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Origines de la radioactivité

Les sources de radioactivité artificielle

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Par opposition aux radionucléides naturels, les radionucléides « artificiels » désignent les éléments radioactifs qui n’existent plus sur la Terre, et qui sont recréés artificiellement. Depuis le début du XXe siècle, les activités humaines ont entraîné la présence de radioactivité artificielle dans l’environnement.

La production de radionucléides artificiels se fait au moyen d’un accélérateur de particules ou d’un réacteur nucléaire.  

Certains radionucléides peuvent être utilisés comme source de rayonnements pour des radiographies ou comme source d’irradiation pour des applications industrielles ou médicales (radiothérapie). D’autres sont créés dans les réacteurs nucléaires. Certains de ces radionucléides, fortement radioactifs et actuellement inutilisés par l’homme, constituent des déchets nucléaires devant être stockés sous haute surveillance.

Actuellement, une dizaine de radionucléides artificiels sont régulièrement mesurés dans l’environnement français dont le strontium 90, le césium 137, l’iode 131, les isotopes du plutonium (238Pu, 239Pu, et 240Pu) ainsi que l’américium 241.

Ces radionucléides ont trois origines principales :

  • les rejets réglementés et autorisés des installations nucléaires et ceux liés aux activités de médecine nucléaire (examens radiologiques et traitements médicaux) ;
  • les retombées des essais atmosphériques d’armes nucléaires (de 1945 à 1980) et de l’accident de Tchernobyl en 1986 ;
  • la rémanence des retombées de l’accident de Tchernobyl et des tirs atmosphériques constitue aujourd’hui le bruit de fond de la radioactivité artificielle de l’environnement français.

 

Les rejets des installations industrielles et de recherche sur l’énergie nucléaire, dont les centrales nucléaires de production d’électricité, sont réglementés. Pour fonctionner, la plupart des installations du cycle utilisent de l’eau prélevée soit dans les cours d’eau, soit dans la mer. L’utilisation de cette eau conduit en partie à la production d’effluents qui sont traités en vue de retenir la plus grande partie de l’activité sous forme solide (déchets). Les effluents résiduels sont ensuite rejetés par voies liquide et aérienne après des contrôles permettant de garantir le respect des prescriptions réglementaires établies par les Autorités (débit, activités rejetées, radionucléides présents).  

Origine et typologie simplifiées des effluents d’une installation nucléaire. Credit © Chromatiques/IRSN - Source : IRSN

 Origine et typologie simplifiées des effluents d’une installation nucléaire.
Credit © Chromatiques/IRSN - Source : IRSN

Les radionucléides rejetés par les installations nucléaires sont multiples et diffèrent en fonction du type d’installation et de sa phase de fonctionnement (production, arrêt pour maintenance, démantèlement…). Les activités rejetées par ces installations, en fonctionnement normal, ont évolué également dans le temps en fonction des renouvellements des autorisations de rejets toujours plus contraignantes délivrées par les autorités et au gré de la mise en oeuvre de nouveaux procédés de traitement des effluents.

Aujourd’hui, les rejets des installations nucléaires françaises du cycle du combustible sont dominés en quantité par trois radionucléides :

  • le krypton 85, gaz rare, donc inerte chimiquement, de 10,7 ans de période, rejeté sous forme gazeuse lors du retraitement du combustible (usine Areva NC de La Hague) ;
  • le tritium ;
  • le carbone 14.

 

Enfin, les rejets provenant des activités de médecine nucléaire sont caractérisés par des radionucléides de période radioactive très courte (8 jours pour l’iode 131 et 6 heures pour le technétium 99 métastable).

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