Cyclotron ARRONAX - Présentation · •dimensionnement de l’épaisseur des murs ... 3,00 mètres...
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Cyclotron ARRONAX
Cyclotron ARRONAX
Radioprotection d’un cyclotron de
haute énergie – haute intensité
21 octobre 2010
Nicolas VARMENOT, PhD
Physicien médical, CLCC R.Gauducheau
Responsable service de prévention des risques – PCR – Cyclotron Arronax
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Rappel fondamental
La radioprotection est basée sur trois idées maîtresses:
1. La justification: l’utilisation de rayonnements ionisants doit apporter un bénéfice par rapport au
risque radiologique;
2. L’optimisation: maintenir les expositions ou les probabilités d’exposition aussi basse que
raisonnablement possible – principe ALARA (as low as reasonably achievable);
3. La limitation des doses individuelles, respectant les valeurs limites réglementaires, basées sur deux
principes:
• Exclure les effets déterministes, en maintenant les doses inférieures aux seuils connus;
• Réduire les effets stochastiques pour lesquels il n’existe pas de seuil. A cette fin, les
connaissances relatives aux fortes expositions ont été extrapolées pour les faibles expositions.
L’objectif premier de la protection radiologique est d’assurer un niveau de protection adéquat
pour l’homme, sans pénaliser indûment des pratiques bénéfiques qui entraînent une exposition
aux rayonnements.
Publication 60 de la CIPR, 1990 (Commission Internationale de protection radiologique)
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Cadre réglementaire et administratif
Pas une INB, plus une ICPE mais établissement ayant une activité nucléaire non
médicale soumis au code de la santé publique (CSP)
Autorisation F005042 de l’ASN valable jusqu’au 11 juillet 2015
Permet de:
- détenir et utiliser des radionucléides en sources scellées et non scellées
- détenir et utiliser un accélérateur de particules
- distribuer des radionucléides en sources non scellées à des fins non médicales
- importer et exporter des radionucléides en sources non scellées à des fins non
médicales
L’autorisation est accordé aux fins de:
- recherche en radiochimie, radiobiologie, physique nucléaire
- formation: travaux pratiques, stage de recherche
- production de radionucléides à des fins non médicales
Dans l’ensemble des bâtiments du site
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
GIP: groupement d’intérêt public regroupant 8 tutelles
État, la Région, CNRS, INSERM, CHU, CLCC R.Gauducheau, Université Nantes, EMN
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – La radioprotection selon la réglementation
Structure du règlement général de radioprotection
1-Gestion documentaire
veille réglementaire, gestion de l’autorisation, système qualité
2-Analyse des risques
activités de production, recherche et enseignement, études de poste
3-Gestion des personnes
formation, suivi dosimétrique et médical, fiche d’exposition
4-Gestion des sources
inventaire, traçabilité
5-Gestion des déchets
tri à la source, élimination par décroissance et ANDRA
6-Contrôles réglementaires
de l’installation (APAVE), des appareils de mesure
7-Expédition-Transport
conseiller à la sécurité
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Cyclotron ARRONAX
Situation
géographique
ARRONAX - Environnement
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Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Présentation de l’installation et des activités
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
Le bâtiment
4200 m²
Plateau
industriel
Cyclotron et laboratoires
Zone réglementée
Zone tertiaire, bureaux,
salle de conférence
Cyclotron ARRONAX
Zone réglementée
• locaux déchets radioactifs (3)
• local technique du cyclotron
• casemate cyclotron
• casemates de réactions (6)
• laboratoires radiochimie – biologie…
• Enceintes de traitement des cibles
GMP et non GMP
• locaux techniques
• Sas livraison/expédition
• Vestiaires entrée/sortie de zone
• salle de commande du cyclotron
• salle d’alimentation électrique du
cyclotron
ARRONAX – Détails
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Spécificité 1 – les neutrons/gammas
27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010
Débit de dose – cyclotron en fonctionnement (simulation)• Casemate cyclotron
~100 Sv/h neutrons/photons, cas défavorable (protons de 70 MeV, 350 µA)
• Casemate réaction
~ >104 Sv/h neutrons/photons, cas défavorable (protons de 70 MeV, 350
µA)
Débit de dose efficace >100 mSv en 1 heure donc zone interdite rouge
Protection• dimensionnement de l’épaisseur des murs
3,70 mètres de béton ordinaire vers l’extérieur
<25 µSv/h dans les pièces adjacentes
0,5 µSv/h au delà
3,00 mètres de béton ordinaire entre casemates
<7,5 µSv/h dans la casemate adjacente
• interdiction d’entrée
• procédure de mise en tir 1E-03
1E-02
1E-01
1E+00
1E+01
1E+02
1E+03
1E+04
1E+05
1E+06
1E+07
1E+08
1E+09
1E+10
1E+11
02004006008001000120014001600
Distance à la cible [cm]
Déb
it d
'éq
uiv
alen
t d
e d
ose
[µ
Sv/
h]
Neutrons
Gammas
Total
0,5 µSv/h
Mur
ext
érie
ur 4
0 cm
Cou
loir
180
cm
Loca
ux t
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ique
s
Mur
cas
emat
es 3
70 c
m
Inté
rieur
cas
emat
e
0,5 µSv/h
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Spécificité 1 – les neutrons/gammas
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Besoin d’un complément de protection sous les portes bouchons
mis en place sous toutes les portes
Débit de dose (neutrons/gammas) passe de ~200 µSv/h à 3 µSv/h
En accord avec un zonage de zone surveillée
Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Spécificité 1 – les neutrons/gammas
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Comblement des lignes de faisceaux par du PEHD
- Mesures réalisées valident la protection et la
possibilité de travailler dans une casemate
adjacente à une casemate de réaction en tir
- Idem pour les caniveaux entre les casemates
(passage des transferts navettes) – comblement
supplémentaire en PEHD en cours
Bouchage du côté de la
casemate de réaction
remplissage de la ligne par le
côté casemate CC par bille de
PEHD
Pose des tôles acier de finition
1 2 3
Cyclotron ARRONAX
Activation de l’air par les rayonnements - casemates
Protection• renouvellement de l’air avec un taux de 10 volumes par heure
• procédure d’entrée dans les casemates = attente de 30 minutes
• sonde de mesure dans les conduits de ventilation – sonde LB6365
• surveillance par prélèvement d’air et analyse de frottis
1.00E-06
1.00E-05
1.00E-04
1.00E-03
1.00E-02
1.00E-01
1.00E+00
1.00E+01
1.00E+02
1.00E+03
0 20 40 60 80 100
Temps d'irradiation (heures)
Ac
tiv
ite
sp
ec
ifiq
ue
(B
q/c
c) H3
C14
N13
O15
S35
Ar37
Ar41
N16
Ar39
D’après une étude réalisée par le DAPNIA
Proton de 70 MeV, 350 µA
Sans et avec renouvellement de l’air (10 vol/h)
1 10 600 620 640 660 680 700 720
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
1010
Activité
de
l'a
ir d
an
s la
ca
se
ma
te P
2 (
Bq)
Temps en minutes
Ar37
Ar39
Ar41
C14
H3
N13
N16
O15
S35
Zone
surveillée
ARRONAX – Spécificité 2 – l’activation
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Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Spécificité 2 – l’activation des pièces
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Cyclotron ARRONAX
ARRONAX – Spécificité 2 – l’activation de l’eau
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Circuits de refroidissement présence de tritium
Cyclotron ARRONAX
Localisation
•les déchets liquides et solides
• les effluents liquides
• les effluents gazeux
Modalité de classement
• étude de poste tenant compte
des débits de dose ambiant
résultats analyse de frottis
Résultats prélèvements aérosol
• de surveillé à spécialement réglementé
orange
Gestion
• affichage mentionnant « zone à
déchets contaminés »
• tout déchet ou effluent produit dans ces
zones sont traités a priori comme déchet
ou effluent contaminé
ARRONAX – Spécificité 3 – les déchets
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Cyclotron ARRONAX
Anticipation
• plan de manipulation prévoyant le type de
déchet et une estimation de sa quantité
(activité)
pour la recherche et la production
• plan de maintenance prévoyant le type, la
quantité mais aussi la fréquence
• utilisation d’outils de simulation – « bureau
d’étude » en radioprotection
ORIHET, codes MONTE CARLO
• préparation des conteneurs déchets avec
étiquetage code barre
• test de comportement aux rayonnements
pour différents éléments de référence dans
la casemate cyclotron (huile, différentes
pièces)
Tri à la source
• selon les filières d’élimination
par décroissance (période <100 jours)
par l’ANDRA
• feuille de suivi de manipulation pour
assurer ce tri en cours de manipulation
(possibilité d’ajout de conteneurs)
• en lien avec l’étiquetage
Barrières de défense
• filtre HTE et charbon en sortie de gaine de
ventilation et sortie de chaque enceinte
blindée, hotte et boite à gants
• taux de renouvellement d’air 10/heure
minimum pour l’évacuation de l’air activé
• sonde gamma dans la fosse bypass pour
les effluents liquides
ARRONAX – Spécificité 3 – les déchets
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Cyclotron ARRONAX
Stockage déchets liquides et solides
Rejet effluents liquides
Rejet effluents gazeux
Surveillance
• vérification de non contamination dans
les locaux
• surveillance par système MEVIS
• prélèvement au
niveau de l’émissaire
de sortie
• vérification
périodique des cuves
• prélèvement dans
l’environnement
proche du site
(laboratoire SMART)
ARRONAX – Spécificité 3 – les déchets
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Cyclotron ARRONAX
Critères
• rejets liquides < 10Bq/l et une période < 100 jours
• rejets gazeux période < 100 jours
• pour la filière ANDRA identification qualitative et quantitative
Moyens
• chaîne de spectrométrie gamma (ORTEC)
germanium hyper pur, résolution 2keV, sensibilité <1Bq
• compteur proportionnel à gaz pour alpha / bêta total (ITECH)
sensibilité <0,1Bq/l, < au Bq
• scintillation liquide (bêta) (PERKIN ELMER)
sensibilité bêta <0,1Bq soit 1 à 3 Bq/l
• chaîne de spectrométrie alpha
ARRONAX – Spécificité 3 – les déchets
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