CRIIRAD : Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la RADioactivité
Les différents dispositifs du système sont détaillés dans les paragraphes qui suivent :
A. Système de prélèvement d'eau en continu (cf. schéma, n°1, 2, 3)
L'eau du Rhône est prélevée grâce à un dispositif de pompage (1), situé sur la canalisation d'entrée d'eau (2), qui assure un débit de 2 à 4 m3/h. Elle transite dans une cuve en acier inoxydable (3) d'une capacité de 25 litres (volume actif : 23 litres) avant d'ètre évacuée par une sortie d'eau située vers le haut de la cuve.
L'intérieur de la cuve est poli et sa partie inférieure est profilée de façon à limiter les dépôts de matières en suspension dans l'eau.
Un cylindre en acier inoxydable terminé par un embout en polypropylène est monté dans le couvercle de la cuve, il abrite le détecteur.
B. Le système de rinçage (cf.schéma, n°4)
Un encrassement de la cuve par dépôt de fines particules peut se produire assez rapidement à cause de la charge de l'eau du Rhône et entraîner une augmentation du bruit de fond dans la cuve, ce qui perturbe les mesures. Pour supprimer ce problème, un dispositif Karcher (4) injecte deux litres d'eau de ville sous pression deux fois par jour, à 9h Temps Universel (TU) et à 15h TU : les particules déposées sont entraînées hors de la cuve, et le bruit de fond reste stable.
Ce dispositif n'arrète pas le système d'aspiration d'eau et ne perturbe pas les mesures. De plus, il peut ètre adapté en fonction de la charge de l'eau du Rhône en particules.
C. Le système de détection (cf. schéma, n°5, 6, 7)
Le dispositif de surveillance est basé sur la détection des rayonnements gamma dont l'énergie est comprise entre 0,1 et 2 MeV (Méga électron Volt). Les radionucléides qui n'ont pas d'émission gamma ne sont donc pas détectés. Tel est le cas, par exemple, du tritium ou du strontium 90, émetteurs bèta purs, dont la mesure est délicate et exige des procédures spéciales.
Cependant, la plupart des radionucléides rejetés par les installations nucléaires sont des émetteurs gamma (césium 137, césium 134, iode 131, rhodium 106, cobalt 60, cobalt 58, manganèse 54, etc... Ce mode de contrôle est donc approprié pour la surveillance en continu de la radioactivité de l'eau.
- Description des différents éléments composant le détecteur gamma (5)
- Le scintillateur est inséré dans l'embout en polypropylène. C'est un cristal d'iodure de sodium activé au thallium : NaI (Tl). Le rayonnement est absorbé par le scintillateur et converti en photons lumineux.
- Le photomultiplicateur convertit ce signal lumineux en signal électrique (émission d'électrons).
-L'électronique de détection (6) : le signal électrique ainsi généré passe par un préamplificateur, puis est envoyé vers l'électronique de comptage où s'effectuent les calculs d'activité (cf. partie D).
L'électronique associée au détecteur comporte deux voies de comptage distinctes permettant le traitement des deux signaux.
- Mesure du gamma total
Une première voie prend en compte l'ensemble des rayonnements gamma détectés entre 100 et 2000 keV. Cette mesure permet de suivre en continu l'évolution de la radioactivité globale de l'eau. Il n'est toutefois pas possible de connaître ainsi le spectre de la contamination (mesure globale sans identification des radionucléides).
- Mesure différentielle adaptée au cas de l'iode 131
En plus de la mesure de la radioactivité globale, le système de comptage permet de réaliser une mesure différentielle sur une deuxième voie. Actuellement, sur la balise fluviale, cette voie est centrée sur l'énergie gamma de l'iode 131 (fenètre de 0,32 à 0,40 MeV). Ce réglage a été choisi en vue d'assurer un suivi spécifique de cet élément compte tenu de sa radiotoxicité et de sa présence dans les rejets effectués par les installations nucléaires et la médecine nucléaire.
Remarque : la fenêtre de détection de la voie "gamma total" englobe la fenêtre de la voie "iode 131". Il existe donc une corrélation entre les deux voies ; une augmentation de l'activité en iode 131 induit une augmentation du signal sur la voie "iode 131", mais également sur la voie "gamma total".
- Protection contre le rayonnement parasite
- Blindage de plomb (7)
La cuve est insérée dans un conteneur en plomb de 5 cm d'épaisseur, destiné à la protéger des émissions gamma extérieures et à réduire ainsi le bruit de fond ambiant.
Le poids total de l'ensemble est d'environ 750 Kg. La partie supérieure est amovible et permet d'accéder à la cuve et au détecteur. Des orifices ont été aménagés afin de permettre le passage des tuyaux de circulation d'eau et d'air ainsi que les liaisons électroniques.
- Embout en polypropylène.
L'ensemble du système de détection est monté dans un cylindre en acier inoxydable à l'exception de la partie sensible, le scintillateur, qui est enveloppé par du polypropylène.
E. Liaison balise d'eau - centrale de gestion (cf. schéma, n°8, 9)
Les résultats acquis par l'électronique de la balise sont transmis par liaison modem (8) à la centrale de gestion (9) de la CRIIRAD à Valence qui assure le contrôle du fonctionnement de la balise et l'analyse des résultats.
En fonctionnement normal, la centrale de gestion interroge la balise deux fois par jour et charge toutes les données en mémoire.
En cas de dépassement du seuil d'alarme, la balise alerte immédiatement la centrale de gestion et les techniciens d'astreinte.
Les données transférées sont traitées à l'aide d'un logiciel tableur graphique permettant d'élaborer des documents d'analyse et de synthèse.
F. Système d'échantillonnage (cf. schéma, n° 10)
En cas de dépassement des seuils d'alarme fixés à 10 Bq/l pour la voie gamma total et à 3,5 Bq/l pour la voie iode, un échantillonnage de l'eau contaminée s'effectue automatiquement (prélèvement d'1 flacon d'1 litre toutes les demi-heures).
Celle-ci sera ensuite analysée en spectrométrie gamma au laboratoire de la CRIIRAD pour déterminer et quantifier les radionucléides présents.
G. Rejet de l'eau (cf. schéma, n°11, 12, 13)
Le débit de l'eau est contrôlé (13) en sortie de cuve.
L'eau est évacuée dans le Rhône par une sortie (11) située vers le haut de la cuve.
Un dispositif de sécurité vérifie le refoulement de l'eau en sortie.
Si un problème survient (fuite...) et empèche le refoulement, la pompe est stoppée automatiquement et le personnel d'astreinte est prévenu immédiatement.
Une vanne (12), située vers le bas de la cuve, permet de vidanger manuellement la cuve en cas de besoin.
