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Mesures de radioactivité en cas de crise nucléaire

Les principaux radionucléides rejetés en cas d’accident affectant une centrale nucléaire

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Le comportement et la toxicité des éléments radioactifs peuvent être très différents. La connaissance des produits libérés en cas d’accident est, par conséquent, importante pour définir les actions de gestion de la population et des territoires contaminés.

 

Les produits de fission

Les produits de fission résultent de la cassure des noyaux d’uranium 235 dans le combustible. Seule, une très faible fraction de ces produits passe dans le circuit primaire des réacteurs à travers les défauts d’étanchéité des gaines de combustible. Certains accidents peuvent cependant conduire à une libération de ces produits de fission par perte des propriétés de confinement des gaines.

 

 

Radionucléides les plus importants

Périodes radioactives

Rayonnement dominant

Gaz rares

85Kr

Krypton 85

10,8 ans

(β, γ)

133Xe

Xénon 133

5,2 jours

(β, γ)

Iode à vie courte

131I

Iode 131

8,02 jours

(β, γ)

Iode à vie longue

129I

Iode 129

1,6 . 107 ans

(β, γ)

Césium

Note : 134Cs n'est pas un
produit de fission

137Cs

Césium 137

30 ans 

(β, γ)

134Cs

Césium 134

 2,07 ans

(β, γ)

Strontium

89Sr

Strontium 89

50,6 jours

(β, γ)

90Sr /
90Y

Strontium 89 /
Yttrium 90

28,8 ans

β

Ruthénium

103Ru

Ruthénium 103

39,26 jours

(β, γ)

106Ru

Ruthénium 106

372,6 jours

(β, γ)

Autre produits de fission

144Ce

Cérium 144

285 jours

(β, γ)

95Zr

Zirconium 95

64 jours

(β, γ)

140Ba / 140La

Baryum 140 / Lanthane 140

 12,75 jours

(β, γ)

 

 

 

 

Comportement

Commentaires

Expositions des populations

Sensibilité des denrées alimentaires

Sol

Gaz rares

(85Kr,133Xe)

Externe
(au panache)

Non assimilésNe se déposent pas au solEléments peu dangereux sauf par exposition externe au panache et inhalation
Inhalation

Famille des iodes

(131I, 129I ...)

Ingestion

Lait
(rapide)

Très mobile

(soluble dans l'eau du sol)

Les rejets d’131I et leurs conséquences à court terme sont très importants lors de leur rejet. Il est facilement assimilable et rapidement transféré chez l’homme.  
Inhalation

Végétaux
(rapide)

ExterneViande129I a un rôle très secondaire en situation accidentelle (quantité peu importante dans les installations). Il persiste à long terme et pourrait être observé en faible quantité dans le lait principalement.
Eau

Famille des césiums

(137Cs, 134Cs ...)

Externe
(dépôt au sol)
LaitPeu mobile au delà de la
couche superficielle du sol (fixés par les argiles)

Le césium prédomine, avec l’iode, en cas d’accident de réacteur. Il pose les problèmes les plus importants à long terme.

Il possède un comportement voisin du potassium et se répartit ainsi dans la masse musculaire des organismes.

Végétaux
IngestionViande
InhalationEau

Famille des strontiums

(89Sr, 90Sr / 90Y...)

ExterneLaitPeu mobile au delà de la
couche superficielle du sol
Le strontium accompagne souvent le 137 Cs en cas d’accident de réacteur mais ses rejets sont beaucoup moins importants. Il est assez bien transféré aux végétaux par absorption racinaire. Il possède un comportement voisin du calcium et se répartit dans le squelette.
Viande
IngestionVégétaux
InhalationEau

Famille des ruthéniums

(103Ru, 106Ru)

ExterneViandeGénéralement peu mobile dans les sols mais fonction de sa forme chimiqueLe ruthénium est très faiblement transféré dans la chaîne alimentaire.
Lait
IngestionVégétaux
InhalationEau

Autres produits de fission

(144Ce, 95Zr,140Ba)

ExterneViandeEléments peu mobiles dans les solsLe transfert de ces éléments est généralement faible dans la chaîne alimentaire.
Lait
IngestionVégétaux
InhalationEau

Légende : Plus la couleur est foncée, plus l’importance du phénomène associé est élevée. 

 

Les produits d'activation et de corrosion

Ces radionucléides sont formés à partir des atomes (fer, cobalt, nickel…) présents dans la structure métallique et le béton des réacteurs, par absorption de neutrons (ex : 60Co, 55Fe…).

En fonctionnement normal, ces radionucléides sont présents dans le circuit primaire du réacteur du fait de la corrosion des structures qui conduit à la libération de très fines particules qui peuvent contenir des produits d’activation ou s’activer lors de leur passage dans le cœur du réacteur.

 

Radionucléides les plus importants

Périodes radioactives

Rayonnement dominant

Tritium

3H

Tritium gaz

12,3 ans

β
(de très faible énergie)

Autres

60Co

Cobalt 60

5,3 ans 

(β, γ)

54Mn

Manganèse 54

312 jours

γ

55Fe

Fer 55

2,7 ans

X

58Co

Cobalt 58

70,8 jours

(β, γ)

65Zn

Zinc 65

244 jours

(β, γ)

110mAg

Argent 110m

250 jours

(β, γ)

 

 

Exposition des populations

Comportement

Commentaires

Organismes vivants
Chaîne alimentaire

Sol

3H

Ingestion (très faible toxicité)EauPar temps de pluis, l'eau tritiée pénètre dans le sol

Initialement sous forme de gaz, il peut se combiner à des molécules d’eau et donner de l’eau tritiée (HTO). Sous cette forme, il suit le cycle de l’eau dans la biosphère et s’élimine assez rapidement des végétaux, principalement par temps sec.

Dans une moindre mesure, le tritium peut aussi se présenter sous forme organique. Il a un grand pouvoir de pénétration dans l’organisme qui l’élimine rapidement dans sa quasi-totalité (période d’une dizaine de jours).

Végétaux
InhalationViande
ExterneLait

60Co
54Mn
55Fe
58Co
65Zn
110mAg

IngestionEauMobilité généralement faible, favorisée en milieu acide et oxydant

Faible probabilité qu’un accident engendre une libération importante de ces éléments radioactifs.

Problèmes liés à l’utilisation de l’eau (irrigation, boisson).

InhalationVégétaux
Viande
ExterneLait

 Légende : Plus la couleur est foncée, plus l'importance du phénomène associée est élevée.

 

Les émetteurs alpha

Ils sont produits dans le combustible et résultent de l’absorption de neutrons par les noyaux des isotopes de l’uranium. Les nouveaux noyaux formés ont une masse atomique supérieure à celle de l’uranium (ex : plutonium 239, américium 241…). On les appelle transuraniens. Ils sont tous radioactifs. Ils sont dits artificiels car ils n’existent pas à l’état naturel. 

 

Radionucléides les plus importants

Périodes radioactives

Rayonnement dominant

Emetteurs alpha artificiels241AmAméricium 241

432,6 ans

(α, γ)

239PuPlutonium 23924100 ans

α

238PuPlutonium 23887,7 ans

α

240PuPlutonium 2406561 ans

α

Uranium et descendants238UUranium 2384,5.109 ans

(α, β, γ)

235UUranium 2357.108 ans

(α, β, γ)

234UUranium 2342,5.105 ans

(α, β, γ)

Radium et descendants226RaRadium 2261600 ans 

(α, β, γ)

 

 

   

Exposition des populations

Comportement

Commentaires

Organismes vivants
Chaîne alimentaire

Sol

241AmInhalation
(principale)
EauTrès peu mobiles, composés insolubles dans l’environnement

Les émetteurs alpha artificiels sont peu absorbés par les racines et très faiblement transférés vers les produits animaux.

Chez les animaux, ils se fixent préférentiellement sur le squelette et les organes épurateurs (foie).

239PuVégétaux
238PuIngestionViande
240PuExterneLait
238UInhalationEauMobilité moyenne, favorisée par des conditions acides et oxydantes

Principaux composants de l’uranium naturel (238U: 99,28%, 235U: 0,71%, 234U: 0,005%, % en masse).

Ils sont peu impliqués dans les situations accidentelles (sauf si associé au fluor). Toxicité mixte à la fois chimique et radiologique.

Végétaux
235UIngestionViande
234UExterneLait

 

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