Institute for Radiation Protection and Nuclear Safety (IRSN)
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Fission product diffusion in chromium doped UO by means of a new variable-charge interatomic potential
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Effect of operating conditions on the retention of ruthenium tetroxide (RuO4) by different solid traps
No full textInternational audienceMitigation of gaseous RuO4 is an important issue in nuclear safety in order to reduce potential radiological consequences, either in the context of severe accident arising on pressurized water reactors (oxidizing conditions) or in reprocessing plants (loss of cooling of fission product storage tanks). For the first time, RuO4 trapping was compared using three kinds of materials acting as solid traps: a functionalized MOF UiO-66-NH2, an amine-modified silica and a commercial cerium dioxide. Different experimental conditions of temperature, humidity and gas composition were investigated in order to mimic those prevailing under accident conditions at filtered containment venting system (FCVS) level or in ventilation ducts (gas mixture). At 50 °C, the efficiency of UiO-66-NH2 for RuO4 trapping was both very high in dry gas and in presence of steam with decontamination factor (DF) in the range 10 4-10 5. Under more severe conditions, the retention performances slightly decrease, especially when NO2 was present in the feed gas due to some poisoning of adsorption sites. In presence of amino-modified silica, breakthrough of RuO4(g) occurred at an earlier stage due to its inferior adsorption capacity but the performances of the trap did not deteriorate in presence of steam and NO2 in gas mixture. Under similar conditions, cerium dioxide showed no retention of RuO4(g)
Flame Spread Experiments on a Horizontal Preheated Cable Layer
No full textInternational audienceElectrical cables are one of the main fire hazards in nuclear power plants (NPPs) and in many other industrial sectors. To assess the potential damages of the cable fires, models are required to forecast the fire spread over multiple cable trays and the resulting heat release rate. A new test device, called CISCCO, was developed to conduct flame spread experiments on a preheated horizontal cable layer to support the development and validation of the models. The characteristics of the CISCCO device are first presented before the description of four series of experiments that first investigated the temperature dependence of the flame spread velocity. The series involved a cable layer composed of either a polyvinyl chloride (PVC)-based cable, named PVC cable or a halogen free flame retardant (HFFR) poly(ethylene–vinyl acetate)/polyethylene-based cable, labelled HFFR cable. Temperature measurements performed in the solid phase (cable outer sheath) and in the gas phase (above the cable layer) allowed to assess the preheated cable layer temperature and the flame spread velocity. A first attempt of flame heat flux measurements was also conducted in this work. All series highlighted a temperature dependence of the flame spread velocity according to experimental power laws. The flame spread velocities were measured higher for the PVC cable (0 to 5.5 mm/s) than for the HFFR cable (0 to 1.5 mm/s) while the related preheated cable temperatures suitable for spreading were measured lower for the former (170 to 250°C) than for the latter (280 to 370°C). Finally, one of the four test series that used the PVC cable and implemented heat release rate measurements, revealed that the cable fire growth rate is also temperature dependent according to a power law and is linearly correlated to the flame spread velocity
Carbon-14 cycling in a nuclearized river: A first study in the downstream part of the Rhône River (France)
No full text(IF 8.2; Q1)International audienceCarbon-14 (14C) has a natural origin but is also anthropogenically released from civil nuclear facilities. Due to its long decay period (half-life: 5700 ± 30 years), it is a persistent radionuclide in the environment. In rivers, the complex speciation of carbon makes the fate of industrial 14C difficult to track. This study reports a first overview of artificial 14C cycling in a nuclearized river. A one-year sampling campaign was conducted on the French nuclearized Rhône River and two of its non-nuclearized tributaries (Durance and Ardèche rivers). Isotopic (δ13C, Δ14C) and carbon concentrations analyses were performed on the particulate organic carbon (POC), dissolved organic carbon (DOC) and dissolved inorganic carbon (DIC). Chlorophyll-a (Chl-a) and tritium analyses were performed to assess the dynamic of aquatic organic matter and the nuclear industry contribution, respectively. Comparisons of Δ14C data obtained from the Rhône River with those from the tributaries highlight significant industrial radiocarbon labelling in all carbon forms, with medians of 142, 130 and 42 ‰ for POC, DOC and DIC, that are 2–3 times higher than those of the tributaries. The high values of Chl-a/POC ratios with Δ14C-enriched POC suggest a biological uptake of artificial Δ14C in DIC by aquatic photosynthesis. The relationship of Δ14C-DIC with tritium activity indicates a response to recent releases and enables the contribution of nuclear power plants to be estimated at a median of 26 %. Sampling at the Rhône's mouth would reinforce our understanding of the fate of riverine 14C when entering the marine environment
Measurement of the response function of a custom plastic scintillator using monoenergetic neutron and proton sources
No full textInternational audienceAn experimental study was carried out to determine the light output function of the protons deposited energy in a custom triple discriminating (thermal neutrons/fast neutrons/gamma rays) plastic scintillator. Two response functions of the plastic scintillator were measured and compared using monoenergetic sources of either neutrons or protons. The response function to neutrons was measured at the IRSN Amande facility in CEA Cadarache using the monoenergetic neutron generator. The response matrix was based on six incident neutron energies that ranged from 953 keV to 14.8 MeV. The low-energy threshold for detecting neutrons is evaluated at around 1 MeV. The second response function was measured utilizing the Cyrcé cyclotron at IPHC located in Strasbourg. The response matrix was obtained based on six incident proton energies ranging from 5.9 to 19.97 MeV. The response function measured using monoenergetic neutrons has a nearly rectangular shape that extends from the light output of the low-energy discrimination threshold to the light output of the full incident neutron energy. The pulse height spectra acquired with monoenergetic protons exhibit a Gaussian shape, where the average value corresponds to the light output of the incident protons’ energy. The exponential curve used to fit the light output data acquired from the monoenergetic neutron field generator aligns well with the light output data obtained from the monoenergetic proton beam
Effects of moderate doses of ionizing radiation on experimental abdominal aortic aneurysm
No full textInternational audienceExposure to ionizing radiation has been linked to cardiovascular diseases. However, the impact of moderate doses of radiation on abdominal aortic aneurysm (AAA) remains unknown. Angiotensin II-infused Apoe -/-mice were irradiated (acute, 1 Gray) either 3 days before (Day-3) or 1 day after (Day+1) pomp implantation. Isolated primary aortic vascular smooth muscle cells (VSMCs) were irradiated (acute 1 Gray) for mechanistic studies and functional testing in vitro.Results. Day-3 and Day+1 irradiation resulted in a significant reduction in aorta dilation (Control: 1.39 +/-0.12; Day-3: 1.12+/-0.11; Day+1: 1.15+/-0.08 mm, P<0.001) and AAA incidence (Control: 81.0%; Day-3: 33.3%, Day+1: 53.3%) compared to the non-irradiated group. Day-3 and Day +1 irradiation led to an increase in collagen content in the adventitia (Thickness control: 23.64+/-2.9; Day-3: 54.39+/-15.5; Day+1 37.55+/-10.8 mm, P = 0.006). However, the underlying protective mechanisms were different between Day-3 and Day+1 groups. Irradiation before Angiotensin II (AngII) infusion mainly modulated vascular smooth muscle cell (VSMC) phenotype with a decrease in contractile profile and enhanced proliferative and migratory activity. Irradiation after AngII infusion led to an increase in macrophage content with a local anti-inflammatory phenotype characterized by the upregulation of M2-like gene and IL-10 expression
Evaluation des effets des rayonnements ionisants sur les abeilles domestiques (Apis mellifera), de la molécule à la population
No full textInternational audienceRadioactive contamination of the environment is a major ecological challenge, highlighted by the Chernobyl and Fukushima disasters. This reality underlines the importance of deepening our knowledge on the environmental impacts and risks related to irradiation and radioactive contamination. My thesis focuses on the study of the effects of ionizing radiation on the honeybee, Apis mellifera, a choice motivated by the importance of this insect in ecosystems and for society, covering economic, ecological and scientific aspects. The objective is to broaden knowledge on the consequences of ionizing radiation at different levels, from the molecule to the population, in a field that is still poorly documented. This work responds to the priority question of the IRSN Scientific Strategy on the effects of exposure to low doses of radiation. My thesis is based on a dual approach, combining field studies and laboratory experiments. In the field, the study is conducted by monitoring several bee colonies located near the Fukushima nuclear power plant, in areas with a radioactive contamination gradient ranging from 0.15/0.30 µGy/h (controls) to 20/30 µGy/h (heavily contaminated) via 4/6 µGy/h (moderately contaminated) on the ground (monitoring from April to October 2023 then from April to August 2024). In the laboratory, the 2022 and 2023 experiments made it possible to study the combined effects of ionizing radiation (14 µGy/h and 14 mGy/h) and Nosema ceranae, a common intestinal pathogen in bees, in order to study the multistress effect, as well as the impact of radiation on the dynamics of entire colonies (10, 50, 500 and 5000 µGy/h). The first results of the study on the effect of ionizing radiation coupled with Nosema indicate that Nosema reduces food consumption and increases mortality in bees. However, when bees are simultaneously irradiated and infected, these effects are no longer significant, suggesting a possible antagonistic interaction. Concerning biomarkers, few significant physiological differences were observed between control bees and those infected and/or irradiated. In 2024, experiments will focus on reproduction and larval development, with the analysis of the physiological effects of radiation as a common thread. This will include enzymatic assays to assess the response to oxidative stress, metabolic integrity, immune responses and neuronal activity. The aim is to compare results obtained in the field and in the laboratory, in order to assess to what extent laboratory experiments can predict observations made in natural conditions.La contamination radioactive de l'environnement constitue un défi écologique majeur, souligné par les catastrophes de Tchernobyl et Fukushima. Cette réalité souligne l'importance d'approfondir nos connaissances sur les impacts et les risques environnementaux liés à l'irradiation et à la contamination radioactive. Ma thèse se concentre sur l'étude des effets des rayonnements ionisants sur l'abeille domestique, Apis mellifera, un choix motivé par l'importance de cet insecte dans les écosystèmes et pour la société, couvrant des aspects économiques, écologiques et scientifiques. L'objectif est d'élargir les connaissances sur les conséquences des rayonnements ionisants à différents niveaux, de la molécule à la population, dans un domaine encore peu documenté. Ce travail répond à la question prioritaire de la Stratégie Scientifique de l’IRSN sur les effets d'une exposition à de faibles doses de rayonnement. Ma thèse repose sur une approche double, combinant études de terrain et expérimentations en laboratoire. Sur le terrain, l'étude est conduite par le suivi de plusieurs colonies d'abeilles situées à proximité de la centrale nucléaire de Fukushima, dans des zones présentant un gradient de contamination radioactive allant de 0,15/0,30 µGy/h (témoins) à 20/30 µGy/h (fortement contaminés) en passant par 4/6 µGy/h (moyennement contaminés) au sol (suivi d’avril à octobre 2023 puis d’avril à août 2024). Au laboratoire, les expérimentations de 2022 et de 2023 ont permis d’étudier les effets combinés des rayonnements ionisants (14 µGy/h et 14 mGy/h) et de Nosema ceranae, un pathogène intestinal commun chez les abeilles afin d’étudier l’effet multistress, ainsi que l'impact des rayonnements sur la dynamique de colonies entières (10, 50, 500 et 5000 µGy/h). Les premiers résultats de l’étude sur l’effet des rayonnements ionisants couplés à Nosema, indiquent que Nosema réduit la consommation alimentaire et augmente la mortalité chez les abeilles. Toutefois, lorsque les abeilles sont simultanément irradiées et infectées, ces effets ne sont plus significatifs, suggérant une possible interaction antagoniste. Concernant les biomarqueurs, peu de différences physiologiques significatives ont été observées entre les abeilles témoins et celles infectées et/ou irradiées.En 2024, les expérimentations se pencheront sur la reproduction et le développement larvaire, avec pour fil conducteur l'analyse des effets physiologiques des rayonnements. Cela inclura des dosages enzymatiques pour évaluer la réponse au stress oxydatif, l'intégrité métabolique, les réponses immunitaires et l'activité neuronale. L'objectif est de comparer les résultats obtenus sur le terrain et en laboratoire, afin d'évaluer dans quelle mesure les expérimentations en laboratoire peuvent prédire les observations faites en conditions naturelles
Évaluation des effets des radiations ionisantes chez l'abeille - BEERAD
No full textInternational audienceHuman activities linked to nuclear industry generate ionizing radiation (IR). The risk assessment linked to the radiocontamination of the environment after a nuclear accident is a major ecological issue but is still surrounded by controversial results and conclusions on the real impact of such events on flora and fauna inhabiting the targeted zones. Moreover, the potential underlying mechanisms of the action of IR are poorly known. Therefore, it is important to acquire data on the potential effects of IR on ecosystems both in experimental and realistic conditions.The BEERAD project (ANR-21-CE34-0002, 2022-2025) proposes using the honeybees as a model to study the effects of IR on major physiological functions, and also at individual and population levels. Honeybees are insects of economic, agro-environmental, societal and scientific importance.The objective of this project is to increase the knowledge of effects and mechanisms of action of IR on physiology and populations of honeybees in the context of chronic exposure (i.e., exposure of a significant period of time relative to the lifespan of exposed organisms) and at low dose rates (sublethal ecotoxicity) in realistic conditions, i.e., on the field and in the laboratory.The main objectives are:- To define the exposure conditions both in laboratory and field experiments (in order to compare results obtained via these two approaches) and measure external (micro-dosimeters) and internal dose rates, to give a more precise estimate of the total dose rates absorbed by the bees - To measure the physiological and toxico-pathological effects induced by IR at sub-individual levels (molecule, cell and tissue), particularly with response to an infectious agent- To measure the effects induced by IR at individual and populational levels through the effects on reproduction/development and cognitive process - To compare both types of exposure (laboratory/field), integrate the responses and extrapolate to other living organisms (other bee species, other pollinating insects) through modelling in order to conclude on the level of effects of IR on bees and other pollinating insectsLes activités humaines liées à l'industrie nucléaire génèrent des rayonnements ionisants (IR). L'évaluation des risques liés à la radiocontamination de l'environnement après un accident nucléaire est un enjeu écologique majeur mais reste entourée de résultats et de conclusions controversées sur l'impact réel de tels événements sur la faune et la flore peuplant les zones ciblées. De plus, les mécanismes potentiels sous-jacents à l'action des IR sont mal connus. Il est donc important d'acquérir des données sur les effets potentiels des IR sur les écosystèmes à la fois en conditions expérimentales et réalistes.Le projet BEERAD (ANR-21-CE34-0002, 2022-2025) propose d'utiliser l'abeille domestique comme modèle pour étudier les effets des IR sur les fonctions physiologiques majeures, mais aussi à l'échelle individuelle et populationnelle. Les abeilles domestiques sont des insectes d'importance économique, agro-environnementale, sociétale et scientifique.L'objectif de ce projet est d'accroître la connaissance des effets et des mécanismes d'action des IR sur la physiologie et les populations d'abeilles domestiques dans le contexte d'une exposition chronique (c'est-à-dire une exposition d'une durée significative par rapport à la durée de vie des organismes exposés) et à de faibles doses (écotoxicité sublétale) dans des conditions réalistes, c'est-à-dire sur le terrain et en laboratoire.Les principaux objectifs sont :- Définir les conditions d'exposition aussi bien en laboratoire qu'en expérimentation sur le terrain (afin de comparer les résultats obtenus via ces deux approches) et mesurer les débits de dose externes (micro-dosimètres) et internes, pour donner une estimation plus précise des débits de dose totaux absorbés par les abeilles - Mesurer les effets physiologiques et toxico-pathologiques induits par les IR à des niveaux sous-individuels (molécules, cellules et tissus), notamment en réponse à un agent infectieux- Mesurer les effets induits par les IR à des niveaux individuels et populationnels à travers les effets sur la reproduction/développement et les processus cognitifs- Comparer les deux types d'exposition (laboratoire/terrain), intégrer les réponses et extrapoler à d'autres organismes vivants (autres espèces d'abeilles, autres insectes pollinisateurs) par modélisation afin de conclure sur le niveau d'effets des IR sur les abeilles et autres insectes pollinisateur
Avis de l'Anses relatif au projet « Jourdain » de réutilisation des eaux usées traitées pour l'alimentation d'une retenue d'eau destinée à la production d’eau destinée à la consommation humaine (Vendée)
No full textCitation suggérée : Anses. (2024). Avis relatif aux relatif aux projets de décret et d'arrêté relatifs à l'utilisation d'eaux non potables pour certains usages domestiques. (saisine 2023-SA-0037). MaisonsAlfort : Anses, 66 p.L’augmentation de la fréquence et de la durée des vagues de chaleur et des sécheresses, en lien avec les changements climatiques1 et la croissance démographique et ses conséquences en termes d’urbanisation, d’industrialisation et de besoins d’irrigation pour la production agricole, affecte le cycle de l’eau et la disponibilité des ressources en eau douce sur terre. Cette raréfaction des ressources en eau est considérée comme un risque majeur par le groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). En France, la fréquence plus élevée des épisodes de sécheresse et des vagues de chaleur impose des mesures de restriction d’eau, avec un risque croissant de multiplication des conflits d’usage. Parmi les solutions proposées pour pallier cette problématique du manque d’eau, le recours aux eaux impropres à la consommation humaine (nommées également « eaux non potables » et « eaux non conventionnelles ») est encouragé au niveau communautaire et national.Au niveau communautaire, plusieurs directives ou règlements encouragent et encadrent une utilisation durable des ressources en eaux, notamment :- l’article 12 de la directive 91/271/CEE du Conseil du 21 mai 1991 relative au traitement des eaux urbaines résiduaires mentionne que les eaux usées traitées (EUT) peuvent être réutilisées chaque fois que cela se révèle approprié ;- la directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau, promeut une utilisation durable des ressources en eaux et contribue à atténuer les effets des inondations et des sécheresses ;- le règlement (UE) 2020/741 du Parlement européen et du Conseil du 25 mai 2020, relatif aux exigences minimales applicables à la réutilisation des EUT, rappelle que cette réutilisation vise à contribuer aux objectifs de développement durable de l’Union européenne, en particulier l’objectif 6 sur la disponibilité et la gestion durable de l’eau et de l’assainissement pour tous, et l’objectif 12 sur la consommation et la production durable. Si ce règlement s’applique à la réutilisation des eaux urbaines résiduaires traitées à des fins d’irrigation agricole, il précise, au considérant 29, que « le présent règlement ne devrait pas empêcher les États-membres d’autoriser l’utilisation d’eau de récupération à d’autres fins, y compris à des fins industrielles, environnementales et de services collectifs, dans la mesure jugée nécessaire en fonction des circonstances et des besoins au niveau national, à condition qu’un niveau élevé de protection de l’environnement et de la santé humaine et animale soit garanti ». (extrait) [Saisines liées n° 2014-SA-0177 et 2015-SA-0146