Niveaux de références diagnostiques : quelles sont les nouvelles recommandations de l’IRSN ?

Introduction
Les valeurs des niveaux de référence diagnostiques (NRD) nécessitent d’être revues en radiologie conventionnelle et interventionnelle, en scanographie et en médecine nucléaire. En pédiatrie, les efforts de transmission des données à l’IRSN doivent être poursuivis. La définition de nouveaux NRD, en concertation avec les professionnels, pour certains examens apparus plus récemment, est identifiée comme nécessaire, et pour d’autres – devenus peu fréquents – ils pourraient être supprimés.
Lors d’une tomographie par émission de positons couplée à un tomodensitomètre à rayons X (TEP-TDM) au centre hospitalier d'Orléans, Gilles Le Rouzic, physicien et conseiller en radioprotection, s'appuie sur les niveaux de référence diagnostiques (NRD). - © Sophie Brändström/Signatures/Médiathèque IRSN

Les valeurs des niveaux de référence diagnostiques (NRD) nécessitent d’être revues en radiologie conventionnelle et interventionnelle, en scanographie et en médecine nucléaire. En pédiatrie, les efforts de transmission des données à l’IRSN doivent être poursuivis. La définition de nouveaux NRD, en concertation avec les professionnels, pour certains examens apparus plus récemment, est identifiée comme nécessaire, et pour d’autres – devenus peu fréquents – ils pourraient être supprimés.
Ces recommandations sont issues du septième bilan (1) publié par l’Institut portant sur la période 2019-2021. Les niveaux de référence sont un outil d’optimisation des doses délivrées aux patients destiné aux professionnels de l’imagerie. Ils sont définis réglementairement pour les actes courants. En cas de valeurs supérieures injustifiées, des actions d’amélioration doivent être mises en œuvre. Les données dosimétriques issues de ces évaluations sont transmises à l’IRSN. Ce bilan montre notamment que, chez l’adulte, les valeurs des indicateurs dosimétriques sont inférieures aux NRD dans tous les domaines. En pédiatrie, le nombre de données reçues reste trop faible pour effectuer une analyse statistique robuste au niveau national.

Julien Frandon, radiologue et Hélène Mohammad, interne, utilisent les niveaux de référence diagnostiques (NRD) durant une embolisation de l'artère prostatique dans une salle de radiologie interventionnelle du service imagerie médicale du CHU de Nîmes. - © Laurent Zylberman/Graphix-Images/Médiathèque IRSN

Évaluer les pratiques
Pour élaborer ce bilan, cinq scientifiques – physiciens médicaux et ingénieurs en radioprotection – et une année d’analyse et de rédaction sont nécessaires. Pour formuler les recommandations, ils exploitent les données dosimétriques transmises par les professionnels de santé. Les scientifiques vérifient leur cohérence puis les indicateurs sont analysés et comparés aux NRD en vigueur et aux résultats de la période précédente.
Les actes de radiologie conventionnelle et interventionnelle, la scanographie et la médecine nucléaire conduisent à une exposition des patients variable selon la procédure, la technologie de l’installation et la morphologie du patient. En application du principe d’optimisation, cette exposition doit être maintenue aussi basse que raisonnablement possible sans remettre en cause la qualité diagnostique de l’examen.

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nrd@irsn.fr ou via le formulaire https://nrd.irsn.fr/Contact 

 

 

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Labos 1.5 : dix équipes engagées pour réduire leur empreinte carbone

Introduction
Missions de terrain, conférences, dispositifs expérimentaux, simulations numériques… les impacts des activités de recherche et d’expertise sur le climat sont mal caractérisés. Dix équipes de l’IRSN – en épidémiologie, dosimétrie et accidents graves – s’engagent dans la démarche Labos 1.5. Elle vise à établir le bilan des émissions de gaz à effet de serre (GES) à l’échelle d’une unité, à identifier et à mettre en œuvre des actions pour les réduire.
Les équipes de l'Institut qui travaillent sur le simulateur Sofia, implanté à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), sont engagés dans la démarche Labos 1.5 afin de réduire leur empreinte carbone. - © Laurent Zylberman/Graphix-Images/Médiathèque IRSN

Missions de terrain, conférences, dispositifs expérimentaux, simulations numériques… les impacts des activités de recherche et d’expertise sur le climat sont mal caractérisés. Dix équipes de l’IRSN – en épidémiologie, dosimétrie et accidents graves – s’engagent dans la démarche Labos 1.5. Elle vise à établir le bilan des émissions de gaz à effet de serre (GES) à l’échelle d’une unité, à identifier et à mettre en œuvre des actions pour les réduire.
Lancées par des chercheurs et des experts, ces actions sont soutenues par l’IRSN et s’inscrivent dans l’engagement RSE (responsabilité sociétale des entreprises) de l’Institut.
Labos 1.5 est un collectif national créé en 2019 par des membres du monde académique.
Il accompagne 778 laboratoires dans la réalisation de leur bilan carbone et fédère par son réseau Laboratoires en transition plusieurs centaines de scientifiques. Leur objectif ? Faire baisser, d’ici à 2030, de 20 % à 55 % leur empreinte carbone par rapport à 2019. La démarche contribue à une réflexion globale sur l’empreinte carbone de la recherche en France. Elle est notamment portée par le ministère de la Recherche, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), l’Institut national de la recherche agronomique (Inrae) et à laquelle l’IRSN souhaite s’associer.

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Recherche : vingt-six doctorants démarrent leur thèse

Introduction
Vingt-six. C’est le nombre de nouveaux doctorants qui s’attellent à leur thèse à l’automne 2023 dans un laboratoire de l’Institut. Ils sont de tous horizons et de nationalités diverses. Les sujets de recherche sont variés : étude de la dégradation des ciments romains, recours à l’intelligence artificielle pour détecter des contaminations, étude du microbiote intestinal après une irradiation…
Chaque année, lors des Journées des thèses (ici en mars 2022 à La Colle-sur-Loup, dans les Alpes-Maritimes), l’IRSN organise un concours d’éloquence « 3 minutes pour une thèse » pour les doctorants. - © Médiathèque IRSN

Vingt-six. C’est le nombre de nouveaux doctorants qui s’attellent à leur thèse à l’automne 2023 dans un laboratoire de l’Institut. Ils sont de tous horizons et de nationalités diverses. Les sujets de recherche sont variés : étude de la dégradation des ciments romains, recours à l’intelligence artificielle pour détecter des contaminations, étude du microbiote intestinal après une irradiation…
Les doctorants sont basés à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), à Octeville (Manche) ou encore à Cadarache (Bouches-du-Rhône).
Leurs travaux de thèse sont une composante fondamentale de l’activité scientifique de l’IRSN. Ils apportent une contribution importante à la production de connaissance et explorent de nouveaux champs. Ils constituent un des maillons essentiels reliant l’Institut et le monde académique. Les diplômes de docteur qu’ils recevront sont délivrés par les universités avec qui l’IRSN noue souvent des partenariats. Les écoles doctorales qui les hébergent sont un point de connexion naturel pour les équipes de recherche.

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Démantèlement de Fessenheim : quelles sont les conclusions des experts sur le dossier de l’industriel ?

Introduction
Quel est l’avis de l’IRSN sur le démantèlement de la centrale de Fessenheim (Haut-Rhin) ? Il considère que les techniques prévues sont éprouvées et confortent sa faisabilité, notamment grâce au retour d’expérience tiré de celui, en cours, de la centrale de Chooz A, dans les Ardennes.
Demantelement de la cuve du reacteur de CHOOZ A. Chantier de reconstruction. Dépose du couvercle de la cuve du réacteur. 8 mars 2017
Le démantèlement du réacteur de la centrale de Chooz A dans les Ardennes -ici la dépose du couvercle de la cuve en 2017)- permet de valider les solutions techniques qui serviront au démantèlement de Fessenheim (Haut-Rhin). - © Alexandre Simonet/Médiathèque EDF

Quel est l’avis de l’IRSN sur le démantèlement de la centrale de Fessenheim (Haut-Rhin) ? Il considère que les techniques prévues sont éprouvées et confortent sa faisabilité, notamment grâce au retour d’expérience tiré de celui, en cours, de la centrale de Chooz A, dans les Ardennes. 
L’Institut considère que l’impact environnemental et sanitaire des opérations prévues est faible. Il estime toutefois que, pour démontrer la sûreté et la radioprotection pour une opération à fort enjeu – démontage de la cuve du réacteur et de ses équipements internes –, EDF devrait apporter des précisions et réaliser des analyses spécifiques. Par exemple, concernant le détail de la conception et des analyses de sûreté des futurs ateliers et équipements de démantèlement nécessaires : sas de confinement, dispositifs de traitement et de conditionnement de déchets…  
Environ dix spécialistes interviennent pour expertiser le dossier de l’industriel transmis en décembre 2021. De multiples compétences sont nécessaires : gestion des déchets, confinement, impact sanitaire et environnemental…  
Les conclusions sont présentées au groupe permanent d’experts « Démantèlement » en juin 2023 en vue de la publication du décret de démantèlement.  

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Piscines des réacteurs : quels sont les phénomènes en jeu lors d’une perte d’alimentation électrique ?

Introduction
Si les piscines des réacteurs où sont entreposés les combustibles usagés ne sont plus alimentées en électricité, la perte de refroidissement peut conduire à leur découvrement – appelé « dénoyage ».
Sur le site de Cadarache (Bouches-du-Rhône), Guillaume Brillant, chercheur en thermohydraulique, évalue l'efficacité d'un système d'aspersion pour refroidir un assemblage combustible partiellement ou totalement dénoyé. - © Philippe Dureuil/Médiathèque IRSN

Si les piscines des réacteurs où sont entreposés les combustibles usagés ne sont plus alimentées en électricité, la perte de refroidissement peut conduire à leur découvrement – appelé « dénoyage ». Le risque est d’exposer à l’air libre des matières hautement radioactives. Comprendre les phénomènes physiques en jeu lors d’un accident de perte de refroidissement est essentiel pour la sûreté. C’est l’objectif du programme de recherche Dénopi1. Deux installations expérimentales2 implantées à Cadarache (Bouches-du-Rhône) sont utilisées pour ces recherches. Les essais confirment la phénoménologie de l’accident. Les expérimentations permettent – à l’échelle de l’assemblage – une première évaluation de l’efficacité d’un moyen d’aspersion pour limiter les conséquences de l’accident. À l’échelle de la gaine de combustible, les scientifiques développent un modèle cinétique pour décrire sa dégradation par oxydation. Il est intégré dans un logiciel3 pour en décrire le processus de dégradation par oxydation.
Ces connaissances sont utilisées par l’Institut pour évaluer les dispositions d’EDF visant à limiter les conséquences de la perte des alimentations électriques des piscines d’entreposage. L’IRSN propose de poursuivre ce programme de recherche en vue d’approfondir la phénoménologie de l’accident.

  1. Dénopi : Dénoyage accidentel des piscines d’entreposage des combustibles
  2. Installations Midi (maquette instrumentée pour l’étude du dénoyage des piscines de combustible) et Aspic (Assemblage pour l’étude du dénoyage de piscine combustible)
  3. Logiciel Astec (Accident Source Term Evaluation Code) permet de simuler un accident de fusion du cœur d’un réacteur refroidi à l’eau
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Étude en Manche : les émissions de tritium depuis la mer vers l’atmosphère mieux évaluées

Introduction
Étude en Manche : les émissions de tritium depuis la mer vers l’atmosphère mieux évaluées
Étude en Manche : les émissions de tritium depuis la mer  vers l’atmosphère mieux évaluées
Prélèvement de tritium dans l’air à Santec (Finistère) et à Goury (Manche) - © OlivierConnan/Médiathèque IRSN 

Environ 1% du tritium rejeté en mer par l’usine de La Hague1 se retrouve dans l’atmosphère à l’échelle de la Manche, montrent les recherches du Laboratoire de radioécologie de Cherbourg-Octeville (LRC, Manche)2.
Des élévations d’activités de tritium dans l’air sont montrées lors d’expérimentations, entre 2017 et 2021. Dans la région de La Hague, du golfe normand-breton et de la baie de Seine, les valeurs moyennes annuelles dues à ce transfert sont de 130 TBq3. Certaines conditions de vent et de marée transportent ce radionucléide vers les écosystèmes terrestres.

Mieux évaluer les flux entre l’eau et l’air améliore les études d’impact sur la population, en prenant en compte les émissions des rejets chroniques ou accidentels en rivière, fleuve, mer, transportés à terre. L’approche du LRC – couplant modèle hydrodynamique, d’évaporation et de transport atmosphérique – est applicable à d’autres radionucléides.

1. L’exploitant contrôle les rejets soumis à autorisation.
2.Connan O et al. (2023), J. Environ Radioact. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.107068.
3.Cela équivaut à 260 à 1300 panneaux luminescents de sécurité « Sortie » au tritium

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Accident nucléaire : la simulation étendue à d’autres installations nucléaires

Introduction
Pour étudier la sûreté d’un réacteur à eau sous pression et préparer la gestion d’un accident de fusion du cœur, les experts utilisent un logiciel dénommé Astec1.
ASTEC
Le logiciel Astec calcule des rejets radioactifs dans l’environnement. Puis Symbiose évalue des conséquences - © Romain Baltz/Médiathèque IRSN

Pour étudier la sûreté d’un réacteur à eau sous pression et préparer la gestion d’un accident de fusion du cœur, les experts utilisent un logiciel dénommé Astec1. Sa nouvelle version applicable à d’autres installations est désormais disponible. Elle est opérationnelle pour des ateliers de stockage des produits de fission à La Hague (Manche) et pour les piscines d’entreposage du combustible. Pour réaliser cette évolution, les scientifiques associent plusieurs logiciels. Astec – qui simule les phénomènes depuis l’événement initiateur de l’accident jusqu’aux rejets radioactifs dans l’atmosphère – est couplé avec Sylvia2 pour tenir compte des réseaux de ventilation complexes des ateliers de stockage. Il peut être associé à Symbiose, qui simule la dispersion des radionucléides dans les écosystèmes et calcule l’impact dosimétrique sur l’homme. Astec est maintenu et développé par l’IRSN. Une dizaine d’experts basés à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, travaille à son évolution. Des études sont en cours pour l’adapter aux petits réacteurs modulaires, en développement. 

1. Accident Source Term Evaluation Code
2. Logiciel utilisé dans le domaine de l’incendie pour évaluer la sûreté des installations nucléaires 

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Intercomparaison européenne : anthroporadiamétrie

Introduction
Apprécier la qualité et la fiabilité des mesures de différents laboratoires, c’est l’objectif des intercomparaisons. 43 laboratoires d’anthroporadiamètrie1 de 21 pays européens – dont l’Allemagne
et l’Angleterre – participent à une intercomparaison, entre octobre 2019 et juin 2022

L' examen anthroporadiamétrique peut être complété par des mesures radiotoxicologiques urinaires

Apprécier la qualité et la fiabilité des mesures de différents laboratoires, c’est l’objectif des intercomparaisons. 43 laboratoires d’anthroporadiamètrie1 de 21 pays européens – dont l’Allemagne et l’Angleterre – participent à une intercomparaison, entre octobre 2019 et juin 2022. Cet exercice teste leur capacité à mesurer des radionucléides émetteurs gamma incorporés dans le corps entier.

Au cours des six exercices, les laboratoires identifient et quantifient des radionucléides chargés dans un fantôme anthropomorphe. Ce dernier simule des scénarios d’exposition interne et de mesures, dans le contexte par exemple d’une crise nucléaire nécessitant la prise en charge de personnes exposées : travailleurs, population.

En général, les résultats des participants sont conformes aux recommandations indiquées par les normes internationales2 .

Ces intercomparaisons aident à recenser les informations techniques des laboratoires. De quoi faciliter les échanges en cas d’accident d’ampleur nécessitant une réponse commune.

1. L’anthroporadiamètrie consiste à mesurer l'activité des rayonnements X et gamma émis à l'extérieur de l'organisme par des radionucléides.
2. ISO 28218 et ISO 13528.

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Côtes méditerranéennes : connaître les zones impactées en cas de rejets accidentels dans le Rhône

Introduction
Comment se disperse le césium 137 en mer Méditerranée lorsqu’il est rejeté par une centrale nucléaire située le long du Rhône ?

Comment se disperse le césium 137 en mer Méditerranée lorsqu’il est rejeté par une centrale nucléaire située le long du Rhône ? Les scientifiques du Laboratoire de recherche sur les transferts des radionucléides au sein des systèmes aquatiques (LRTA), situé à Cadarache (Bouches-du-Rhône), viennent de finaliser la modélisation du transfert de cet isotope radioactif dans l’environnement, avec la thèse d’Adrien Delaval, doctorant spécialisé en environnement.
Comprendre le trajet et le devenir de ce radionucléide en cas de rejets accidentels permettra de mieux connaître les zones les plus impactées le long des côtes. Les pouvoirs publics pourront aussi anticiper des actions de protection de l’homme et de l’environnement, comme une limitation des zones de pêche. Verrous scientifiques Les travaux scientifiques couplent deux modèles indépendants de l’IRSN – Casteaur1 pour la partie fluviale et Sterne2 pour le marin – en créant le chaînon manquant entre les deux. Deux verrous scientifiques sont levés.
La première amélioration caractérise des conditions de vent et de débit que l’on retrouve le plus régulièrement à l’embouchure du Rhône. La seconde quantifie le césium 137 pouvant se désorber3 des particules du fleuve au contact de l’eau de mer. La thèse s’appuie sur trente-deux travaux scientifiques antérieurs, dont certains de l’IRSN.

1. Calcul simplifié des transferts dans les cours d’eau récepteurs www.irsn.fr/code-casteaur
2. Simulation du transport et du transfert d’éléments radioactifs en environnement marin www.irsn.fr/outil-expertise-contamination-marin
3. Phénomène inverse de l’adsorption : les ions et les molécules se détachent du support

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Crayons de combustible : un nouvel essai dans le réacteur Cabri

Introduction
Quel est le comportement des crayons de combustible nucléaire lors d’un accident d’injection de réactivité (RIA), cet emballement soudain et local du flux de neutrons dans les réacteurs à eau sous pression (REP) ?
Pour l’étudier, un nouvel essai est mené à Cadarache (Bouches-du-Rhône), dans le réacteur de recherche Cabri, le 14 novembre 2022. C’est le deuxième dans la configuration « boucle à eau pressurisée » représentative des conditions thermohydrauliques d’un REP.
Bâtiment renfermant le réacteur de recherche Cabri à Cadarache (Bouches-du-Rhône) - © Romain Baltz/Médiathèque IRSN

Quel est le comportement des crayons de combustible nucléaire lors d’un accident d’injection de réactivité (RIA), cet emballement soudain et local du flux de neutrons dans les réacteurs à eau sous pression (REP) ?
Pour l’étudier, un nouvel essai est mené à Cadarache (Bouches-du-Rhône), dans le réacteur de recherche Cabri, le 14 novembre 2022. C’est le deuxième dans la configuration « boucle à eau pressurisée » représentative des conditions thermohydrauliques d’un REP.
Un RIA induit une augmentation brutale de la puissance nucléaire due à la fission et provoque une augmentation rapide de la température du combustible. Cinq scientifiques dépouillent et interprètent des résultats.
Les enseignements seront pris en compte dans la réalisation des essais futurs. Ils contribueront aussi au développement et à la validation d’outils de simulation de l’IRSN, tels que le logiciel Scanair. L’essai, piloté par l’IRSN, relève du programme international Cabri, sous l’égide de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE).
Cofinancé par l’IRSN, il associe des partenaires nationaux – EDF et le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies renouvelables – et étrangers de douze pays, représentant des autorités de sûreté, des exploitants et des laboratoires de recherche. Le prochain essai est prévu en 2023.

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