Analyse par filtre liquide de type Y des particules contenant des émetteurs alpha dans l'eau morte de la chambre annulaire du réacteur de l'unité 2 de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi

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Plusieurs particules d'uranium allant du submicronique à plusieurs microns ont été trouvées par microscopie électronique à balayage. Ces particules contiennent du zirconium (Zr) et d'autres éléments qui composent les gaines du combustible et les matériaux de structure. Le rapport isotopique 235U/238U dans la fraction solide (y compris les particules d'U) est cohérent avec le combustible nucléaire trouvé dans le réacteur n°1. 2. Cela montre que l'uranium de la même composition de combustible devient plus fin. Les particules contenant des nucléides identifiées par analyse de trajectoire alpha ont une taille allant de dizaines à plusieurs centaines de microns. L'analyse spectroscopique EDX montre que ces particules contiennent principalement du fer. Pu, Am et Cm sont adsorbés sur les particules de Fe en raison de la petite quantité de nucléide α. Cette étude élucide les différences entre les espèces dominantes d'U et d'autres nucléides alpha dans les dépôts hydroponiques de la chambre annulaire du réacteur FDiNPS 2. La centrale nucléaire de Fukushima Daiichi (FDiNPS) de Tepco a été gravement endommagée par le tremblement de terre du 11 mars 2011 et le tsunami qui a suivi. À cette époque, les tranches 1 à 3 des six réacteurs étaient en service et le combustible nucléaire des tranches 1 à 3 était endommagé. De l'eau de mer et de l'eau douce sont injectées pour éliminer la chaleur résiduelle du combustible nucléaire. L'eau reste dans le sous-sol du bâtiment, où les composants du combustible nucléaire se dissolvent, créant une piscine d'eau hautement radioactive. L'eau morte contient des radionucléides tels que des produits de fission et des actinides de combustible nucléaire. Établir un processus de traitement chimique pour éliminer les radionucléides, établir un système d'ingénierie de circulation et récupérer l'eau de refroidissement pour la réutiliser. Depuis, la quantité d’eau stagnante a progressivement diminué, mais de fines particules contenant des concentrations plus élevées de radionucléides alpha (α) ont été trouvées sous terre dans les bâtiments des réacteurs. Les concentrations d'alphanucléides (102-105 Bq/L) dans l'eau stagnante, y compris les sédiments, sont plus élevées que dans l'eau de refroidissement des bâtiments en aval. Les radionucléides rayonnés, tels que l'uranium (U) et le plutonium (Pu), peuvent provoquer une grave exposition interne lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme. Le nucléide α est le principal nucléide des produits de fission et doit être strictement contrôlé par rapport au césium (Cs)-137 et au strontium (Sr)-90. Des techniques permettant d’éliminer efficacement les nucléides alpha des eaux stagnantes doivent être développées. A cet effet, les eaux stagnantes ont été collectées dans la chambre annulaire située au sous-sol du bâtiment réacteur de l'unité 2, et les sédiments présents dans les eaux stagnantes ont été analysés par analyse radiochimique. Des échantillons contenant des composants de boues mélangées provenant des eaux stagnantes du bâtiment réacteur ont confirmé la présence de radionucléides alpha. Afin de continuer à traiter les eaux stagnantes en profondeur dans les bâtiments réacteurs à l’avenir, une meilleure compréhension des différents types d’émetteurs alpha est nécessaire, en particulier ceux contenant des particules solides dans l’eau stagnante. Dans cette étude, des particules radioactives associées à des particules de Cs (CsMP) ont été détectées en dehors du site FDiNPS, et leur composition physique et chimique ainsi que leur morphologie ont été analysées 3, 4, 5, 6, 7, 8. Abe et al. collecté les CsMP émis par FDiNPS depuis l'atmosphère et les a analysés à l'aide de rayons X synchrones pour détecter l'U dans les CsMP. Ochiai et coll. détecté des centaines de nanomètres de particules d'U dans CsMP par analyse SEM-EDX. Le diagramme de diffraction de UO2 sur la magnétite a été observé au microscope électronique à transmission et les résultats reflètent la composition de UO2. De même, des diagrammes de diffraction de UO2 et de zircone ont été obtenus pour des particules mélangées de Zr et d'U dans CSMP. Cela indique que U existe dans CsMP sous forme de nanocristaux UO2 et U-Zr. Kurihara et coll. 8 a analysé les rapports isotopiques de 235U et 238U dans le CsMP par spectrométrie de masse sub-ionique à l'échelle nanométrique et a découvert qu'il y avait de l'U dans la composition du combustible du réacteur n°8. 2 en CsMP. Les analyses de sol 9, 10, 11, 12, 13, les particules en suspension dans l'air et les CsMP7 ont également signalé le rejet de polyuréthanes dérivés de carburants dans l'environnement. Le Bouddha