Exemples

 

Quelques Exemples

 

Lors d’un démantèlement de centrale nucléaire, celle-ci est susceptible dégager dans l’air un excès d’iode irradié 131 qui va être précipité au sol par une forte pluie. L’herbe sera à son tour irradiée par l’iode 131, puis ce sera au tour de la vache qui part dans ce pré et se nourrit d’herbe irradiée. Cette vache produira ensuite du lait irradié lui aussi et ainsi de suite jusqu’au consommateur dont la descendance sera peut-être même également touchée. L’iode 131 diminuant de moitié par tranche de 8 jours, les dernières doses d’irradiation se révéleront probablement très faibles.

 

 

Exemple du Tritium

 

 

Nous allons étudier le comportement de l'élément chimique Tritium dans les principaux compartiments des écosystèmes terrestres et aquatiques.

D’une part, le tritium est l’isotope radioactif de masse 3 de l’hydrogène. Il est représenté par 3H ou T. Ses propriétés chimiques sont identiques à celles de l’hydrogène. Le Tritium existe sous trois formes chimiques.

 

Période radioactive 

12,3 ans

Activité massique

 3,6 x1014 Bq.g-1

Émission(s) principale(s) par désintégration (rendement d’émission %) 

E Emax = 19 keV (100 %)

 

D’autre part, la quantité de tritium présente dans le monde a fortement augmenté avec le développement de l’utilisation de l’énergie nucléaire et aussi en raison des essais d’armes thermonucléaires dans l’atmosphère.

La décroissance radioactive montre que près de 90 % des masses de tritium créées artificiellement dans l’environnement entre 1945 et la fin des années soixante.

Bien que sa période radioactive soit courte, le tritium est présent en permanence à l’état naturel dans l’environnement.

Le tritium est formé comme produit de la fission ternaire de certains isotopes de l’uranium et du plutonium et par des réactions neutroniques sur des éléments légers du circuit primaire (bore, lithium). Dans les réacteurs à eau légère (les plus répandus), le tritium de fission reste en grande partie dans le combustible lui même (environ 87 %), ainsi que dans les gaines de zircaloy (long tubes métalliques) des crayons d’éléments combustibles où il est confiné .Dans ces conditions d'utilisation, la structure et la composition chimique de la gaine changent, la gaine s'oxyde et s’hydrure (environ 13 %).

Le dégagement du tritium dans l’eau du circuit primaire est minime, sinon négligeable. Il se produit seulement en cas de défauts dans les gaines de zircaloy (ce qui est peu fréquent), de sorte que le relâchement du tritium de fission au cours du fonctionnement du réacteur se limite à 0,1 – 1% du tritium ainsi produit.

De 1985 à 1989, les centrales électronucléaires du monde entier ont rejeté en moyenne 7,14x1015 Bq de tritium gazeux et 7,8x1015 Bq d’eau tritiée par an

Le tritium de fission est libéré pour la plus grande part lors des opérations de retraitement du combustible usé. De 1985 à 1989, au cours du retraitement des 4 % du combustible nucléaire mondial, les usines ont rejeté 2,6 ´ 1014 Bq par an de tritium gazeux dans l’atmosphère et principalement, 4,37x1015 Bq d’eau tritiée par an dans le milieu marin

Les estimations de la concentration naturelle dans les eaux de surfaces sont comprises entre 0,1 et 0,9 Bq-1 Des résultats de mesures sur l’ensemble des fleuves français font état la plupart du temps de valeurs inférieures au seuil de détection (de l’ordre de 9 à 10 Bq-1) et plus rarement de valeurs comprises entre 10 et 20 Bq-1

Les océans ont collecté une grande partie du tritium relâché dans l’atmosphère par les essais d’armes nucléaires, mais la concentration du tritium est cependant restée à un niveau très bas (0,2 Bq-1 en moyenne) comparée à celle dans les eaux continentales, du fait du volume du réservoir marin et à la dilution énorme qui en résulte

Les formes les plus abondantes du tritium dans l’atmosphère sont par ordre d’importance décroissante : l’eau tritiée (HTO), l’hydrogène tritié (HT) et le méthane tritié (CH3T). L’hydrogène et le méthane tritiés sont très peu entraînés par la pluie à cause de leur faible solubilité, contrairement à la vapeur d’eau tritiée qui est similaire à l’eau légère et peut être facilement captée par les gouttes de pluie.

 

 

Le cheminement du tritium dans l’environnement

 

Effets du Tritium sur les sols

 

Au contact et dans les premiers centimètres du sol, l’hydrogène tritié se transforme rapidement en eau tritiée. Ce phénomène est attribué à la présence de micro organismes. Une partie de cette eau tritiée est réémise dans l’atmosphère par évaporation à la vitesse d’environ 1 % par heure. Une autre partie s’enfonce dans le sol et se mélange à l’eau du sol. Le tritium peut aussi être apporté à la surface du sol par infiltration directe d’eau tritiée liquide.

 

Effets du Tritium sur les végétaux

 

Le tritium sous forme d’hydrogène tritié n’est pas absorbé par la végétation Le tritium sous forme de vapeur d’eau est au contraire très bien absorbé par les plantes. Après un transfert par voie foliaire, résultant d’une exposition, limitée dans le temps, de plantes placées dans une atmosphère contenant de la vapeur d’eau tritiée, la majeure partie (99 %) du tritium des feuilles est emportée par l’eau de transpiration et disparaît à raison de 50 % toutes les 30 minutes. Le reste du tritium, fixé dans les cellules, disparaît beaucoup plus lentement. Suite à un transfert par voie racinaire, le temps de résidence dans les plantes est plus long (quelques jours) et est fonction de celui du tritium dans le sol.

 

 

Effets du Tritium sur les animaux

 

Chez les animaux, en tant que gaz, l’hydrogène tritié (HT) est peu soluble dans l’eau ou les fluides corporels. Son assimilation est environ 10 000 fois plus faible que sous forme d’eau tritiée. Le tritium est très facilement absorbé par inhalation : 99 % sont retenus par les animaux en quelques secondes. À l’intérieur du corps des animaux, l’eau tritiée diffuse librement et rapidement et s’équilibre avec les fluides corporels en quelques minutes. L’absorption par la peau est pratiquement égale à l’absorption par inhalation. L’absorption d’eau tritiée se fait également par ingestion d’eau d’abreuvement ou par ingestion de l’eau des aliments. L’eau tritiée ainsi ingérée apparaît en quelques minutes dans la circulation sanguine, ainsi que dans les divers organes, fluides et tissus des animaux. Le tritium peut être aussi absorbé sous forme de nourriture contenant du tritium dit organique. Celui-ci est majoritairement (97 %) transformé dans les animaux en eau tritiée, le reste est incorporée directement dans la fraction organique du corps.

 

Conclusion

 

En tant qu’isotope de l’hydrogène, le tritium est intimement lié au cycle de cet élément dans l’environnement. Il peut être présent dans toutes les molécules hydrogénées, être associé aussi bien à l’eau tissulaire qu’à la matière organique des végétaux et des animaux. C’est un radionucléide, qui sous forme d’eau tritiée, est très mobile et de ce fait rapidement intégré dans de nombreux cycles de la géosphère et de la biosphère. En situation d’équilibre vrai, il ne semble pas s’accumuler préférentiellement dans tel ou tel composant environnemental ou biologique.

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