Institute for Radiation Protection and Nuclear Safety (IRSN)
Not a member yet
7928 research outputs found
Sort by
Modélisation de scénarios de propagation de contaminants particulaires: OSR6 | Axe D - Action D4 | Rapport scientifique final
No full textCe rapport présente une analyse de sorties numériques pour classifier les risques engagés par la propagation des contaminants particulaires dans la colonne d’eau du Rhône. Il mène à une classification des risques de biodisponibilité et de persistance des contaminants en fonction des conditions hydro-sédimentaires, de leur fractionnement solide-liquide et des scénarios de rejet dans le fleuve. Les sorties numériques sont issues du code CASTEAURx de l’IRSN qui a été appliqué 1) à un scénario de rejet industriel direct et 2) à un scénario d’apport par lessivage-érosion du bassin versant. Pour chaque scénario, le domaine de calcul est le Rhône à l’aval de Tarascon avec la chronique des débits journaliers mesurés par la station hydrométrique de Tarascon entre 2021 et 2023 et des conditions de charges en suspension moyennes modélisées pour trente classes de particules réparties de 3 à 110 µm. Les contaminants sont le 137Cs et deux contaminants arbitraires choisis dix fois plus et dix fois moins mobiles.Les résultats confirment le rôle prépondérant des conditions hydro-sédimentaires et illustrent que la nature des contaminants et les scénarios de rejet ont un poids tout aussi important sur les risques auxquels le milieu pourrait être exposé. Il ressort que le risque de biodisponibilité des contaminants est d’autant plus important qu’ils sont mobiles et que le débit du fleuve est bas pour le scénario de rejet industriel direct ou haut pour le scénario d’apport par lessivage du bassin versant. Le risque de persistance est atténué par la mobilité des contaminants. Il croit avec le débit pour le scénario bassin versant et il est plus difficile à appréhender pour le scénario rejet dans la mesure où les fractions solides augmentent avec le débit en même temps que les concentrations solides diminuent par dilution
Effets d’une contamination chronique aux faibles doses de Cesium 137 (Cs137) sur l’atherosclérose chez des souris ApoE-/-
No full textInternational audienceDes études épidémiologiques ont montré une relation entre l’exposition à de fortes doses de rayonnements ionisants (RI) et le développement de maladies cardiovasculaires, cependant les études sont incertaines dans les faibles gammes de doses1. Les populations vivant dans des territoires radio-contaminés, tels que Tchernobyl et Fukushima, sont exposées de façon chronique à des RI γ externes et internes dus au Cs137 rejeté dans l'environnement. Ainsi, une question centrale en radioprotection est de comprendre si l'exposition aux faibles doses de RI peut jouer un rôle dans la progression des maladies cardiovasculaires. Des études expérimentales ont montré que l’exposition à de faibles doses de RI entraine des effets protecteurs notamment sur l’athérosclérose avec une action anti-inflammatoire et immunomodolatrice.2. Ces données ont été obtenues chez des souris ApoE-/- mâles uniquement, contaminées chroniquement au 137Cs avec une concentration de 100kBq/L dans de l'eau de boisson pendant 6 mois. L’objectif de notre étude est d’identifier un potentiel seuil d’apparition d’effet délétère en augmentant la concentration de Cs137 et en identifiant un potentiel effet sexe. Pour cela des souris mâles et femelles ont reçu durant 6 mois de l'eau radiocontaminée à 0, 20, 100 ou 500kBq/L de Cs137 avant euthanasie et prélèvement de plasma, aorte et cœur.Les analyses histologiques et immunohistochimiques montrent une diminution de la taille des plaques d’athérome à 100kBq/L chez les mâles, suivi d’une augmentation pour le groupe 500kBq/L, laissant apparaitre un effet bascule. Cet effet est corrélé à une diminution du collagène et une tendance à la diminution des macrophages à 100kBq/L, composants qui semblent augmenter à 500kBq/L. Aucune différence n’est observée chez les femelles qui présentent des plaques plus grandes mais plus stables. Ce dimorphisme sexuel pourrait être liée à une moindre accumulation du Cs137 mesurée chez les femelles par zooradiamétrie.Ainsi, nous avons identifié un effet bascule entre 100 et 500kBq/L, concentrations en dessous desquelles des effets bénéfiques sont observés et au-dessus desquelles les effets délétères commencent à apparaitre. Ces résultats permettent également d'explorer les différences entre sexe
DECORHONE - Définir les fonctions écologiques du fleuve Rhône, première étape vers les services écosystémiques
No full textLe projet DECORHONE s’est intéressé à l’utilisation de la notion de « services écosystémiques » dans le cadre de la gestion du Rhône. Il a permis d’établir une liste des services types rendus par un fleuve, puis d’évaluer si cette notion faisait partie des politiques ou des usages de gestion pour plusieurs acteurs du Rhône. Si le concept de services est globalement connu, il apparait qu’il n’est pas utilisé en dehors d’un aspect pédagogique. L’absence d’une méthodologie simple pour l’évaluation de ces services est probablement la cause principale de ce non-usage. Pourtant, des exemples existent par ailleurs et pourraient être adaptés pour proposer une nouvelle vision de l’écosystème Rhône
Approche thermodynamique des interactions chimiques dans les systèmes Zr-Cr-O et U-Cr-O à hautes températures pour l'évaluation des combustibles ATF (Accident Tolerant Fuel) en conditions accidentelles
No full textThe development of Accident Tolerant Fuel (ATF) materials is one way to improve the safety of light water reactors. Cr-coated zirconium alloy (M5) and UO2 fuel doped with Cr2O3 chromium oxide are among the most promising short-term solutions. This thesis aimed to perform an experimental study of the phase relations, of thermodynamic properties of the Zr-Cr-O and U-Cr-O ternary systems, and on this experimental basis, to develop thermodynamic modeling of these systems which could help to assess the behavior of these new concepts, in particular at a high temperature which prevail in severe accident conditions.For the Zr-Cr binary system, experiments were firstly devoted to determine with accuracy the invariant transformation (eutectics and eutectoid); the ZrCr2 Laves phase was carefully investigated. The enthalpy of formation of this phase was measured by drop solution calorimetry. The specific heat capacity was measured in a wide temperature interval (1.8K to 1063K). A CALPHAD modeling of the system taking into account the obtained experimental data and DFT simulations was performed.For the Zr-Cr-O ternary system, the isothermal sections at 1473K and 1773K were obtained. A method to prepare Zr3Cr3O samples with high purity was developed. The crystal structure, enthalpy of formation and specific heat capacity of Zr3Cr3O were measured. A CALPHAD assessment was made by combining these new results and the modeling of Zr-O and Cr-O systems already present in the NUCLEA database.A CALPHAD modeling of the U-Cr binary system was realized with our new measurements and published data in the literature. Some preliminary results were obtained for the U-Cr-O ternary system at 1273K. UCrO4 samples were prepared with high purity and its heat capacity at low temperatures was measured as well as its Néel temperature.All these results would benefit the thermodynamic NUCLEA database of IRSN developed for severe accident applications.Le développement de matériaux combustibles tolérants aux accidents (ATF) est un moyen d'améliorer la sûreté des réacteurs à eau légère. L'alliage de zirconium recouvert de Cr (M5) et le combustible UO2 dopé à l'oxyde de chrome Cr2O3 figurent parmi les solutions à court terme les plus prometteuses. L'objectif de cette thèse était de réaliser une étude expérimentale des relations de phase, des propriétés thermodynamiques des systèmes ternaires Zr-Cr-O et U-Cr-O, et sur cette base expérimentale, de développer une modélisation thermodynamique de ces systèmes qui pourrait aider à évaluer le comportement de ces nouveaux concepts, en particulier à haute températures, conditions qui prévalent en situation d'accidents graves.Pour le système binaire Zr-Cr, les expériences ont d'abord été consacrées à la détermination précise des transformations invariantes (eutectiques et eutectoïde) ; la phase ZrCr2 Laves a été soigneusement étudiée. L'enthalpie de formation de cette phase a été mesurée par calorimétrie de dissolution. Sa capacité thermique spécifique a été mesurée sur un large intervalle de température (1.8K à 1063K). Une modélisation CALPHAD du système prenant en compte les données expérimentales obtenues et des simulations DFT a été réalisée.Pour le système ternaire Zr-Cr-O, les sections isothermes à 1473K et 1773K ont été obtenues. Une méthode de préparation d'échantillons de Zr3Cr3O de haute pureté a été développée. La structure cristalline, l'enthalpie de formation et la capacité thermique spécifique de Zr3Cr3O ont été déterminées. Une modélisation CALPHAD a été faite en combinant ces nouveaux résultats et les modélisations des systèmes Zr-O et Cr-O déjà disponibles dans la base de données NUCLEA.Une modélisation CALPHAD du système binaire U-Cr a été réalisée avec nos nouvelles mesures et les données publiées dans la littérature. Des résultats préliminaires ont été obtenus pour le système ternaire U-Cr-O à 1273K. Des échantillons d'UCrO4 ont été préparés avec une grande pureté et leur capacité thermique à basse température a été mesurée ainsi que leur température de Néel.Tous ces résultats bénéficieront à la base de données thermodynamiques NUCLEA de l'IRSN développée pour les applications liées aux accidents graves
Hydrodynamic aspects of aerosols pool scrubbing
No full textInternational audiencePool scrubbing has shown potential efficiency to reduce the release of fission products,especially in aerosol forms, into the environment. Considering the large test conditions wherepool scrubbing might be encountered, there is still a lack of systematic analysis of thisphenomenon, especially its dependence on different hydrodynamic regimes. Experimentalwork was carried out, where hydrodynamic and decontamination factor measurements wereperformed. Caesium iodide aerosols were injected into the TYFON facility for different flowrégimes (0.08 < We < 15 600) by varying both injection flowrate Qinj and nozzle size D0, inwhich their effects were examined. The Weber number (We) has shown to be capable ofcharacterizing the decontamination factor, when comparing this work with data from literature.Moreover, the different flow regimes induced different sensitivities of aerosol removalmechanisms, where a minimum scrubbing is observed in the transition between bubbly and jetregime. The effect ofpool submergence was also investigated in case ofbubbly andjet regimes,in which the contribution ofresidence time and inertial impaction to pool scrubbing was shown
A comprehensive numerical model for the pyrolysis of intumescent polymers: application to EVA-ATH compounds
No full textInternational audienceA detailed numerical pyrolysis model is presented for the thermal degradation of ethylene–vinylacetate copolymers filled with alumina-trihydrate (EVA-ATH). The formulation involves effective thermal parameters and surface radiative emissivity that continuously follow the material evolution, deduced from its evolving morphology along the degradation, as characterized and modelled based on microtomographic imaging. The comparison of simulated and actual cone calorimeter experiments suggests that the ATH dehydration occurs on a broader range of temperature than generally assumed. The analysis of the thermal balance during the material degradation shows that only 40% of the incident flux is absorbed by the material due to the radiative behaviour of alumina, 13% is released at the backface, and the ATH dehydration represents 70% of the pyrolysis endothermicity. These results confirm the importance of the front- and back-face boundary conditions in reference experiments, and the need of an improved modelling of the ATH chemical degradation scheme and kinetics
Lympho-hematopoietic malignancies risk after exposure to low dose ionizing radiation during cardiac catheterization in childhood
No full textInternational audiencePediatric patients with congenital heart disease (CHD) often undergo low dose ionizing radiation (LDIR) from cardiac catheterization (CC) for the diagnosis and/or treatment of their disease. Although radiation doses from a single CC are usually low, less is known about the long-term radiation associated cancer risks. We aimed to assess the risk of lympho-hematopoietic malignancies in pediatric CHD patients diagnosed or treated with CC. A French cohort of 17,104 children free of cancer who had undergone a first CC from 01/01/2000 to 31/12/2013, before the age of 16 was set up. The follow-up started at the date of the first recorded CC until the exit date, i.e., the date of death, the date of first cancer diagnosis, the date of the 18th birthday, or the 31/12/2015, whichever occurred first. Poisson regression was used to estimate the LDIR associated cancer risk. The median follow-up was 5.9 years, with 110,335 person-years. There were 22,227 CC procedures, yielding an individual active bone marrow (ABM) mean cumulative dose of 3.0 milligray (mGy). Thirty-eight incident lympho-hematopoietic malignancies were observed. When adjusting for attained age, gender and predisposing factors to cancer status, no increased risk was observed for lympho-hematopoietic malignancies RR/mGy = 1.00 (95% CI: 0.88; 1.10). In summary, the risk of lympho-hematopoietic malignancies and lymphoma was not associated to LDIR in pediatric patients with CHD who undergo CC. Further epidemiological studies with greater statistical power are needed to improve the assessment of the dose-risk relationship
Analyse des fractions granulométriques utilisées pour l’évaluation des expositions par inhalationd’aérosols - Pertinence et comparaison des fractions environnementales - PM10 , PM2,5 - et professionnelles - inhalable, thoracique, alvéolaire
No full textCitation suggérée : Anses. (2023). Analyse des fractions granulométriques utilisées pour l’évaluation des expositions par inhalation d’aérosols. Pertinence et comparaison des fractions environnementales - PM10, PM2,5 - et professionnelles - inhalable, thoracique, alvéolaire-. (saisine 2018-SA-0076). Maisons-Alfort : Anses, 177 p.Il existe un grand nombre de termes utilisés couramment dans la littérature scientifique et dans la réglementation pour décrire et étudier la pollution atmosphérique particulaire. Le termegénérique « aérosols » désigne un mélange de particules solides et/ou liquides en suspension dans un milieu gazeux. Les particules sont habituellement classées par taille en fonction deleur diamètre aérodynamique équivalent et réparties statistiquement sous forme de distributions granulométriques. Le diamètre aérodynamique permet de différencier les particules qui sédimentent rapidement de celles qui peuvent pénétrer facilement dans les voies respiratoires.La proportion de matière particulaire qui est inhalée par un être humain dépend des propriétés des particules dont la taille mais également de la vitesse et de la direction de l’air près du corpsainsi que de la fréquence respiratoire et du mode de respiration (par le nez ou par la bouche). Les particules inhalées peuvent alors soit se déposer dans différents compartiments des voiesrespiratoires soit être éliminées. Le site de dépôt et la probabilité d’expiration dépendent entre autres des propriétés des particules, des voies respiratoires et du régime respiratoire. D´unepersonne à l´autre, une variation importante de la probabilité d´inhalation, de dépôt, de réaction au dépôt, et d´élimination des particules est observée.La surveillance des particules dans l’air ambiant ou l’air des lieux de travail, à des fins d’évaluation de l’exposition de la population générale et/ou professionnelle, nécessite des méthodes reproductibles de prélèvement des aérosols et permettant de prélever des fractions d’aérosols pertinentes au regard des effets sanitaires. Des conventions ont donc été établies pour l´échantillonnage sélectif en taille des particules en suspension dans l’air. Il s’agit de spécifications pour les échantillonneurs en terme d’efficacité de prélèvement en fonction dudiamètre aérodynamique des particules. La surveillance des particules dans l’air ambiant prend communément en considération lesfractions d’aérosol appelées PM10 et PM2,5 (norme NF EN 12341).La surveillance des expositions professionnelles aux agents chimiques sous forme d’aérosols prend en considération différentes fractions massiques particulaires : inhalable, thoracique etalvéolaire. Ces fractions sont définies (normes NF EN 481 et NF ISO 7708) en relation avec la probabilité de pénétration des particules dans le tractus respiratoire, cette probabilité étantcroissante avec la diminution de la taille des particules.Les référentiels d’évaluation des expositions aux particules par inhalation diffèrent suivant le cadre réglementaire et s’appuient sur ces conventions d’échantillonnage :• S’agissant de la population générale, l’article R221-1 du Code de l’environnement définit les termes et « normes de qualité de l’air »1 établies par polluant dans le cadre de la surveillance de la qualité de l'air ambiant qui pour les particules s’appliquent aux fractions granulométriques PM10 et PM2,5; • S’agissant de la qualité de l’air auquel sont exposés les travailleurs dans des locaux à pollution spécifique, l’article R4222-10 du Code du travail définit les valeurs limites de « concentrations moyennes en poussières totales et alvéolaires » à respecter.A l’occasion de différents travaux d’expertise conduits par l’Anses, les scientifiques se sont heurtés aux difficultés liées à la coexistence de ces référentiels différents pour caractériser la pollution atmosphérique particulaire et les risques sanitaires qui en résultent, selon que les travaux s’intéressaient à la population générale ou aux travailleurs. Est ainsi soulevée la question de la pertinence tant du point de vue scientifique que du point de vue réglementaire des caractéristiques de ces deux référentiels d’évaluation des expositions
Vaporization at high reduced pressure induced by very rapid power input
No full textInternational audienc
A new multiscale steel-concrete bond model for structural dynamics applications
No full textInternational audienceThe robust characterization of the mechanical behavior for some reinforced concrete structures, such as the auxiliary buildings of nuclear plants, can be a major challenge. Therefore, it is necessary to identify the different energy dissipation sources: viscous dissipation, numerical dissipation due to the temporal integration scheme, and material dissipation that includes the interaction between concrete and steel reinforcement bars. Indeed, the energy dissipation along the steel-concrete interface may account up to 15% of the total material energy dissipation (Aguilera, 2016). In addition, the consideration of this steel-concrete interface in numerical modeling has a notable importance in the realistic estimation of the cracking process and stress redistribution. The various numerical strategies proposed in the literature are not sufficient to provide an accurate cracking prediction at the local level of the interface (cracks spacing and opening) (Phan et al., 2015) Furthermore, applying these methodologies for large scale structures is time consuming and has a high numerical cost (Mang et al., 2015). Therefore, the main objective of this study is to propose an original modeling strategy to take into account the behavior of the steel-concrete bond for structural applications. A multi-scale approach with internal degrees of freedom is proposed. It consists in using a macro-element capable of reproducing the behavior of steel and steel-concrete interface connected by means of interface stresses. This macro-element is inspired by an initial formulation proposed in (Sahyouni et al., 2022) to model a rigid inclusion encased in a soil volume. In the present work, this initial formulation is further developed and adapted to the steel-concrete interface problematic. Cyclic bond laws are considered, which allows a representation of the interface for cyclic and dynamic structure applications. Structural case studies are performed, showing a good reproduction of the experimental behavior of reinforced concrete elements