Déchêts nucléaires et sécurité

[manu225]

Bonjour,

J'écris un roman où 2 physiciens travail sur la transmutation des déchets nucléaires par bombardement de neutrons.
J'ai imaginé qu'ils aient un petit échantillon de Neptunium 237 (quelques grammes peut être) qu'ils tentent de transmuter en d'autres éléments par brisure du noyau.
Et j'ai besoin qu'un des physiciens pose un objet devant la source de neutrons et je me demandais d'un point de vue de la sécurité de mes protagonistes : est-il crédible d'imaginer que le personnage puisse approcher de la source de neutrons sans équipement de sécurité particulier (l'échantillon de neptunium pourrait être dans une sorte de caisson blindé ?) ou est-ce obligé que l'installation soit accessible uniquement avec utilisation d'une combinaison de protection et par un sas de décontamination ?

Merci pour vos éclairages
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[XK150]

Salut ,

Activité massique 237Np : 2.6 10^7 Bq par gramme . 1 g sur la table , à l'air libre passe encore , plusieurs g , non .

Pb de la source de neutrons : il faut irradier longtemps et fort pour transmuter ... Votre source virtuelle ( car elle n'existe pas ) de neutrons devra être protégée , collimatée et blindée pour protéger les personnes extérieures .

Votre manip n'est pas vraiment contaminante ( une combinaison légère ne sert à rien ) ; Elle est fortement IRRADIANTE , il faut se protéger des rayonnements ( fort blindage neutrons nécessaire ) .

Pourquoi 237Np ? Pas réellement fissile : 237Np + neutron ---> 238Np ---> 238Pu : pas de fission dans cette réaction prépondérante sur 237Np .

Remplacer 237Np par 235U serait plus réaliste .

[XK150]

Vouloir transmuter des déchets par fission n'est pas réellement la bonne voie : les produits de fission , produits fortement excités , radioactifs , radiotoxiques sont souvent plus " méchants " que les noyaux pères .
D'ailleurs , que trouve t on dans les déchets ultimes HA-VL ( Haute Activité - Vie Longue ) , les produits de fission résiduels des réacteurs nucléaires ...

[manu225]

Hello XK150,

Merci pour tes réponses
J'avais choisi le Neptunium car il était présenté en exemple dans une conférence qui parlait du sujet de la transmutation par fission. Je n'ai plus le lien vers la conf sous la main, juste cette capture d'écran :

Après je ne suis pas fixé sur ce choix définitivement et ce n'est pas important quel élément est tenté d'être transmuté pour le reste de mon histoire. Je veux juste que ce soit suffisamment crédible et compréhensible pour les lecteurs.
Le 235U que tu proposes est bien un déchet nucléaire produit par les centrales (ce point est important pour mon histoire) ?

Pour la sécurité si j'ai bien compris il faudrait que toute l'installation soit blindée : source de neutrons + l'échantillon radioactif ?
Je remarque que j'ai oublié une précision : mon personnage doit aller mettre l'objet devant la source de neutrons lorsque celle-ci est à l'arrêt et non en cours de fonctionnement (si tenté qu'une source de neutron s'arrête et se lance facilement ?).

[A voir en vidéo sur Futura]

[manu225]

On en avait discuté ensemble sur ce sujet : https://forums.futura-sciences.com/p...oactivite.html

[XK150]

Très bien l'ancienne discussion !
Non , le 235 U n'est pas du tout un bon choix , à la réflexion .

Je peux trouver un produit déchet radioactif des réacteurs , qui , irradié en neutrons , va donner un produit stable non radioactif , le rêve , et ceci existe !
Très bien et obligatoire : le personnage met l'échantillon radioactif installation à l'arrêt : réaliste et quasi obligatoire ,
et Il sort l'échantillon d'un petit container en plomb de protection et le positionne avec une pince à distance .

Irréaliste : la source de neutrons puissante et autonome n'existe pas . Le temps de transmutation serait très long . L'échantillon ne sera jamais totalement transmuté .

[manu225]

Oui si tu as un autre élément plus crédible je suis preneur

Et merci pour les infos supplémentaires de crédibilité. Le personnage manierai la pince et le container en plomb sans besoin de combinaison du coup ?
On peut imaginer ce genre de système ? :

[manu225]

Et j'ai oublié de repréciser ce que j'avais dit dans l'autre discussion : le but c'est justement qu'ils galèrent à la transmutation de l'élément radioactif, pour que je puisse ensuite amener un matériau fictif qui leur permette de réussir (ou du moins améliorer le % de transmutation d'un manière significative)

[XK150]

Le travail en boîte à gants , c'est quand le matériau est contaminant ( et peu irradiant , l'opérateur n'est pas protégé ou très peu des rayonnements sur la photo ) , laissant échapper des poussières ou des aérosols .
On peut supposer un matériau bien solide , non contaminant , ne nécessitant pas de b.à g. . Donc , c'est au choix .

Si je donne une transmutation " facile " , alors ça ne convient pas ?

On peut " galérer " à la transmutation mais amener un autre matériau ne changera rien .
Par contre , on peut modifier les réglages de la source de neutrons et changer l'énergie des neutrons , cela c'est possible .
Ou encore , placer un filtre à neutrons , à voir .

Les sources de neutrons puissantes , réglables n'existent pas aujourd'hui , mais vont être construites d' ici un délai de 5 ans environ pour les études sur la fusion , donc on peut s'en inspirer ...

[manu225]

C'est quoi un b. à g. ?

L'idée c'est que la quantité d'élément réellement transmuté sur l'échantillon doit être faible (les neutrons ratent leur cible la plupart du temps d'après ce que j'ai compris, car les noyaux sont très très petits ?). Donc l'élément lui même peut être facile à transmuté, mais ils ne doivent pas obtenir des résultats très satisfaisant en terme de % de réussite.

[XK150]

b. à g. : boîte à gants .

De toute façon , la quantité transmutée sera et est faible , et il restera , et il reste toujours une partie de l'élément radioactif d'origine . Donc , ils ne sont pas près de réussir à 100 % !

[manu225]

D'ac

Mais du coup si y a pas de boite à gant, de quelle manière mon personnage pourrait manier la pince à distance dont tu parlais ?
Il devrait quand même y avoir une protection entre l'installation et les personnes qui travaillent dessus non ?

[XK150]

Le personnage amène la source radioactive dans un petit container plomb , genre : https://www.lemerpax.com/produits/po...-pb-30-type-a/
10 kg , c'est raisonnable . Il retire le couvercle , se recule et avec une pince à distance , genre celle-ci : https://idealex.fr/pinces-dintervent...distance-emsi/ ,
longueur habituelle possible , jusqu'à 2 m ,il saisit la source et la pose sur le point repéré de l'irradiateur neutrons ( à l'arrêt ) . Le temps de transfert est très court , l'échantillon radioactif est d'une activité " raisonnable " .
La dose intégrée de rayonnements quasi nulle pour ce transfert ...

[Deedee81]

Salut,

A la fac j'ai manipulé un container en uranium appauvri, qui est un très bon moyen de protection (meilleur que le plomb). Le matériau (très) radioactif était dedans. Un dispositif mécanique (câble et manivelle) permettait de le déplacer dans un très long tuyau (en plomb cette fois) jusqu'au site d'usage. Permettant ainsi une manipulation à risque minimisé.
(c'était utilisé pour la radiographie gamma mais on peut imaginer d'autres usages)

Ceci dit pour une source de neutrons je ne sais pas si ce genre de container serait bon (j'ai des doutes car l'uranium 238 plus un neutron donner du plutonium 239). Mais on peut imaginer la même chose avec un container en plomb.

[manu225]

Le personnage amène la source radioactive dans un petit container plomb , genre : https://www.lemerpax.com/produits/po...-pb-30-type-a/
10 kg , c'est raisonnable . Il retire le couvercle , se recule et avec une pince à distance , genre celle-ci : https://idealex.fr/pinces-dintervent...distance-emsi/ ,
longueur habituelle possible , jusqu'à 2 m ,il saisit la source et la pose sur le point repéré de l'irradiateur neutrons ( à l'arrêt ) . Le temps de transfert est très court , l'échantillon radioactif est d'une activité " raisonnable " .
La dose intégrée de rayonnements quasi nulle pour ce transfert ...

Merci pour les liens
Mais une fois l'échantillon sur la source de neutron il est à "l'air libre" donc ma source de neutron doit quand même être dans un lieu sécurisé au final (accessible via un sas de décontamination ?) ?

Salut,

A la fac j'ai manipulé un container en uranium appauvri, qui est un très bon moyen de protection (meilleur que le plomb). Le matériau (très) radioactif était dedans. Un dispositif mécanique (câble et manivelle) permettait de le déplacer dans un très long tuyau (en plomb cette fois) jusqu'au site d'usage. Permettant ainsi une manipulation à risque minimisé.
(c'était utilisé pour la radiographie gamma mais on peut imaginer d'autres usages)

Ceci dit pour une source de neutrons je ne sais pas si ce genre de container serait bon (j'ai des doutes car l'uranium 238 plus un neutron donner du plutonium 239). Mais on peut imaginer la même chose avec un container en plomb.

Hello Deedee,

Merci pour l'anecdote, c'est intéressant

Et une autre question me vient du coup : est-ce que ma source de neutrons devrait avoir une forme spécifique pour être crédible. Car XK150 tu parles d'un point de repère pour poser l'échantillon ?
J'avais plutôt imaginé que l'échantillon serait un peu à distance de la source de neutrons (qui bombarderait dans une seule direction sur l'échantillon comme un faisceau de neutrons). Et de cette manière mon personnage viendrait ajouter l'élément fictif qui permet de diriger "correctement" les neutrons vers les noyaux atomiques pour que le rendement soit bien meilleur. Est-ce envisageable de ce manière ou irréaliste ?

[XK150]

Oui , le générateur de neutrons doit être dans cellule adaptée , on va lui mettre 1 mètre de béton ,
la porte d'accès ne peut s'ouvrir que si le générateur est à l'arrêt et un système de clés va faire qu'il soit impossible d'enfermer l'opérateur et de démarrer le générateur .

[manu225]

Ok merci pour toutes ces infos, ça m'aide beaucoup
Je vais réécrire ce passage en prenant tout ça en compte

[XK150]

Je précise le dispositif de sécurité adapté ( le b-a ba de la radioprotection !....) :

Le générateur est dans la casemate blindée , son tableau de contrôle-commande est à l'extérieur .
La serrure industrielle de la porte de la casemate ne fonctionne qu'à partir de l'extérieur : il n'y a rien à l'intérieur : l'opérateur ne peut pas s'enfermer lui-même .
Une seule clé est disponible pour l'opérateur ( un double est dans un mini coffre-fort chez le responsable sécurité du site ou chez le directeur ) .
On ne peut ouvrir la porte que si le générateur est arrêté : un voyant vert est allumé à l'entrée . Porte fermée à clé : rouge .
C'est la même clé qui commande le fonctionnement du générateur et permet l'ouverture de la serrure ( ouverte , le même voyant vert , fermée rouge ) .
Le générateur ne peut fonctionner que porte fermée ( contact au niveau de la serrure ) , et la clé opère sur 3 interrupteurs placés sur 3 différents circuits au tableau de contrôle-commande extérieur ,
pour éviter tout démarrage intempestif du générateur . La clé est verrouillée sur un des interrupteurs au tableau en position marche .

Voilà , je crois que la procédure est inviolable ... A vous d'imaginer ...

Ajouter le zonage des lieux et la signalisation réglementaire , genre : https://soluprotech.com/catalogue-pr...oactivit%C3%A9
Mettre quelques appareils de radiopro neutrons et gamma à disposition du personnel , voir ici : http://www.berthold.fr/fr/radioprote...diametres.html

C'est mieux qu ' au cinéma et vous êtes presque en accord avec la réglementation !....

[manu225]

Je vais pas aller dans le détail à ce point, mais merci pour les idées