’intérieur des réacteurs accidentés et le caractériser avec précision afin de prévoir les modalités pour y accéder et le traiter efficacement et dans des conditions sûres. Le projet BSAF (Benchmark Study of the Accident at the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station) a été créé par l’AEN pour reconstituer le déroulement des accidents qui ont conduit à la fusion du cœur de trois réacteurs du site de Fukushima, afin de soutenir les Autorités japonaises dans cette tâche lourde et difficile. Le projet regroupe de nombreux partenaires, dont l’IRSN, qui tirent profit de leur participation à l’exercice pour capitaliser les connaissances acquises afin d’affiner leurs méthodes de calculs respectifs et leurs logiciels, qui permettront d’améliorer leurs capacités d’analyse de sûreté. Giovanni Bruna, Directeur scientifique Aktis est la lettre d’information scientifique de l’IRSN. Elle présente les principaux résultats de recherches menées par l’Institut dans les domaines de la radioprotection, de la sûreté et de la sécurité nucléaire. Trimestrielle et gratuite, elle existe aussi en version électronique sur abonnement. Éditeur IRSN - standard  : +33 (0)1 58 35 88 88 - www.irsn.fr - Directeur de la publication  : Jacques Repussard - Directeur de la rédaction  : Matthieu Schuler - Rédactrice en chef  : Sandrine Marano - Comité de lecture  : Giovanni Bruna, Matthieu Schuler - Comité éditorial  : Gauzelin Barbier, Giovanni Bruna, Aleth Delattre, Jean-Michel Evrard, Christine Goudedranche, Pascale Monti, Audrey de Santis, Matthieu Schuler - Rédaction  : Sandrine Marano, Jean-Philippe Braly/Technoscope - Réalisation  : www.grouperougevif.fr -51986 Impression  : Idéale Prod, certifiée Imprim’Vert - ISSN  : 2110-588X - Droits de reproduction sous réserve d’accord de notre part et de mention de la source. Conformément à la loi N o 2004-801 du 6 août 2004 relative à la protection des personnes physiques à l’égard des traitements de données à caractère personnel et modifiant la loi N o 78-17 du 6 janvier 1978 relative à l’informatique, aux fichiers et aux libertés, tout utilisateur ayant déposé des informations directement ou indirectement nominatives, peut demander la communication de ces informations et les faire rectifier le cas échéant. 2 Aktis n°21 – juillet-septembre 2015 Olivier Seignette/Mikaël Lafontan/IRSN G SOMMAIRE ÉDITO Giovanni Bruna AVANCÉES DE LA RECHERCHE ffl PAGE 3 La chimie théorique pour évaluer le risque du béryllium dans ITER Coupler les disciplines scientifiques pour mieux connaître les effets sanitaires de l’exposition professionnelle à l’uranium Les résultats de l’étude Inworks sur les leucémies confortent les fondements du système de radioprotection international FOCUS ffl PAGE 6 Fukushima  : localiser le combustible fondu à l’aide de la simulation FORMATION PAR LA RECHERCHE ffl PAGE 9 Mieux évaluer la dose délivrée en stéréotaxie Une formule galénique efficace pour des contaminations cutanées par l’uranium VIE DE LA RECHERCHE PAGE 11 Prix Collaboration Vidéos Soutenances  : HDR et thèses Glossaire GLO PAGE 12 Photos de couverture  : Images prises à l’intérieur du réacteur n°1 de Fukushima-Daiichi par un robot mi-avril 2015. Elles montrent la plate-forme située autour du mur entourant la cuve du réacteur, sur laquelle des objets sont tombés. Tokyo Electric Power Company (TEPCO)
Physique/chimie - Rejets LA CHIMIE THÉORIQUE pour évaluer évoluer le lie risque du BÉRYLLIUM dans ITER Le projet Bestair a récemment reçu le prix IRSN de la créativité en recherche exploratoire. Via une meilleure connaissance des formes chimiques associant le béryllium dans l’enceinte de l’installation ITER, son objectif était d’évaluer la potentialité de rejets de cet élément extrêmement toxique dans l’environnement en cas d’accident. Le projet ITER vise à démontrer s’il est technologiquement possible de produire de l’énergie à partir de la fusion thermonucléaire. En fonctionnement normal, une partie du tritium « imbrulé » ainsi que des masses importantes de poussières de tungstène et de béryllium (produites par l’érosion des parois internes) s’accumuleront dans la chambre à vide d’ITER au fil des décharges. La conception prévoit que, si une entrée d’eau ou d’air s’y produisait accidentellement, les poussières et les gaz seraient retenus par des systèmes de filtration. Le rôle de l’IRSN est d’en évaluer l’efficacité. Pour cela, les espèces chimiques gazeuses (plus délicates à filtrer) présentes doivent être quantifiées et leur transport dans l’installation évalué. Nouvelle interprétation des données Le projet BESTAIR (1) a porté sur la thermodynamique des molécules gazeuses associant béryllium, oxygène, hydrogène et tritium (T). Sa nouveauté par rapport aux études antérieures réside dans la prise en compte simultanée du tritium et du béryllium pour évaluer les rejets accidentels de l’installation (le premier posant un problème radiologique et le second étant extrêmement toxique). Dans une première étape, les enthalpies de formation des oxydes (BeO, Be 2O, Be nO n avec n < 7), des hydroxydes (BeOH et Be(OH) 2) et des hydrures (BeH, BeH 2) ont été réévaluées, sur la base de calculs des constantes structurales et vibrationnelles des molécules gazeuses et d’une nouvelle interprétation des données expérimentales spectrométriques disponibles dans la littérature. L’analyse a été complétée par des calculs de chimie théorique pour les espèces présentant les plus grandes incertitudes et pour les molécules tritiées. Ceux-ci ont été conduits avec différentes méthodes relevant de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), pour prendre en compte les effets quantiques dits « d’échange et corrélation » résultant des interactions entre électrons dans les molécules. La comparaison avec les données expérimentales jugées comme les plus fiables a permis de sélectionner, pour l’ensemble des espèces du système chimique Be-O-H-T, une approche empirique (2) pour exprimer le potentiel d’échange et corrélation en fonction du Laplacien de la densité électronique. 0- CF-cr, JF> - « - BeH cCee BeO Be2O Be2O2 Be3O3 AVANCÉES DE LA RECHERCHE 0 0 Be4O4 Be5O5 Be6O6 Géométries des molécules du système Be-O-H telles que données dans la littérature avec, en surimposition, celles calculées par chimie quantique dans le projet BESTAIR. IRSN Les données thermodynamiques ainsi obtenues ont été intégrées dans le logiciel ASTEC GLO récemment étendu à ITER. Le transfert des espèces chimiques depuis la chambre à vide vers différentes zones de l’installation a ainsi pu être simulé et les rejets potentiels quantifiés. Les travaux se poursuivent pour prendre en compte la présence de tungstène, et l’interaction chimique des gaz, notamment le tritium, avec les poussières de béryllium. CONTACT Marc Barrachin marc barrachin @irsn.fr Laboratoire d’étude du corium et du transfert des radioéléments – LETR (1) Beryllium Source Termdue to an Accident in the ITER experimental reactor. (2) de type Meta-GGA, Van Voorhis T.V. and Scuseria G.E., Journal of Chemical Physics 2 (1998) 410. BeH2 BeOH Be(OH)2 PUBLICATIONS Virot F., Barrachin M. et al « Theoretical prediction of thermodynamic properties of tritiatedberyllium molecules and application to ITER source term » Fusion Engineering and Design 89 (2014) 1544–1550. Aktis n°21 – juillet-septembre 2015 3



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