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Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

 Propositions de thèses 2017

 Évaluation de la contribution du mécanisme d'échange isotopique à l'épuration de l'iode radioactif - Application aux tests de pièges à iode par une méthode non-radioactive


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Lieu de thèse : Saclay (91)

Date de début : octobre 2017



Compétences recherchées

  • Master 2, ou équivalent, orienté recherche dans les domaines suivants : chimie de l'adsorption radioprotection physique nucléaire, mesures nucléaires mathématique statistique


Sujet de thèse


La nécessité de limiter le rejet des substances radioactives dans l'environnement a toujours constitué un enjeu fort dans le domaine de la radioprotection et de la sûreté des installations nucléaires (laboratoires, établissements hospitaliers, usines et réacteurs), que ce soit en exploitation normale de ces installations, en situation d'incident ou en condition d'accident grave.

Dans le premier cas (exploitation normale), la diminution attendue des autorisations de rejets implique des efforts réguliers de recherche et développement sur l'amélioration des procédés existants ou la mise au point de procédés innovants, dont l'efficacité et la sûreté doivent être démontrées. À l'autre extrémité des conditions d'exploitation, la catastrophe de Fukushima a remis au premier plan la nécessité d'évaluer et de proposer des moyens de réduction des rejets à l'environnement dans différentes situations pouvant aller jusqu'à la perte du confinement d'un réacteur.

La thèse se concentrera dans une première phase sur les méthodes de tests des pièges à iode mettant en oeuvre l'iodure de méthyle CH3I, forme chimique universellement considérée comme la plus "pénétrante" de l'iode. Les moyens d'analyse privilégiés seront la chromatographie en phase gazeuse avec détecteur par capture d'électrons à décharge pulsée (GC-PDECD), tout particulièrement sensible à l'iodure de méthyle et la spectrométrie y, mesure universelle et précise pour la quantification des radioéléments émetteurs y. Des comparaisons de performance des différentes techniques seront réalisées et des calculs de limites de détection effectués. La portabilité de la mesure par CPG sera également améliorée en vue de l'utilisation de cette technique dans des conditions les plus diverses hors d'un laboratoire.

En parallèle, après comparaison des méthodes radioactives CH3I(131) et non radioactives CH3I(127) pour la mesure d'un coefficient d'épuration de pièges ne recourant pas à l'échange isotopique (charbons actifs "de base" et charbons actifs imprégnés à la TEDA, zéolites à l'argent, etc.), l'efficacité de l'échange isotopique sera explorée, de façon extensive (gamme étendue de températures, pressions et débits), sur une grande variété de charbons actifs imprégnés à l'iodure de potassium. Des corrélations seront donc établies, et un modèle empirique d'échange isotopique élaboré en fonction de l'ensemble des paramètres expérimentaux (caractéristiques intrinsèques du charbon imprégné et conditions opératoires) en adaptant si nécessaire les modèles existants au cas de l'adsorption de composés iodés radioactifs. Le bénéfice attendu est l'explicitation d'un coefficient de sécurité apporté par l'échange isotopique dans un piège à iode dont le coefficient d'épuration est fourni par un test à l'iodure de méthyle non radioactif.

Le verrou scientifique se situe dans la mesure de l'iode radioactif et non radioactif en très faible concentration ainsi que dans la différenciation de l'échange isotopique des autres mécanismes de piégeage de l'iode dans les charbons actifs.