Applications : Données nucléaires et radio-chimie

Les données évaluées de structures nucléaires résultent des modèles de réaction qui prédisent l’ensemble des données expérimentales en utilisant des paramètres ajustés ou des ingrédients calculés par des modèles théoriques.

Vallée de stabilité - crédit CEA

Le processus d’évaluation est centré sur les résultats du code Talys intégrant l’ensemble des modèles nécessaires à la description des réactions nucléaires. Ce code intègre une grande partie des développements sur le problème à N-corps ainsi que les modèles optiques. Talys, développé en collaboration avec NRG Petten (Pays-Bas), est utilisé pour reproduire l’ensemble des données expérimentales disponibles à partir de paramètres ajustables ou d’ingrédients calculés par des modèles théoriques.

Ces données nucléaires sont ensuite exploitées par les codes de simulation pour les applications. Une autre thématique est la métrologie environnementale utilisant des isotopes nucléaires comme traceurs radiochimiques, mesurés soit pour évaluer le transport atmosphérique et détecter la source d’une explosion nucléaire, soit pour identifier les lois dynamiques des systèmes géologiques.

Pour en savoir plus

La cartographie des noyaux nucléaires.

Édition 2013
Spéciation de l’uranium dans des particules micrométriques Chocs Avancées 2013 / F. POINTURIER, O. MARIE (CEA – DAM Île-de-France)

La connaissance de la forme chimique – ou spéciation – de l’uranium prélevé sous forme de particules micrométriques à l’intérieur ou au voisinage immédiat d’installations nucléaires est très utile pour identifier les procédés mis en oeuvre et identifier d’éventuelles activités non déclarées. Un spectromètre micro-Raman couplé à un microscope électronique à balayage a été utilisé pour la première fois pour analyser des poussières composées de différents oxydes d’uranium. Grâce à ce couplage, tous les composés étudiés ont pu être identifiés dans des particules très petites, jusqu’à 1 μm.

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Édition 2011
Analyses de particules par couplage ablation laser – ICP-MS Chocs Avancées 2011 / F. Pointurier, A.-C. Pottin, A. Hubert (CEA – DAM Île-de-France), C. Pécheyran (Laboratoire de chimie analytique bio-inorganique et environnement, UMR 5254, Pau, France)

Le couplage ablation laser – spectrométrie de masse à source plasma (LA-ICP-MS : Laser Ablation – Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry) a été utilisé pour la première fois pour l’analyse isotopique de particules
d’uranium micrométriques (analyses particulaires). Nous présentons la méthodologie développée qui permet d’immobiliser les particules après dépôt sur un support adapté et de les localiser précisément, puis les résultats d’analyse de deux échantillons. Par rapport aux techniques actuellement utilisées pour les analyses particulaires, le couplage LA-ICP-MS présente une excellente sensibilité, permettant la mesure de la composition isotopique de l’uranium dans des particules infra-micrométriques ne contenant que quelques dizaines de femtogrammes (1 fg = 10-15 g) de matière. En dépit de la brièveté et de la nature transitoire des signaux observés, les résultats sont en bon accord avec ceux obtenus avec les techniques établies.

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Édition 2009
Le radon-222 et les ondes de marée : un outil d’aide à la compréhension de la dynamique des systèmes géologiques Chocs Avancées 2009 / P. Richon, E. Pili (CEA - DAM Île-de-France)

L’analyse fréquentielle de longs enregistrements du radon-222 mesurés dans l’air des sols ou dans l’air confiné des cavités souterraines, peut nous apporter de précieuses informations sur le fonctionnement et les caractéristiques intrinsèques de ces différents milieux. C’est par l’extraction des ondes de marées barométriques, diurnes et semi-diurnes, dissimulées dans les signaux radon-222, que nous pouvons entrevoir l’évolution de phénomènes difficilement observables par d’autres méthodes. C’est une manière indirecte et très sensible d’observation des lois de diffusion, d’advection, d’émanation et de transfert des gaz en milieux poreux, fracturés et saturés en eau de façon variable. Cette méthode, d’une grande sensibilité, nous ouvre la voie vers la détection des ondes de marée gravimétrique, beaucoup plus difficiles à mettre en évidence dans les signaux radon, mais qui permettrait de pouvoir relier une variation d’activité en radon-222 à une sollicitation mécanique connue. En effet, l’onde de marée gravimétrique M2 est en rapport direct avec l’étude des précurseurs de séismes.

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Édition 2008
Discriminer un essai d’un événement nucléaire civil Chocs Avancées 2008 / G. LE PETIT, P. ACHIM, P. HEINRICH, Y. GRILLON, X. BLANCHARD, P. ARMAND (CEA – DAM – ÎLE-DE-FRANCE)

Depuis la signature par la France du Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (TICE), le CEA-DAM participe à la mise en place d’un réseau mondial de capteurs incluant la détection de radionucléides qui seraient produits lors d’un essai nucléaire. Pour un essai souterrain confiné, seuls les gaz nobles sont susceptibles d’être relâchés dans l’atmosphère du fait de leur très faible interaction avec le milieu de confinement. Parmi ces gaz nobles, quatre isotopes radio- actifs du xénon permettent de discriminer entre un essai nucléaire et un évènement civil. La mesure de ces radioxénons, notamment des rapports isotopiques, associée à la modélisation du transport atmosphérique, permet de conforter avec un bon niveau de confiance cette discrimination.

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Mise à jour : 19/09/2014