Mise en suspension par chute de sources de contamination

Séminaire SERAC 28-05-2004
Mise en suspension par chute de sources de contamination
La connaissance des coefficients de mise en suspension de contamination radioactive
est essentielle pour l’analyse de sûreté et de radioprotection des installations nucléaires. En
effet, ces coefficients présentent un intérêt primordial lorsqu’il s’agit, d’une part d’estimer les
conséquences radiologiques de situations d’exploitation normale et accidentelle, d’autre part,
d’optimiser les moyens de protection à mettre en œuvre dans la conception des installations.
La connaissance partielle, voire inexistante pour certains scénarios, sur la mise en
suspension de particules dans le domaine d’intérêt des laboratoires et usines, a conduit
l'IRSN et COGEMA à réaliser un Programme d'Intérêts Communs sur ce sujet (PIC-AERO). Ce
programme a pour objectif d’élaborer une bibliothèque de données sur les coefficients de
mise en suspension, coefficients qui pourront être utilisés pour estimer de façon réaliste (et
non enveloppe) les rejets potentiels. La constitution de cette bibliothèque s’effectue, d’une
part par le recensement et l’analyse critique des données existantes à ce jour dans la
littérature, mais également, par la réalisation d’études expérimentales définies à partir de
scénarios jugés importants pour l'analyse de sûreté des installations.
Dans ce cadre, le SERAC a conduit des études et des recherches sur la mise en suspension
par chute de sources de contamination. Dans ce thème, les trois scénarios étudiés sont :
• la chute d'une poudre dans une enceinte,
• la chute de pastilles de poudre compactée,
• la chute d'objets contaminés.
Pour ce faire, il a été nécessaire de construire une installation dénommée DISCO
(DISpersion de COntamination) pour permettre la réalisation d'expériences de mise en
suspension dans des conditions représentatives (échelles de grandeurs) de celles des
exploitants nucléaires. Dans cette installation, nous avons mis en oeuvre et développé des
techniques instrumentales spécifiques afin de mesurer, d'une part la quantité de contaminant
particulaire mise en suspension, d'autre part sa granulométrie. Néanmoins, les matières
particulaires manipulées dans les expériences ne sont pas radioactives mais ont été choisies
afin de simuler le comportement aérodynamique des poudres radioactives utilisées pour la
fabrication du combustible.
Concernant le scénario de la chute d'une poudre dans une enceinte, les résultats acquis
ont permis de connaître l'influence de différents paramètres sur la mise en suspension telles
que : la granulométrie de la poudre, la hauteur de chute, la masse déversée. Finalement une
corrélation a été établie pour être utilisée de façon pratique. Concernant le scénario de la
chute de pastilles, les expériences ont permis d'étudier l'effet du nombre de pastilles chutant
sur le coefficient de mise en suspension. Pour le scénario de chutes d'objets contaminés,
nous avons mesuré la mise en suspension de très faibles quantités de matières déposées sur
des objets typiques de déchets de boîte à gants (plaque métallique, carter de filtration).
A terme, ces nouveaux résultats servent à alimenter la base de données BADIMIS (BAse
de Données Informatisée sur la MIse en Suspension). Ils doivent ainsi permettre, d’apporter
des éléments utiles et pratiques pour estimer les conséquences radiologiques de situations
d’exploitations normale ou accidentelle, mais également, d’optimiser les moyens de
protection à mettre en oeuvre dans la conception des installations.