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• Laboratoire de radioécologie de Cherbourg-Octeville (LRC)

Pour étudier la sûreté d’un réacteur à eau sous pression et préparer la gestion d’un accident de fusion du cœur, les experts utilisent un logiciel dénommé Astec1. Sa nouvelle version applicable à d’autres installations est désormais disponible. Elle est opérationnelle pour des ateliers de stockage des produits de fission à La Hague (Manche) et pour les piscines d’entreposage du combustible. Pour réaliser cette évolution, les scientifiques associent plusieurs logiciels. Astec – qui simule les phénomènes depuis l’événement initiateur de l’accident jusqu’aux rejets radioactifs dans l’atmosphère – est couplé avec Sylvia2 pour tenir compte des réseaux de ventilation complexes des ateliers de stockage. Il peut être associé à Symbiose, qui simule la dispersion des radionucléides dans les écosystèmes et calcule l’impact dosimétrique sur l’homme. Astec est maintenu et développé par l’IRSN. Une dizaine d’experts basés à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, travaille à son évolution. Des études sont en cours pour l’adapter aux petits réacteurs modulaires, en développement. 

1. Accident Source Term Evaluation Code
2. Logiciel utilisé dans le domaine de l’incendie pour évaluer la sûreté des installations nucléaires 

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• Le système de logiciel ASTEC

Apprécier la qualité et la fiabilité des mesures de différents laboratoires, c’est l’objectif des intercomparaisons. 43 laboratoires d’anthroporadiamètrie¹ de 21 pays européens – dont l’Allemagne et l’Angleterre – participent à une intercomparaison, entre octobre 2019 et juin 2022. Cet exercice teste leur capacité à mesurer des radionucléides émetteurs gamma incorporés dans le corps entier.

Au cours des six exercices, les laboratoires identifient et quantifient des radionucléides chargés dans un fantôme anthropomorphe. Ce dernier simule des scénarios d’exposition interne et de mesures, dans le contexte par exemple d’une crise nucléaire nécessitant la prise en charge de personnes exposées : travailleurs, population.

En général, les résultats des participants sont conformes aux recommandations indiquées par les normes internationales² .

Ces intercomparaisons aident à recenser les informations techniques des laboratoires. De quoi faciliter les échanges en cas d’accident d’ampleur nécessitant une réponse commune.

1. L’anthroporadiamètrie consiste à mesurer l'activité des rayonnements X et gamma émis à l'extérieur de l'organisme par des radionucléides.
2. ISO 28218 et ISO 13528.

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• Laboratoire d'évaluation de la dose interne (LEDI)

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• Laboratoire de recherche sur les transferts de radionucléides dans les écosystèmes aquatiques (LRTA)

Quel est le comportement des crayons de combustible nucléaire lors d’un accident d’injection de réactivité (RIA), cet emballement soudain et local du flux de neutrons dans les réacteurs à eau sous pression (REP) ?
Pour l’étudier, un nouvel essai est mené à Cadarache (Bouches-du-Rhône), dans le réacteur de recherche Cabri, le 14 novembre 2022. C’est le deuxième dans la configuration « boucle à eau pressurisée » représentative des conditions thermohydrauliques d’un REP.
Un RIA induit une augmentation brutale de la puissance nucléaire due à la fission et provoque une augmentation rapide de la température du combustible. Cinq scientifiques dépouillent et interprètent des résultats.
Les enseignements seront pris en compte dans la réalisation des essais futurs. Ils contribueront aussi au développement et à la validation d’outils de simulation de l’IRSN, tels que le logiciel Scanair. L’essai, piloté par l’IRSN, relève du programme international Cabri, sous l’égide de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE).
Cofinancé par l’IRSN, il associe des partenaires nationaux – EDF et le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies renouvelables – et étrangers de douze pays, représentant des autorités de sûreté, des exploitants et des laboratoires de recherche. Le prochain essai est prévu en 2023.

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• Le réacteur de recherche CABRI
• Le programme CABRI (CIP)

Détectée en août 2021 lors de la deuxième visite décennale de l’unité 1 de la centrale de Civaux (Vienne), la corrosion sous contrainte (CSC) de tuyauteries du système d’injection de sécurité affecte de nombreux réacteurs. Sont concernés tous les 1 450 MWe – Civaux et Chooz (Ardennes) – et certains 1 300 MWe – Cattenom (Moselle) et Penly (Seine-Maritime) notamment. Les quatre réacteurs de 1 450 MWe sont à l’arrêt. Les contrôles se poursuivent sur l’ensemble du parc. Les chantiers de réparation – remplacement des tuyaux concernés – sont planifiés, en cours, ou terminés selon les réacteurs.  

Réagir vite en cas de fuite  

Afin de limiter le risque pour les installations en fonctionnement, des mesures compensatoires proposées par EDF, et complétées à la suite de l’expertise de l’IRSN1, sont appliquées. Elles visent à réagir rapidement en cas de fuite. D’après des études thermohydrauliques faites par l’industriel et l’IRSN2 concernant les 1 300 MWe, la rupture simultanée de deux lignes d’injection de sécurité n’empêcherait pas de refroidir le cœur. Les études mécaniques d’EDF sur le risque de rupture brutale des tuyauteries sont expertisées par l’Institut3.Elles contribueraient à justifier temporairement le fonctionnement de réacteurs affectés par des fissures de CSC de profondeur limitée. La recherche des causes de ce phénomène inattendu se poursuit. En plus d’une dureté importante de l’acier dans la zone d’amorçage des fissures due au soudage, l’industriel met en avant des chargements mécaniques plus intenses que prévu sur ces tuyauteries (voir ci-dessous). Les experts poursuivent de leur côté la piste d’effets de la concentration d’oxygène dans le fluide. 

 1. Avis de l’IRSN du 6 juillet 2022 ; 2. du 21 juillet 2022 ; 3. du 28 juin 2022 

Quel est l’état de la faune des territoires radio-contaminés de la préfecture nippone de Fukushima ? Grâce à une mission mise en œuvre en 2022, la rainette, une grenouille arboricole, livre des éléments de réponse. La mission est menée par l’IRSN – Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes de Cadarache (Bouches-du-Rhône) – et les universités de Fukushima (Japon)1 et d’Aix-Marseille2. En 2013, une première étude sur les rainettes dans cette préfecture nippone met en évidence une augmentation des dommages de l’ADN mitochondrial et une altération de leur chant. Un travail3 sur la même grenouille trente ans après l’accident de Tchernobyl montre un fort taux de mutations et un faible nombre d’individus dans la zone d’exclusion. Leurs processus physiologiques majeurs liés au métabolisme énergétique apparaissent aussi altérés. L’étude en cours vérifie la présence de telles évolutions à Fukushima et examine l’état physiologique des rainettes onze ans après l’accident. Elle vise une meilleure évaluation des risques écologiques.  

1. Institute of Environmental Radioactivity.  
2. Unité mixte Aix-Marseille Université/Inrae. 
3. Car C. et al. (juillet 2021) Evolutionary Applications, 203.  

Pour en savoir plus

• Gestion des territoires contaminés

Pour en savoir plus

• La radioprotection des travailleurs
• Modalités de surveillance de l’exposition des travailleurs
• Bilans annuels de l'exposition professionnelle aux rayonnements ionisants en France

Les réacteurs de nouvelle génération, tels que les petits réacteurs modulaires de faible puissance (SMR¹), recourent en situation accidentelle à des systèmes de sûreté passifs. Ceux-ci – échangeur de chaleur immergé, circulation d’eau par thermosiphon dans des conduites... – évacuent la puissance résiduelle et emmènent le réacteur dans un état sûr, où toutes les fonctions de sûreté sont assurées. Ils fonctionnent sans apport d’énergie externe ni intervention humaine, grâce à des phénomènes naturels : force gravitationnelle, différence de pression... L’IRSN s’interroge sur la fiabilité de ces systèmes, notamment les éléments qui pourraient perturber leur fonctionnement et dégrader leur performance. Le projet Pastis² prévoit le développement dans les Bouches-du-Rhône, à Cadarache, de deux installations expérimentales. But : étudier la circulation naturelle dans une tuyauterie d’un mélange eau-vapeur et le refroidissement d’une enceinte de confinement immergée. 

1. Small Modular Reactors.
2. Passive Systems Thermalhydraulic Investigations for Safety (Évaluations de la sûreté des systèmes passifs d’évacuation de puissance), projet financé dans le cadre de France 2030 par l’ANR, opérateur de l’État 

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Note d’information sur la sûreté des SMR https://www.irsn.fr/actualites/note-dinformation-sur-surete-reacteurs-modulaires-faible-puissance-small-modular

Quelles sont aujourd’hui les concentrations dans l’environnement des radionucléides artificiels provenant des retombées de l’accident de Tchernobyl et des essais d’armes nucléaires entre 1950 et 1980 ? Quelle exposition de la population en résulte ? En avril 2022, l’Institut publie le rapport « Bruit de fond » qui répond à ces questions et permet de disposer d’un état radiologique de référence. Cet état pourrait en particulier être utile en cas d’accident nucléaire. La connaissance du bruit de fond aide à déterminer les quantités de radionucléides ajoutées  localement par les rejets des installations nucléaires. Ce document montre que le bruit de fond est très faible et diminue très lentement1. Il existe des zones2 où les concentrations de certains radionucléides sont plus élevées, en lien avec l’hétérogénéité des dépôts radioactifs initiaux. Sur ces espaces – qui regroupent près de 7 % de la population française –, la dose moyenne due au bruit de fond est estimée à 46 µSv/an, contre 9 µSv/an pour les personnes résidant ailleurs dans l’Hexagone. Pour mener cette étude, les scientifiques s’appuyent sur des milliers de résultats de mesures recueillis depuis les années 1960. Prélèvements d'algues à Grandcamp-Maisy (Calvados). © Jean-Baptiste Saunier/Médiathèque IRSN Afin de caractériser la situation actuelle, en complément de la surveillance annuelle, ils ont réalisé sept constats radiologiques régionaux. Menés en Val de Loire, vallée du Rhône, Méditerranée..., ces derniers sont basés sur des campagnes de prélèvements d’échantillons et de leurs analyses3.  

1. Les concentrations sont le plus souvent inférieures à 1 Bq/kg dans les denrées et de l’ordre du µBq/m3 dans l’air. 
2. Ces zones sont disséminées principalement dans l’est du pays: les Vosges, le Jura, la vallée du Rhône.
3. Pour le constat Normandie et Hauts-de-France par exemple, les scientifiques effectuent près de mille analyses.  

Pour en savoir plus 

• Le bruit de fond radiologique