cyclotron arronax - présentation · •dimensionnement de l’épaisseur des murs ... 3,00 mètres...

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)


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


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


Cyclotron ARRONAX

Situation

géographique

ARRONAX - Environnement


Cyclotron ARRONAX

ARRONAX – Présentation de l’installation et des activités


Le bâtiment

4200 m²

Plateau

industriel

Cyclotron et laboratoires

Zone réglementée

Zone tertiaire, bureaux,

salle de conférence

Cyclotron ARRONAX 27ièmes journées des LARDs – 21 octobre 2010

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


Cyclotron ARRONAX

ARRONAX – Spécificité 1 – les neutrons/gammas


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

echn

ique

s

Mur

cas

emat

es 3

70 c

m

Inté

rieur

cas

emat

e

0,5 µSv/h

Cyclotron ARRONAX



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



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


Cyclotron ARRONAX

ARRONAX – Spécificité 2 – l’activation des pièces


Cyclotron ARRONAX

ARRONAX – Spécificité 2 – l’activation de l’eau


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


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



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)



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



Cyclotron ARRONAX

Le cyclotron ARRONAX

Merci de votre attention.

10ième rencontre réseau PCR – 3 avril 2008 Nicolas Varmenot

cyclotron arronax - présentation · •dimensionnement de l’épaisseur des murs ... 3,00 mètres...

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