Dispersion des agents radioactifs dans l’atmosphère


L’I.R.S.N (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) vient de se manifester par la diffusion à destination du grand public de résultats assez spectaculaires montrant une animation sur un planisphère de la diffusion d’une émission atmosphérique sur le site de Fukushima, et de son devenir dans l’atmosphère au gré des vents, pendant que le temps s’écoule.

L’IRSN n’a pas de données de mesure directe sur la composition et l’ampleur des rejets radioactifs, mais dispose d’informations techniques sur les installations accidentées. L’interprétation de ces informations a permis à l’IRSN d’élaborer des scénarios probables de dégradation des 3 réacteurs depuis le 12 mars, en s’assurant de leur cohérence avec les mesures de débit de dose obtenues sur le site. L’IRSN a également retenu l’hypothèse que ces rejets se poursuivent jusqu’au 20 mars. Les éléments radioactifs rejetés au cours des différents épisodes de rejet sont des gaz rares (éléments radioactifs chimiquement peu réactifs, restant dans l’atmosphère sans se déposer au sol) et des éléments volatiles, principalement de l’iode radioactif, dont l’iode 131 qui a une période radioactive de 8 jours, et du césium radioactif, dont le césium 137.

L’IRSN a simulé la dispersion atmosphérique des rejets estimés entre le 12 et 22 mars, à l’aide de son modèle numérique applicable à longue distance (échelle de plusieurs centaines de kilomètres), en utilisant les observations et les prévisions météorologiques fournies par Météo France. Cette simulation a été appliquée au césium 137, en tant que traceur du panache radioactif au cours de cette période. Les résultats de cette modélisation sont exprimés en becquerels de césium 137 par mètre cube d’air (Bq/m3).

À la vue de cette figure, on peut admettre cet instant (12 mars, 16 H) comme instant initial d’émission du contaminant, et la concentration initiale de la source de l’ordre de 100 Bq/m3.

24 H plus tard (13 mars, 16 H), un panache s’est développé en direction du Nord-Est. Le transport du contaminant, assuré par de forts vents de 70-80 km/h, l’a déjà fait parcourir 1800 à 2000 km. À cette distance, la concentration n’est déjà plus que de l’ordre de 0,1 à 1 Bq/m3, soit une dilution entre 100 et 1000 fois.

Nota: Le diagramme est celui de l’IRSN, mais les commentaires sont sous ma seule responsabilité

Le 14 mars à 16 H (48 H après l’évènement initial), on voit que les vents ont viré au Sud puis au Sud-Ouest, stoppant la progression du nuage vers l’Est. La force du vent a sans doute bien faibli car la diffusion turbulente est bien moins active; en effet, les concentrations dans la zone de calcul sont à peu près stationnaires: la dispersion et le débit de la source se compensant grosso modo.

La frontière du nuage se définit à peu près comme un seuil de détection entre 0,001 et 0,0001 Bq/m3

Le 14 mars à 16 H (48 H après l’évènement initial), on voit que les vents ont viré au Sud puis au Sud-Ouest, stoppant la progression du nuage vers l’Est. La force du vent a sans doute bien faibli car la diffusion turbulente est bien moins active; en effet, les concentrations dans la zone de calcul sont à peu près stationnaires: la dispersion et le débit de la source se compensant grosso modo.

La frontière du nuage se définit à peu près comme un seuil de détection entre 0,001 et 0,0001 Bq/m3

Le 15 mars à 16 H (72 H après l’évènement initial), la rotation des vents a rabattu le panache vers Tokyo, et l’ordre de grandeur de la contamination prévue dans l’atmosphère de la capitale est de 1 à 10 Bq/m3

Enfin, le 16 mars à 16 H (84 H après l’évènement initial), le panache quitte définitivement la côte est japonaise, entraîné par les vents revenus de secteur Ouest. Et le calcul de dispersion prévoit sur Tokyo une disparition de la menace au Cs 137.

Ces prévisions numériques sont confirmées par les mesures de l’activité volumique du caesium 137 mesurée dans l’air de Tokyo du 15 au 17 mars.

On constate bien le même ordre de grandeur de 0 à 50 Bq/m3

Mais l’IRSN est allé plus loin…

A partir des rejets estimés par l’IRSN, et à sa demande, Météo France a simulé la dispersion des rejets radioactifs à très grande distance, projetée jusqu’au 24 mars.

Selon cette simulation, le panache radioactif aurait actuellement atteint le nord-est de la Sibérie, les Etats-Unis et l’ouest de l’atlantique. Il devrait atteindre la France à partir du 23 ou 24 mars.

Les concentrations attendues à terme, d’après cette modélisation, pourraient être de l’ordre de 0,001 Bq/m3 en France métropolitaine et dans les départements d’outre-mer de l’hémisphère nord. Comme attendu, l’hémisphère sud n’est pas significativement affecté par cette dispersion à grande échelle.

A titre de comparaison, les valeurs mesurées au cours des jours suivant l’accident de Tchernobyl dépassaient 100 000 Bq/m3 dans les premiers kilomètres autour de la centrale ; elles étaient de l’ordre de 100 à 1000 Bq/m3 dans les pays les plus touchés par le panache radioactif (Ukraine, Biélorussie) ; en France, les valeurs mesurées dans l’Est étaient de l’ordre de 1 à 10 Bq/m3 (le 1er mai 1986). Aujourd’hui, une très faible activité de césium 137 subsiste dans l’air, de l’ordre de 0,000001 Bq/m3.

Source: Le site de l’I.R.S.N (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, l’établissement public à caractère industriel et commercial chargé de la surveillance radiologique de l’environnement et des interventions en situation d’urgence radiologique.) 

http://www.irsn.fr/

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