Institute for Radiation Protection and Nuclear Safety (IRSN)
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Prokaryotic Responses to Estuarine Coalescence Contribute to Planktonic Community Assembly in a Mediterranean Nutrient-Rich Estuary
No full textInternational audienceIn the marine coastal environment, freshwater and seawater coalescing communities are facing a complex set of abiotic and biotic cross-influences. This study aimed at evaluating the respective influences of blending and prokaryotic dynamics on community structure. For that, the surface salinity gradient of a nutrient-rich estuary (Arno River, Mediterranean Sea, Italy) was sampled at regular salinity intervals. When considering the whole length of the estuary and community-scale beta diversity metrics, a relatively smooth transition from freshwater to the sea was observed. Abiotic variability associated with salinity was the predominant constraint on the community structure, and the distribution of most taxa reflected their blending. However, while most of the dissolved substances enriched in freshwater experienced progressive dilution with seawater, heterotrophic prokaryotes demonstrated an important growth at intermediate salinity, interpreted as a heterotrophic assimilation of freshwater inputs by a few opportunistic marine taxa. The distribution of a number of taxa was significantly affected by variations in heterotrophic prokaryotes abundance, suggesting a putative influence of competitive interactions at intermediate salinities. A succession of different bacterial winners was observed from upstream to downstream, as well as losers represented by freshwater copiotrophs accompanied by some marine oligotrophs. Hence, coalescence drove a localized but major functional response of heterotrophic bacteria at intermediate salinity, hidden behind a majority of passively mixed bacterial taxa. This work paves the way for a stronger consideration of the trophic requirements of bacterial taxa to better understand community assembly in estuaries
MSC beneficial effects and limitations, and MSC-derived extracellular vesicles as a new cell-free therapy for tissue regeneration in irradiated condition
No full textInternational audienceThe unique immunomodulatory and anti-inflammatory properties of mesenchymal stem cells (MSCs) make them an invaluable cell type to contribute to the reparation of tissues and organs affected by high exposure to ionising radiation. Relevant experience has been obtained using MSCs in the medical treatment of overexposed persons from radiation accidents worldwide. Although MSCs have provided substantial clinical evidence of their therapeutic efficacy in local radiation injuries, in combination with other treatments, there are still challenges to overcome regarding authorizations, production, conditions of use and applicability as a medical countermeasure. The success of MSC-based therapy was established based on the premise that transplanted cells home in to and engraft within injured tissues and subsequently differentiate to replace injured cells. However, subsequent work has affirmed that the paracrine effect is mediated by secreted extracellular vesicles, particularly exosomes in several models of injury such as myocardial infarction, kidney injury and skeletal muscle repair. This paracrine hypothesis also suggests that certain safety concerns related to stem cell transplantation, could be readily overcome using stem cell-derived extracellular vesicles in the absence of the stem cells of origin. Advances have already been made towards the translation of MSC-derived extracellular vesicle in regenerative therapy. Moreover, according to preclinical studies, MSC-derived extracellular vesicles may have a promising role in the medical management of radiation injuries. Current and future perspectives on these cell-free therapies applied to treat overexposed persons to ionising radiation are part of this opinion paper
Radiological component of the exposome and risks of chronic diseases in the Constances cohort (CORALE)
No full textInternational audienceThe whole population is exposed to ionizing radiation (IR) at varying levels, through multiple natural and man-made sources, whether in the context of residential environment, personal and professional activities or healthcare. The carcinogenic effects of IR are well documented, but there is still controversy about the shape of the relationships between exposure and cancer risks at low doses (less than 100 milliGrays). In addition, the effects of multiple exposures to IR and other cancer risk factors is poorly documented. Potential associations between low IR dose and noncancer chronic diseases also require further research
: Relationships Between Residential Radon Exposure during Childhood and Late Health Outcomes in adulthood in the Constances Cohort
No full textInternational audienceL’ensemble de la population est exposé tout au long de sa vie à des niveaux variables de rayonnements ionisants, dont le radon dans l’habitat constitue un contributeur important, en particulier dans les régions où les roches et les sols sont riches en uranium.Aujourd’hui, l’effet cancérigène pulmonaire du radon est bien documenté grâce à des études menées chez des mineurs d’uranium et en population générale exposés essentiellement à l’âge adulte (IARC 1988; WHO 2009). Toutefois, les relations entre l’exposition au radon à différents stades de la vie (enfance, puberté) et les effets cancérigènes tardifs (à l'âge adulte) restent mal caractérisées. De plus, des questions se posent quant à de possibles autres effets sanitaires du radon tels que certains cancers non-pulmonaires ou encore certaines pathologies non cancéreuses (circulatoires, pulmonaires, neurodégénératives).Pour étudier ces questions majeures de santé publique, nous analyserons les données au sein de la cohorte CONSTANCES, qui est une large étude française en population générale. Environ 80 000 participants, inclus entre 2010 et 2020, ont renseigné leur historique résidentiel complet depuis la naissance et ont répondu à de nombreux questionnaires sur leurs facteurs de risque de pathologies chroniques. Ceci permettra d’estimer leurs risques de cancers et de pathologies non-cancéreuses associés à l’exposition résidentielle au radon cumulée depuis leur enfance, dans le but d’améliorer les connaissances sur les effets sanitaires de l’exposition chronique à de faibles doses de radon, à des fins d’expertises et de décisions.La thèse sera structurée en trois grandes étapes comme suit :Première année : Réalisation d’une revue bibliographique exhaustive sur les effets sanitaires du radon (hors cancer du poumon), identification des pathologies d’intérêt et dans la cohorte, croisement des historiques résidentiels des participants avec des données d’exposition résidentielle au radon, estimation de la dose de radon aux organes d’intérêt et, analyse descriptive de la cohorte et de l’exposition au radon depuis la naissance.Deuxième année : Etude des relations dose-risque entre l’exposition au radon et différentes pathologies cancéreuses, circulatoires et pulmonaires, en utilisant des modèles de survie et/ou de régression de Poisson. L’influence de potentiels facteurs de confusion ou d’interaction sera également évaluée (ex : tabac, alcool, alimentation, surpoids...).Troisième année : Etude de la relation dose-risque entre l’exposition au radon et différentes pathologies neurodégénératives
Trajectoires de contamination en platine dans des carottes sédimentaires (1930-2021) de trois fleuves français : de la ligne de base géochimique aux signaux de sources émergentes
No full textInternational audienceEn raison de ses propriétés catalytiques et médicales, le platine (Pt) est un élément technologique critique (ETC) et un contaminant émergent dans les compartiments environnementaux. Depuis les années 1990, il est utilisé dans l'industrie automobile (pots catalytiques) pour réduire les émissions de gaz toxiques des véhicules. Très peu d'études s'intéressent aux enregistrements historiques de Pt dans les systèmes fluviatiles. Afin d'analyser les variations temporelles (trajectoires) du Pt au cours des dernières décennies, des carottes sédimentaires ont été prélevées dans des plaines d'inondation ou dans des chenaux secondaires à l'aval de trois grands bassins versants français (Loire, Rhône et Seine) du milieu des années 1930 jusqu'en 2021 (datation 137Cs). Le platine a été analysé par voltamétrie (Ad-CSV) à des niveaux ultra-traces (LD = 0.01 ng L-1).Les niveaux de base de Pt dans les sédiments ont été estimés pour la Loire (0.88±0.35 µg kg-1) et le Rhône (1.28±0.25 µg kg-1) mais pas pour la Seine en raison des fluctuations historiques (jusqu'à 12.7 µg kg-1). Les trajectoires de contamination du Pt dans les sédiments de la Loire semblent refléter des changements hydrodynamiques. Diverses sources anthropiques (e.g. combustion de charbon, pétrochimie, industrie) peuvent expliquer les niveaux historiques relativement élevés en Pt dans les sédiments de la Seine. Depuis les années 2000, une augmentation des concentrations en Pt dans les sédiments de la Loire, du Rhône et de la Seine a été observée (respectivement 2.45, 2.31 et 3.01 µg kg-1) et peut être attribuée à l'introduction des pots catalytiques en France dans les années 1990 et à la mise en place de traitements anticancéreux. Les enregistrements de Pt dans les trois bassins versants suggèrent que la réponse dans les sédiments peut être retardée de 10 à 15 ans, ce qui pourrait refléter le temps nécessaire pour (i) considérer la cascade sédimentaire de l'érosion du sol jusqu'au transport des sédiments dans le fleuve et (ii) avoir un nombre suffisant de véhicules équipés de pots catalytiques, émetteurs de Pt. L'étude des trajectoires du Pt dans des bassins versants contrastés permet alors de distinguer des signaux provenant de différentes sources, naturelles et anthropiques
Etudes de l’IRSN sur la radioprotection des travailleurs et des patients dans l’utilisation des nouveaux radionucléides en médecine nucléaire
No full textNational audienceLa médecine nucléaire connaît actuellement un fort développement en thérapie et en diagnostic dans le monde, généralement au travers d’une approche théranostique, notamment en raison des nouvelles applications thérapeutiques à large échelle du Lutétium-177 dans le cadre de certains cancers métastatiques de la prostate (177Lu-PSMA-617).Dans ce contexte de forte évolution, l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) a demandé à l’IRSN en avril 2020 de réaliser une expertise sur les perspectives d’utilisation clinique de nouveaux radionucléides en médecine nucléaire en France et les questions de radioprotection associées.Entre 2020 et 2022, l’IRSN a ainsi conduit successivement des travaux qui ont permis l’élaboration de plusieurs rapports et avis IRSN :1. En février 2021, l’avis IRSN n°2021-00016 et le rapport IRSN n°2021-00083 proposent un classement des radionucléides jugés les plus prometteurs par l’IRSN concernant leur probabilité de développement en France dans le futur et présentent les données biologiques pertinentes disponibles au regard de la radioprotection recueillies dans la littérature pour ces radionucléides (rétention/excrétion, débit de dose autour du patient, etc.).2. En juin 2021, l’avis IRSN n°2021-00117 et le rapport IRSN n°2021-00484 sont consacrés aux questions de radioprotection des patients dans le contexte d’une utilisation thérapeutique (planification individuelle du traitement), et de leur entourage. Ils abordent :•les aspects relatifs à la règlementation et aux recommandations européennes concernant la planification individuelle de traitement en radiothérapie interne vectorisée (RIV) ;•les logiciels de planification de traitement en médecine nucléaire ;•l’exposition de l’entourage du patient après un traitement de RIV.3. En octobre 2021, l’avis IRSN n°2021-00175 et le rapport IRSN n°2021-00753 traitent des questions de radioprotection des travailleurs dans les établissements de santé, des transporteurs sanitaires (ambulanciers, taxi, etc.) et des travailleurs des systèmes d’assainissement (égoutiers, personnel des stations d’épurations, etc.).4. En janvier 2023, l’avis IRSN n°2023-00004 traite du cas de décès de patients après un acte de médecine nucléaire et se concentre particulièrement sur la radioprotection des travailleurs effectuant la prise en charge. Des estimations de dose et des recommandations sont formulées pour le personnel des pompes funèbres et les agents de chambre mortuaire hospitalière effectuant le transport avant la mise en bière et les soins au corps (thanatopraxie, toilette, habillage) et également pour les personnels des crématoriums
SHOWBIZ: a multi-physics 3D code to simulate a fuel rod cladding embrittlement in normal reactor operation, transport and storage and during LOCA and RIA transients
No full textInternational audienceLight water reactor safety is directly linked to the performances of the first barrier. The ability to predict the behaviour of fuel rod cladding in multiple scenarios is therefore crucial, but challenging, due to the coupling of multiphysical phenomena involved in each situation. The 3D software SHOWBIZ (Studying Hydrogen and Oxygen Weakening Behavior In Zirconium) developed by IRSN is dedicated to the modelling of a single fuel rod cladding throughout its life cycle, i.e. in the reactor, in transport and storage situations. Possible incidents or accidents are taken into account like Loss Of Coolant Accidents (LOCA) or Reactivity-Initiated Accidents (RIA). SHOWBIZ is based on the finite element method, here used to simulate the thermomechanical behaviour of the cladding (thermal expansion, diffusion, creep, rupture), along with chemical phenomena most likely to degrade its integrity, such as oxidation and hydriding of the cladding outer surface. SHOWBIZ is also able to simulate the internal environment of the cladding and the chemical interaction of gaseous species in the channel between the fuel pellets and the inner surface of the cladding. This last feature allows in particular to study the secondary hydriding that occurs in defective fuel rods due to the entry of water.The implemented models are validated though a number of experimental investigations aiming to reproduce nominal and accidental scenarios
Recommendation of RILEM TC 256-SPF on the method of testing concrete spalling due to fire: material screening test
No full textInternational audienceThe recommendation is based on the co-authors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF “Spalling of concrete due to fire: testing and modelling”. The Committee has defined two types of screening tests for characterization of concrete propensity to fire spalling: Material screening tests and Product screening tests. Definitions of both types of tests are given in the paper. The following recommendations apply to Material screening tests. The material screening tests described in these recommendations are a set of minimum requirements to test concrete spalling propensity (for example, the minimal specimen size). This document covers the aspects of concrete characterization, specimen geometries, storage conditions, test methods and measured parameters
Large scale Vertical SEALing (VSEAL) test: Impact of gas migration on bentonite based vertical seals
No full textInternational audienceThe Institute for Radiological protection and Nuclear Safety (IRSN) has launched the VSEAL project to investigate the impact of gas migration on the long-term performance of bentonite based vertical sealing systems. This project relies on in-situ experiments emplaced in IRSN´s Underground ResearchLaboratory (URL) in Tournemire (South France) and small-scale tests conducted in laboratory. The studied material is mixture of MX80 bentonite high density pellets and powder which are being evaluated as possible sealing materials in deep geological repositories. The test is still in progress, but the collected set of data provides already valuable information of the hydro mechanical behavior of Vertical sealing systems during hydration
Paleoseismological Constraints on the Anghiari Normal Fault (Northern Apennines, Italy) and Potential Implications for the Activity of the Altotiberina Low‐Angle Normal Fault
No full textInternational audienceAbstract The NE‐dipping Anghiari normal fault, bounding to the west the Sansepolcro basin in the Upper Tiber Valley (northern Apennines), is thought to be a synthetic splay of the Altotiberina low‐angle normal fault (LANF), an active ENE‐dipping extensional detachment whose seismogenic behavior is debated. In order to assess the Anghiari fault capability to break the surface during strong earthquakes and be the source of historical earthquakes, we acquired high resolution topographic data, performed field survey and geophysical investigations (Seismic reflection, Ground Penetrating Radar, Electrical Resistivity Tomography) and dug three paleoseismological trenches across different fault sections of the Anghiari fault. The acquired data reveal for the first time the Late Pleistocene to historical activity of the Anghiari fault, constraining the age of seven paleo‐earthquakes over the last 25 ka, the youngest of which is comparable with one of the poorly constrained historical earthquakes of the Sansepolcro basin. The yielded slip rate is >0.2 mm/yr averaged over the last 25 ka and the recurrence interval is about 2,500–3,200 years. An analysis of the anisotropy of the magnetic susceptibility performed in one of the paleoseismological trenches revealed an extensional stress field, continuously acting during the sedimentation of the entire trenched stratigraphy. Our results confirm the ability of the Anghiari fault to generate surface faulting earthquakes. In addition, if the Anghiari fault does sole at depth into the Altotiberina low‐angle normal fault, this LANF could also be seismogenic and generate M > 6