Aktis n°19 jan/fév/mar 2015
Aktis n°19 jan/fév/mar 2015
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°19 de jan/fév/mar 2015

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

  • Format : (150 x 210) mm

  • Nombre de pages : 12

  • Taille du fichier PDF : 1,3 Mo

  • Dans ce numéro : modélisations avancées du comportement du combustible lors d'accidents de réactivité.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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ite Agence nationale de gestion des déchets radioactifs (Andra), Ukrainian Institute of Agricultural Radiology (IUAR) CONTACTS Pascale Henner pascale.henner@ irsn.fr Laboratoire de biogéochimie, biodisponibilité et transferts des radionucléides – L2BT PUBLICATIONS Henner P.et al. « Translocation of 125 I, 75 Se and 36 Cl to edible parts of radish, potato and green bean following wet foliar contamination under field conditions », Journal of Environmental Radioactivity 124 (2013) 171-184. Hurtevent P.et al. « Translocation of 125 I, 75 Se and 36 Cl to wheat edible parts following wet foliar contamination under field conditions », Journal of Environmental Radioactivity 121 (2013) 43-54. 4 Aktis n°19 – janvier-mars 2015 Radioécologie - Déchets AVANCÉES DE LA RECHERCHE Savoir quantifier LA CONTAMINATION DES PLANTES AGRICOLES par le chlore, le sélénium et l'iode l’iode radioactifs radioactVs Le comportement du chlore, du sélénium et de l’iode radioactifs dans les systèmes agricoles n’a fait jusqu’à présent l’objet que d’études et de documentation limitées dans le domaine de la radioécologie. C’est cette lacune de connaissances que le projet Fortress, cofinancé par l’IRSN et l’Andra, a cherché à combler en déterminant, en conditions expérimentales, les coefficients de translocation GLO de ces radionucléides, des feuilles vers les organes consommés des plantes. Au-delà de l’analyse critique des démonstrations de sûreté des installations nucléaires et des sites de stockage, l’IRSN travaille à l’acquisition des connaissances permettant de connaître voire de limiter les conséquences de leurs éventuelles défaillances, même de très faible probabilité. Dans un scénario où l’eau utilisée pour l’irrigation contiendrait des radionucléides issus d’un site de stockage de déchets radioactifs, quelle serait la contamination des plantes agricoles ? L’une des voies de contamination serait le transfert foliaire, qui se produirait avec une irrigation par aspersion. Lors d’un transfert foliaire, les radionucléides se déposent sur les parties aériennes des plantes puis migrent, dans une proportion plus ou moins grande, vers les parties qui sont consommées. Ce processus induit une part importante de la contamination des végétaux, qui est plus intense – bien que plus limitée dans le temps – que celle provenant du transfert racinaire depuis un sol contaminé. La concentration de radionucléides qui restent dans la plante dépend de plusieurs facteurs, et notamment les suivants  : la concentration et la forme chimique des radionucléides dans l’eau, la quantité d’eau adsorbée sur les feuilles, les processus de lessivage ultérieurs de la plante par les précipitations, le degré de maturité de la plante et notamment du feuillage au moment de la contamination, et le coefficient de translocation GLO propre à chaque radionucléide pour chaque catégorie de plante, qui représente la part de radionucléides retenue par les feuilles qui migre dans le reste de la plante. Des radionucléides très peu étudiés Les principaux radionucléides à étudier dans ce cas sont le chlore 36, le sélénium 79 et l’iode 129, isotopes radioactifs à vie longue d’éléments chimiques dont la mobilité dans l’environnement incluant l’incorporation à la chaîne alimentaire humaine, est a priori supérieure à celle du césium ou du strontium. Si les données expérimentales abondent pour le transfert de ces derniers par les feuilles, elles étaient inexistantes pour le 36 Cl, le 79 Se et l’129 I. Le projet Fortress (Foliar transfers of radionuclides in agricultural ecosystems, 2007-2010) a permis de pallier ces carences. Son objectif était d’obtenir expérimentalement des valeurs réalistes, et avec une précision importante (10%) , pour les facteurs de translocation aux organes consommés de quatre catégories de plantes cultivées  : le blé pour la catégorie des céréales, le radis pour celle des légumes racines, le haricot pour celle des légumes fruits, et la pomme de terre pour les tubercules ; et ce, pour le 36 Cl, le 75 Se et l’125 I, les trois isotopes utilisés dans l’étude pour des raisons pratiques. Le 25 Se et l’125 I ont dans les plantes le même comportement que le 29 Se et le 129 Se, respectivement. Protégées des précipitations Les plantes ont été cultivées en plein champ dans un site expérimental de l’IUAR implanté dans la zone d’exclusion de Tchernobyl, sur un sol non contaminé prélevé en dehors de la zone d’exclusion. Pour s’assurer de caractériser les facteurs de translocation seulement dus à la voie foliaire, le sol était protégé en permanence pendant la contamination afin d’éviter tout transfert racinaire ultérieur. Par ailleurs, les cultures ont été protégées des précipitations afin d’éviter le lessivage du feuillage. La contamination a été réalisée en aspergeant globalement et sans ruissellement le feuillage des quatre plantes choisies. Deux à cinq
stades de développement clés (dits « stades phénologiques » GLO) ont été étudiés selon les plantes ; ils correspondent aux phases de développement précoce puis plus avancé des feuilles et des tiges, à la floraison, au développement des épis ou des fruits ou tubercules, et à la maturation. La contamination a été ponctuelle (à un stade clé) ou chronique (tous les stades successivement). Les cultures ont été réalisées entre les mois de mai et d’août de deux années successives (2009 et 2010) pour prendre en compte les variations climatiques. Stades de croissance clés De fait, l’année 2010 ayant été plus chaude que 2009, les stades de croissance clés ont été atteints plus précocement. Les résultats obtenus montrent que la variabilité interannuelle des paramètres climatiques a une incidence importante sur l’intensité des transferts mesurés, alors qu’elle n’est pas prise en compte dans les paramètres actuels de transfert aux plantes. Des prélèvements de feuilles ont été effectués après chaque contamination. La surface globale des feuilles et la biomasse étaient également évaluées à chaque contamination afin de suivre la croissance. À la récolte, les pommes de terre et les parties consommables et aériennes de chaque catégorie de plantes ont été prélevées. Les trois radionucléides ont été mesurés dans tous les prélèvements. Deux stades phénologiques critiques À partir de la base de données ainsi constituée, les facteurs de translocation des trois radionucléides ont été établis pour chaque catégorie de plante. L’iode possède un facteur de translocation entre 0,1% et 2,6%, soit une mobilité faible, il se fixe dans les feuilles et une part se volatilise probablement. Pour le chlore, le facteur de translocation varie entre 0,5% et 31,5% selon les plantes, le plus important étant pour la pomme de terre ; cet élément a une très forte mobilité et se diffuse rapidement dans toute la plante. Enfin, le sélénium présente également des facteurs de translocation entre 1,6% et 32,6% donc une très forte mobilité ; de plus, ce radionucléide est métabolisé GLO dans la plante, probablement en utilisant les voies du soufre, et sa translocation est donc plus intense aux stades critiques de développement. Le chlore et le sélénium apparaissent ainsi comme étant autant voire plus mobiles que le césium, qui est une référence en termes de mobilité. Deux stades phénologiques critiques ont été identifiés  : la floraison, en raison de l’intensité des transferts internes existant pour la mise en place des organes reproducteurs et de réserve (la translocation est favorisée), et le stade de développement précoce (l’absorption foliaire est favorisée). Enfin, l’analyse de ces résultats montre que si on ne dispose pas de données spécifiques pour un couple plante-stade/radionucléide, le facteur de translocation le plus élevé calculé par une contamination ponctuelle permet une évaluation conservative pour la contamination chronique. Une base de données expérimentales inédite Ces travaux ont permis de constituer une base de données expérimentales inédite sur la translocation du 36 Cl, du 79 Se et de l’129 I. Les facteurs de translocation ainsi obtenus sont des valeurs maximales, qui permettront notamment d’encadrer l’estimation des doses reçues par l’homme via l’ingestion de denrées agricoles contaminées par ces radionucléides. À gauche, mise en place des protections du sol (en haut) puis contamination du blé par aspersion. À droite, haricots et blé au stade de floraison, protégés des précipitations par des bâches. IRSN *9 En savoir plus sur le projet Fortress Aktis n°19 – janvier-mars 2015 5



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