CEA - DAM

Les radionucléides dans l'environnement

Les radionucléides sont des isotopes radioactifs. Certains sont d'origine naturelle, d'autres artificiels. Les détecter, les analyser et les caractériser permet de connaître l'état de l'environnement d'un site et de prévoir son évolution, notamment à proximité des installations nucléaires ; mais également de participer à la lutte contre la prolifération en identifiant les activités nucléaires illicites.

Des capacités d'analyse uniques.

Le Département analyse, surveillance, environnement (Dase) de la Direction des applications militaires (DAM) du CEA dispose de compétences de pointe en radiochimie et dans le domaine de la mesure de radionucléides.
Des protocoles de traitements chimiques performants permettent, à partir d'un échantillon environnemental (eau, aérosol, sol, biologique), de séparer spécifiquement les radionucléides et de les purifier.
Les mesures sont ensuite adaptées au besoin, par exemple :

		connaître une activité β ou α globale,
		identifier l'ensemble des émetteurs γ contenus dans un échantillon ou, au contraire, rechercher spécifiquement un élément γ particulier comme le cesium 137 (¹³⁷Cs),
		déterminer avec un grande précision la composition isotopique de l'uranium contenu dans un échantillon représentatif de son environnement ou dans une particule remarquable et isolée,
		distinguer la fraction tritium intégrée à la matière organique de celle échangeable avec l'eau…

Le laboratoire d'analyse de la DAM, accrédité Cofrac, se distingue notamment par certaines spécificités, comme le dosage massique des isotopes du plutonium (²³⁹Pu et ²⁴⁰Pu), et par sa capacité à traiter des volumes de prélèvements importants avec des seuils de détection parmi les plus bas au monde. Pour certains types d'échantillons, ce laboratoire est capable de mesurer une concentration de radionucléides de l'ordre du millionième de microgramme par gramme de matière analysée.

Un engagement dans la lutte contre la prolifération nucléaire.

Un essai nucléaire, lorsqu'il est pratiqué dans l'atmosphère, entraîne le dégagement et la dissémination de particules radioactives comme, par exemple, les isotopes du Xénon (¹³³Xe, ¹³⁵Xe), le zirconium 95 (⁹⁵Zr) ou le baryum 140 (¹⁴⁰Ba), qui sont autant de signatures de cet essai.
Dans le cadre du Système de surveillance international (SSI) du Traité d'interdiction complète des essais nucléaires (Tice), 80 stations de détection des radionucléides sont prévues ainsi que 16 laboratoires ayant pour mission de supporter le SSI. Le CEA, interlocuteur technique pour la France, est responsable de l'installation et de l'exploitation de plusieurs stations radionucléides et son laboratoire d'analyses des radionucléides a été certifié par l'Organisation du traité d'interdiction complète des essais nucléaires (Otice) en 2003.

Lutter contre la prolifération et le terrorisme nucléaire, c'est aussi démontrer sa capacité de détecter des indices spécifiques aux activités nucléaires illicites, en l'absence d'un essai nucléaire. Dans ce cadre, on cherche notamment à détecter du tritium, isotope radioactif de la famille de l'hydrogène et indicateur pertinent d'activités nucléaires. On cherche également à connaître le plus finement possible les signatures isotopiques de l'uranium et du plutonium, dans un échantillon global ou dans des particules isolées, en fonction du contexte. Ces signatures isotopiques sont révélatrices des filières liées à la production ou au trafic de matières fissiles. Le Dase a développé un savoir-faire reconnu, ce qui lui vaut d'être également un « laboratoire support » dans le cadre des accords de garantie entre l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et les états signataires du traité de non-prolifération (TNP).

La surveillance de l'environnement

Cette surveillance s'effectue de plusieurs façons :

		La cartographie gamma. Hélicoptère ou voiture, les équipes du Dase disposent de moyens mobiles pour établir une cartographie des émetteurs gamma et ainsi contribuer au diagnostic radiologique d'un site.
		L'étude complète de site. Ce type d'études demande des compétences en géologie, hydrogéologie, géochimie et métrologie. Il s'agit de comprendre les mécanismes de transfert de l'eau et des radionucléides dans le sol, les roches et nappes d'eau souterraines à partir des caractéristiques géologiques d'un site et de nombreux résultats expérimentaux (mesures et modèles). Grâce à la simulation numérique, il est alors possible de modéliser le site et de prévoir son évolution. Ce travail peut être réalisé pour d'autres éléments que les radionucléides, par exemple les métaux lourds.