15 Sources de production et gestion du tritium produit par les installations nucléaires En préambule, on rappellera que les quantités de tritium sont exprimées, soit en activité (Becquerel et multiples allant jusqu’au PetaBecquerel (1015 Bq) et ExaBecquerel (1018 Bq)), soit en grammes. Un gramme de tritium équivaut à une activité de 3,58.1014 Bq (0,358 PBq). Le tritium a deux origines, naturelle et anthropique, c’est-à-dire produit par les activités humaines. 2 Le tritium d’origine naturelle Bien que sa période radioactive soit courte (12,3 ans), le tritium est présent en permanence à l’état naturel dans l’environnement. Celui-ci est produit naturellement, principalement par l’action des neutrons émis par le rayonnement cosmique sur l’azote et l’oxygène de l’air : 14N + 1n→ 12C + 3H 14N + 1n→3 4He + 3H 16O + 1n→ 14C + 3H La production tellurique, par activation neutronique sur le lithium6, est extrêmement faible devant la production atmosphérique. Environ 99 % du tritium est transformé en eau tritiée et suit le cycle normal de l’eau, de la haute atmosphère jusqu’à la mer. L’UNSCEAR [1] évalue l’inventaire global du tritium naturel à environ 1 300 PBq (soit 3,5 kg), ce qui correspond à une production annuelle comprise entre 50 et 70 PBq (soit entre 0,15 et 0,2 kg), en supposant que la production équilibre la décroissance radioactive. 3 Le tritium d’origine artificielle Le tritiumd’origine artificielle provient principalement des essais nucléaires aériens, de l’industrie nucléaire (réacteurs nucléaires et usines de traitement de combustibles usés) et, pour une moindre part, d’autres activités industrielles (peintures luminescentes, recherches en biologie et pharmacie…). 3 1 Les essais nucléaires atmosphériques La part prédominante du tritium dans l’environnement résulte des essais nucléaires atmosphériques réalisés principalement entre 1945 et 1963. L’énergie libérée par l’ensemble des 520 tests réalisés durant cette période est de l’ordre de 520 Mt (dont 217 et 328 Mt pour les engins respectivement à fission et fusion thermonucléaire). Ces essais ont libéré au total environ 240 EBq de tritium (soit plus de 650 kg) répartis pour les trois quarts dans l’hémisphère Nord et pour le quart restant dans l’hémisphère Sud, les taux de production de tritium rapportés à l’unité d’énergie étant de l’ordre de 0,026 et 740 PBq.Mt-1, respectivement pour la fission et la fusion [2]. Les quantités de tritium rejetées dans l’atmosphère liées aux essais souterrains sont négligeables devant celles issues des essais atmosphériques. Du fait de l’arrêt des tirs aériens et de la décroissance radioactive du tritium, il reste actuellement de l’ordre de 30 kg répartis pour la plus grande partie dans les océans, ainsi que dans les eaux continentales et l’atmosphère, sous forme d’eau tritiée. Avant les essais atmosphériques, les activités volumiques dans les eaux de pluie, les fleuves et les océans étaient respectivement de 0,6 Bq.L-1, 0,30,8 Bq.L-1 et inférieur à 0,1 Bq.L-1. L’activité de l’eau de pluie a atteint 150 Bq.L-1 en 1963 dans l’hémisphère Nord et a décru considérablement depuis (de l’ordre du Bq.L-1 actuellement). 3 2 L’industrie nucléaire Les réacteurs nucléaires et les usines de traitement de combustibles usés (principalementlessitesdeLaHague,Sellafield,Tokaï-MuraetRokkashoMura) constituent les principales sources d’émissions de tritium dans l’environnement. La plupart de ces installations étant situées en bord de mer, de fleuve ou de rivière, ces rejets s’effectuent essentiellement par voie liquide. Les quantités de tritium rejetées dépendent toutefois du type de réacteur nucléaire et de la quantité d’énergie fournie, ainsi que des procédés mis en œuvre pour les autres types d’installations nucléaires. Enfonctiondesinformationsdisponibles,serontabordéssuccessivement, pour chaque type d’installation, les sources de production de tritium (directes et indirectes) et les paramètres influant sur cette production, le comportement spécifique de ce radionucléide, les stratégies de gestion adoptées, les niveaux des rejets de tritium par voies liquide et gazeuse et l’impact dosimétrique associé. Les aspects réglementaires seront également succinctement abordés. 3 2 1 Les réacteurs nucléaires de puissance Les caractéristiques principales des filières électronucléaires sont rappelées dans le tableau ci-dessous. L’évolution de la production nette mondiale d’électricité nucléaire de 1954 à 2007 est présentée sur le graphe ci-dessous. En 2007, la puissance nette totale des 439 réacteurs connectés au réseau s’élevait à environ 372 GWe. Elle s’est accrue de 0,9% par rapport à 2006, à comparer à une croissance annuelle mondiale moyenne du parc sur les dix dernières années de 0,7% par an. Caractéristiques principales des filières électronucléaires
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