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Auteur(s)
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Luc FOULQUIER : Chercheur en écologie à l’Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire (IPSN) - Assistant scientifique du Chef de Département de Protection de l’Environnement
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L’étude du cycle des radioéléments implique en premier lieu d’être capable de les mesurer dans tous les constituants des écosystèmes, ce qui demande des adaptations permanentes des méthodes. On comprend bien que la métrologie est différente pour les études de terrain à très bas niveau ou les études expérimentales de laboratoire.
Par ailleurs, la connaissance des mécanismes de transfert des polluants radioactifs et des cinétiques d’échanges entre un terme source, les vecteurs et les constituants de la biosphère constitue le cœur du travail des radio-écologistes. Les valeurs sont obtenues par des travaux expérimentaux au laboratoire et sur le terrain, tous ces aspects étant nourris par un important travail de modélisation.
Le présent texte se propose de décrire de manière succincte les techniques permettant de mesurer les radioéléments et d’étudier les mécanismes de dispersion physique ; il abordera ensuite de manière plus approfondie les processus de transfert dans différents milieux.
Cet aperçu s’appuie sur les données acquises depuis la fin des années 1950 et sur le travail effectué depuis en France par de nombreuses équipes du Commissariat à l’Énergie Atomique. Il doit beaucoup à l’apport individuel et au travail collectif des chercheurs du Département de Protection de l’Environnement de l’Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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BN 3 908 Radioécologie. Origine des radioéléments ;
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BN 3 909 Radioécologie. Transferts des radioéléments (le présent article) ;
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BN 3 910 Radioécologie. Études de sites ;
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Doc. BN 3 911 Radioécologie.
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- Version courante de nov. 2019 par Philippe RENAUD
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1. Outils pour l’évaluation des transferts
L’étude du cycle des radioéléments implique en premier lieu d’être capable de les mesurer dans tous les constituants des écosystèmes. Ce qui demande des adaptations permanentes des méthodes aux matériaux que l’on veut mesurer (eaux, sols, sédiments, échantillons d’animaux et de végétaux...), aux types de radioéléments que l’on recherche et au niveau de radioactivité que l’on souhaite déterminer. On comprend bien que la métrologie est différente pour les études de terrain à très bas niveau ou les études expérimentales de laboratoire.
Sur le terrain, il faut localiser les zones marquées par l’émission artificielle de radioéléments. On s’appuie pour cela sur la connaissance des mécanismes de dispersion atmosphérique et liquide.
Même si ces deux aspects ne rentrent pas, à proprement parler, dans la radioécologie, ils doivent être impérativement pris en compte dans toute étude radioécologique de terrain.
1.1 Métrologie
À la traversée d’un milieu, les rayonnements lui cèdent une partie de leur énergie, ce qui produit des effets variés tels que l’ionisation et la production d’impulsions électriques, la scintillation des cristaux, le noircissement d’émulsions photographiques ou des altérations chimiques. Les moyens de détection de la radioactivité utilisent ces différentes propriétés pour mesurer l’activité des sources [37]. Pour la mesure d’échantillons de l’environnement, on s’intéresse au processus de désintégrations spontanées dans lequel un noyau instable va vers un état de plus grande stabilité. Le noyau se scinde (désintégrations) et produit des particules ou des rayonnements électromagnétiques. Ces rayonnements laissent des traces lors de leur passage dans un matériau détecteur. Ces détecteurs sont de différents types :
on peut faire appel aux détecteurs à gaz et aux scintillateurs solides (pour les photons) ou liquides pour les émissions β de basse énergie (3H, 14C). Les scintillateurs inorganiques, comme l’iodure de sodium activée au thallium, sont les plus utilisés en spectrométrie γ. On peut utiliser la spectrométrie de masse (identification des masses atomiques) qui est la plus sensible pour les éléments de période physique...
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