L’essentiel sur la radioactivité
Chaque jour, nous sommes en contact continuel avec la radioactivité. Celle-ci peut être d’origine naturelle, présente sur la Terre, dans l’atmosphère, dans notre alimentation et dans notre corps. Les radiations émises par la Terre en uranium et thorium (54 %) et les rayons cosmiques (11 %) représentent à eux seuls 65 % des radiations que l’homme reçoit par an.
Tous les atomes n’ont pas les mêmes propriétés : certains sont stables et restent indéfiniment identiques à eux-mêmes, alors que d’autres sont instables. Pour acquérir une meilleure stabilité, ces derniers – qu’on appelle radionucléide – expulsent à un moment donné une quantité d’énergie, sous forme de rayonnement et/ou de particules : ce phénomène est appelé « radioactivité ».
Les rayonnements radioactifs
Pour une explication plus précise de la radioactivité, nous devons observer les noyaux atomiques instables qui sont à l’origine du rayonnement radioactif.
Un atome est constitué d’un noyau lui-même fait d’un agglomérat de neutrons et de protons autour duquel tournent des électrons. Si un noyau d’atome contient trop de neutrons et de protons, il est instable. Pour retrouver sa stabilité, il éjecte des neutrons et des protons. Il émet alors des particules, c’est-à-dire de l’énergie et des rayons, c’est la radioactivité.
Dans une centrale, la réaction de fission nucléaire permet d’obtenir la libération de neutrons qui créent de l’énergie.
Il existe 3 types de rayonnements radioactifs :
- α (alpha), qu’une feuille de papier peut arrêter
- β (bêta), qu’une feuille d’aluminium peut arrêter
- γ (gamma), pour lequel il faut une forte épaisseur de plomb ou de béton pour l’arrêter
La radioactivité correspond au nombre d’atomes radioactifs qui se transforment par seconde. Elle se mesure en Becquerel (Bq).
Taux de radioactivité
La norme à ne pas dépasser pour les travailleurs du nucléaire est de 20 mSv par an. Chaque centrale nucléaire diffuse tous les mois à ses communes « de proximité » un bilan des contrôles radiologiques effectués. Les résultats sont disponibles sur le site du Réseau national de mesures de la radioactivité de l’environnement : mesure-radioactivite.fr
Effets de la radioactivité sur la santé
Ces trois rayonnements peuvent être dangereux, tout dépend de leur intensité et du degré d’exposition. L’impact de la radioactivité sur la santé appelé aussi « dose » se mesure en millisievert (mSv). La radioactivité naturelle moyenne en France correspond à une dose annuelle de 2,4 mSv. L’industrie électronucléaire rejette une dose minime de 0,001 mSv par an et par centrale.
En connaitre plus sur la radioactivité dans le milieu médical
LES NEUTRONS ET LA RÉACTION EN CHAÎNE
Produit de fission :
Ci-dessous une explication simple du produit de fission :
La fission nucléaire est l’éclatement d’un noyau instable en deux noyaux plus légers et quelques particules élémentaires. Cet éclatement s’accompagne d’un dégagement de chaleur, c’est-à-dire d’énergie.
DES ATOMES FISSILES QUI LIBÈRENT DE L’ÉNERGIE
La fission spontanée existe, mais elle est très rare. Le seul élément naturellement fissile est l’uranium 235. Sous l’impact d’un neutron, le noyau se trouve déséquilibré et se transforme en deux noyaux plus légers mais toujours instables appelés produits de fission. Au moment du choc avec le neutron, ces produits de fission sont éjectés à grande vitesse. Les noyaux issus de fission sont dans la plupart des cas radioactifs mais leur période est assez courte.
Celle-ci peut varier de quelques secondes à quelques heures voire quelques centaines ou milliards d’années.
Par exemple :
- la période radioactive de l’uranium-238 est de 4,5 milliards d’années ;
- la période radioactive de l’uranium-235 est de 710 millions d’années ;
- la période radioactive du césium-137 est de 30 ans ;
- la période radioactive des atomes d’iode-131 est de 8 jours ;
- la période radioactive des atomes de fluor-18 est de 110 minutes.
La fission renvoie une énergie énorme ! 1 gramme d’uranium 235 libère autant d’énergie que la combustion de plusieurs tonnes de charbon. Les neutrons libérés par la fission ont une très grande énergie. Si on parvient à les ralentir convenablement, ils peuvent induire de nouvelles fissions et la réaction continue et s’accélère. Dans les réacteurs nucléaires, la réaction s’auto-entretient. Mais, si on laisse augmenter le nombre de neutrons présents, la réaction peut devenir explosive, c’est le cas de la bombe a fission.
Cette réaction en chaîne, vient donc pulvériser, toute matière qui se trouve devant, et devient lui-même instable, et donc devient contaminant. Elle se charge elle-même de matière instable, et ainsi de suite.
Pénétration dans la matière des différents rayonnements radioactifs.
Ci-dessus le schéma du pouvoir de pénétration du rayonnement :
Nous constatons qu’il n’y a que le plomb qui absorbe les rayons de type Gamma. Il est donc très important que notre robot, et les composants soient enrichis en plomb, ou blindé en plomb.
Le robot COBRA a été étudié spécifiquement pour l’inspection des circuits primaire et secondaire, dans les Centrales Nucléaires, celui-ci a pour vocation, d’être résistant à la radioactivité, au bruit ambiant, aux particules fines, à l’humidité, ainsi que de passer les coudes, ou intersection de robinet, les noyaux et olives dans les circuits d’un réacteur Nucléaire.
Nous pouvons aussi noter qu’une fois le robot COBRA entré en zone radioactive, il ne restera, aucun moyen de le ressortir. Il reste donc deux solutions.
- Le château de plomb, pour la protection en position parking du robot COBRA, et en entreposage.
- La décontamination par acide après chaque utilisation par les opérateurs ainsi qu’au passage au sas décontamination.
Le robot COBRA sera donc doté d’un revêtement glissant non poreux, et d’un corps complétement souple.
Celui-ci sera donc facile à décontaminer, ou à stocker dans un château de plomb.
Château de Plomb
SAS de décontamination
© CEA – Animea 2011