Aktis n°32 sep 19 à fév 2020
Aktis n°32 sep 19 à fév 2020
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°32 de sep 19 à fév 2020

  • 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 : le comportement des poussières dans le Tokamak, clé du risque d’explosion dans Iter.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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PUBLICATIONS • Eyrolle-Boyer F. et al. « Behaviour of radiocaesium in coastal rivers of the Fukushima Prefecture (Japan) during conditions of low flow and low turbidity - Insight on the possible role of small particles and detrital organic compounds » Journal of Environmental Radioactivity 151 (2016) 328-340. • Naulier M. et al. « Particulate organic matter in rivers of Fukushima: An unexpected carrier phase for radiocesiums » Science of the Total Environment 579 (2017) 1560–1571 • Delmas M. et al. « Improving transfer functions to describe radiocesium wash-off fluxes for the Niida River by a Bayesian approach » Journal of Environmental Radioactivity 167 (2017) 100e109 4 Aktis n°32 – automne 2019 On considérait jusqu’ici que le césium était transporté principalement sur les phases argileuses issues des sols. Le résultat obtenu par Laboratoire de recherche sur les transferts de radionucléides dans les écosystèmes aquatiques (LRTA) de l’IRSN suggère au contraire que la biomasse contaminée des bassins versants contribue de façon non négligeable au transfert de la contamination par les cours d’eau, au moins dans le contexte étudié. Deux autres campagnes de prélèvements ont été menées en octobre 2014 et mars 2016. Les concentrations de césium 137 n’ont pas montré d’évolution d’une année sur l’autre indiquant un niveau de contamination stable pour ces rivières. Ces nouvelles données ont en outre confirmé une relation entre concentration en césium et concentration en matière organique. Dans des conditions de faibles débits, la fraction portée par les particules organiques est plus importante que celle existant sur les particules minérales, ce qui est contraire aux observations faites à Tchernobyl. Hors périodes de typhons ou de fonte des neiges, la contamination des rivières pourrait donc venir principalement des matières organiques, en particulier de celles issues de la forêt très présente sur les bassins versants étudiés. Sachant que la matière organique adsorbe peu le radiocésium, les chercheurs formulent l’hypothèse qu’il s’agit probablement de résidus de feuilles mortes ou de résidus organiques contaminés immédiatement après l’accident et progressivement exportés vers les cours d’eau. Il est cependant possible que des AVANCÉES DE LA RECHERCHE Points de prélèvement sur les cinq rivières étudiées. FDNPP signifie Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant et désigne sur cette carte et la suivante le site de la centrale nucléaire de Fukushima Dai-ichi. © Science of the Total Environment 579 (2017) 1560–1571 particules vitrifiées contaminées se soient mêlées à la matière organique. Un point important mais encore non étudié est que cette fraction associée à la matière organique pourrait être plus disponible pour les organismes vivants qui s’en nourrissent (mollusques, poissons, vers…), augmentant alors le transfert vers les espèces aquatiques et marines. Formulations mathématiques Le programme ERO visait aussi à perfectionner les outils de simulation qui représentent le transfert de la contamination via les rivières jusqu’à l’océan, en exploitant la grande quantité de mesures réalisées sur le terrain par les partenaires du programme ainsi que par les autorités et scientifiques japonais. Les chercheurs ont étudié comment améliorer les formulations mathématiques (fonctions de transfert) utilisées dans les modèles opérationnels pour simuler le transport du radiocésium. Il est admis que la concentration de radiocésium dans l’eau des rivières en aval d’un bassin versant contaminé suit en moyenne une courbe de décroissance exponentielle dans le temps, mais que de fortes variations locales et temporelles apparaissaient dans ces données notamment en fonction des saisons (typhons, fonte des neiges, ou bas débit). Les scientifiques ont alors construit trois modèles différents puis comparé les simulations avec les données de terrain. Le premier modèle utilisait une fonction de transfert générique qui
permet de définir le flux de lessivage moyen d’un bassin versant après un pic de contamination, et ce uniquement en fonction du temps. Cette fonction a été validée par des mesures réalisées à Tchernobyl et après les essais nucléaires atmosphériques du XX e siècle. Deux autres modèles ont ensuite été construits sur cette base et prennent en compte l’évolution du débit d’eau en plus du temps. Le premier considère une variation linéaire entre le flux de césium et le débit d’eau instantané ; et le deuxième tient compte en outre des évolutions hydrologiques antérieures qui peuvent avoir eu une influence sur le lessivage du césium (par exemple, les concentrations de radiocésium en période de bas débit peuvent varier selon qu’un typhon a eu lieu juste avant ou non). Le travail a été réalisé sur la rivière Niida sur la base de mesures de débit d’eau et de concentrations totales en radiocésium obtenues entre 2011 et 2015. Ces données étant toutefois parcellaires ou incomplètes, une méthode bayésienne a été développée pour estimer au mieux les paramètres des trois modèles et leurs incertitudes. La comparaison entre les résultats des modèles et les données collectées a révélé que le dernier modèle, qui intègre les fluctuations liées au débit de la rivière, était le plus juste pour évaluer les flux de césium exportés. Les bilans réalisés montrent que le Bassin versant de la rivière Niida © Journal of Environmental Radioactivity 167 (2017) 100e109 flux exporté annuellement ne représente que 0,1 % des dépôts sur le bassin versant, c’està-dire que plus de 99 % de ces dépôts restent stockés. Le ruissellement naturel ne suffit pas à la décontamination des territoires. Les ordres de grandeurs proposés sont cohérents avec ceux reportés dans la littérature. Bien qu’il soit très faible comparé aux dépôts (si l’on rapporte la valeur du flux exporté à l’ensemble de la surface contaminée), ce ruissellement apparaît comme une source de radiocésium non négligeable pour l’océan en comparaison des apports directs venant de la centrale lors de l’accident. L’originalité de ce travail était de prendre en compte le débit dans les fonctions de transfert pour mieux décrire les fluctuations observées dans les flux en raison des orages tropicaux. Mais elle est donc spécifique à cette zone géographique et ne peut être davantage extrapolée sans données sur d’autres bassins versants. Le projet ERO a ainsi permis d’affiner les modèles d’érosion des bassins versants et de proposer un nouveau modèle pour décrire à la fois la diminution moyenne avec le temps des flux de radiocésium exportés et ses fluctuations à court terme. Il a aussi révélé le rôle inattendu des particules organiques érodées des sols forestiers contaminés pour le transfert de radiocésium vers l’océan. AVANCÉES DE LA RECHERCHE En savoir plus sur le projet AMORAD Aktis n°32 – automne 2019 5



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