Aktis n°25 jan à mai 2017
Aktis n°25 jan à mai 2017
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°25 de jan à mai 2017

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

  • Format : (150 x 210) mm

  • Nombre de pages : 12

  • Taille du fichier PDF : 2,5 Mo

  • Dans ce numéro : les investigations géochimiques en aval d'anciennes mines.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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AUSCULTER LE SOL POUR MIEUX DIALOGUER AVEC LA SOCIÉTÉ L’IRSN innove dans les modes d’interaction et de participation de la société en vue d’améliorer la gouvernance des risques nucléaires et radiologiques. Ainsi, dans sa mission de veille permanente en radioprotection appliquée au domaine environnemental, l’Institut a pris le parti de s’ouvrir aux questionnements des acteurs locaux avant de mettre en œuvre ses plans de prélèvements et de mesures dédiés à la surveillance du territoire. Riches de points de vue empruntant à d’autres formes de savoir, issues des expériences quotidiennes des citoyens, ces questionnements peuvent venir challenger nos experts, au moment où ils ouvrent le dialogue. Or, l’« héritage » laissé par l’activité des anciennes mines d’uranium met en jeu des mécanismes complexes. D’où l’impérieuse nécessité d’investiguer et d’appréhender, par des démarches scientifiques, ces mécanismes pour les quantifier et identifier ceux qui jouent un rôle déterminant, ainsi que l’illustrent plusieurs articles de ce numéro. Ainsi nous pourrons aborder sereinement les interactions et questions en provenance de la société, pour une surveillance radiologique qui s’enrichit sur les deux volets. En ce début d’année, je vous présente à la fois tous mes vœux pour une année 2017 riche sur le plan personnel, et scientifique – qui est la vocation d’Aktis – en même temps que je vous en souhaite bonne lecture. Matthieu Schuler, Directeur de la stratégie, du développement et des partenariats 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. Gratuite, elle est aussi diffusée sous forme de mail. Éditeur IRSN - standard  : +33 (0)1 58 35 88 88 - www.irsn.fr - Directeur de la publication  : Jean-Christophe Niel - 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, Isabelle Bellin/Technoscope et Jean-Philippe Braly/Technoscope - Réalisation  : www.grouperougevif.fr - 24572 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°25 – janvier 2017 Antoine Devouard/IRSN G SOMMAIRE ÉDITO Matthieu Schuler AVANCÉES DE LA RECHERCHE ffl PAGE 3 NUCLEA, une base de données thermodynamiques pour les matériaux Vers une évaluation de la « dose biologique » reçue en cas de contamination FOCUS ffl PAGE 6 Les investigations géochimiques en aval d’anciennes mines FORMATION PAR LA RECHERCHE ffl PAGE 9 Caractériser les sources de pollution à proximité des anciennes mines d’uranium Des cellules souches pour traiter les douleurs viscérales radio-induites VIE DE LA RECHERCHE PAGE 11 Soutenances  : HDR et thèses Prix Glossaire GLO PAGE 12 Photo de couverture - Ningyoite (Ca,U)PO4H2O identifiée dans les sédiments Morin et al. Geochem. Persp. Lett. (2016)
Accidents de fusion du cœur AVANCÉES DE LA RECHERCHE NUCLEA, une base de données thermodynamiques POUR LES MATÉRIAUX Pour pouvoir évaluer les conséquences d’un accident de fusion de cœur dans un réacteur nucléaire, et contribuer au développement de moyens visant à les limiter, l’IRSN simule numériquement ces accidents. Pour cela, il est nécessaire de connaître les propriétés thermodynamiques des matériaux constituant le cœur du réacteur et celles de leur mélange après fusion. Ainsi a été créée la base NUCLEA, dont l’objectif est de calculer les équilibres thermodynamiques des systèmes chimiques complexes impliqués lors d’un tel accident. Elle s’enrichit à l’aide des résultats de plusieurs programmes européens de recherche et constitue actuellement la référence européenne en ce domaine. Une thèse récente menée à l’IRSN a permis de l’améliorer. Lors d’un accident de fusion du cœur sur un réacteur nucléaire, les différents composants fondus se mélangent pour former ce qu’on appelle génériquement corium GLO. Constitué du combustible nucléaire, de sa gaine, des barres de commande, des structures métalliques et en béton et des produits de fission, ce corium est le siège d’interactions multiples conduisant à la présence de nombreuses phases GLO. Au début des années 1990, il est apparu nécessaire, pour modéliser les accidents de fusion, de disposer de données thermodynamiques des matériaux qui le composent afin de pouvoir identifier les équilibres entre ces phases. C’est ainsi que la base NUCLEA a été conçue en 2003 dans le cadre du projet européen ENTHALPY. Elle est le fruit d’une collaboration entre la société THERMODATA et l’IRSN avec le concours de la Commission européenne ; son pilotage est aujourd’hui assuré par l’Institut avec le soutien du CNRS et de l’université de Grenoble. Les équilibres thermodynamiques entre les phases d’un système constitué de deux ou trois éléments chimiques sont représentés au moyen d’un diagramme de phase GLO. Pour le corium, cette approche est impossible compte tenu du nombre élevé d’éléments chimiques qui le constituent et du domaine de température à couvrir (1). Les équilibres thermodynamiques du corium sont calculés à partir des enthalpies libres GLO de chacune des phases du système ; ces enthalpies libres sont elles-mêmes extrapolées à partir de celles des différents soussystèmes de deux ou trois des éléments chimiques présents dans le corium. Ce sont les enthalpies libres de ces sous-systèmes chimiques binaires et ternaires qui constituent la base NUCLEA (2). En pratique, elles sont obtenues par une approche (nommée CALPHAD) basée à la fois sur le calcul et sur l’expérience, qui consiste à déterminer, pour chaque phase d’un système binaire ou ternaire, son enthalpie libre. Ces enthalpies libres sont construites, à l’aide de modèles décrivant autant que possible la réalité microscopique du matériau, en mettant en cohérence les données expérimentales issues de différentes origines pour obtenir le résultat le plus précis possible. Minimisation globale de l’enthalpie libre Associé à la base NUCLEA, le logiciel Nuclea- Toolbox, développé par l’IRSN, calcule l’équilibre thermodynamique d’un mélange multi- I- Université d’Aix-Marseille (IM2NP) ; Université de Savoie-Mont Blanc (SYMME) CONTACT Marc Barrachin marc.barrachin @irsn.fr Laboratoire d’étude du corium et du transfert des radioéléments - LETR T = 330 °C T > 800 °C T > 1 220° C (1) 20 à 3 500 °C  : il est à noter que NUCLEA peut être utilisée pour prédire les phases dans un corium à température ambiante, ce qui peut présenter un intérêt dans le processus de démantèlement d’une installation accidentée. (2) La base NUCLEA contient les enthalpies libres de systèmes binaires et ternaires de 20 éléments qui peuvent être présents dans le corium ou interagir avec lui  : Al-Si - Mg-Ca- U-Zr-O-Fe-Ni-Cr-Ag- In-B-C-Sr-Ru-La-Ba - H - Ar. a b c d Dégradation de la barre de commande dans un scénario d’accident grave à basse pression du circuit primaire GLO. (a) barre en conditions nominales (b) augmentation de la pression interne dans le crayon interne au tube guide suite à la perte du refroidissement et gonflement progressif de la gaine en acier inoxydable (c) rupture du crayon (d) relocalisation des matériaux absorbants. IRSN Aktis n°25 – janvier 2017 3



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