Étude expérimentale de la photoréactivité d’iodo-carbones et de particules iodées

Lors d’un accident survenant sur un réacteur nucléaire, des espèces radioactives, dont des espèces iodées fortement radio-toxiques, peuvent être relâchées depuis l’installation accidentée jusque dans l’atmosphère. Sous l’effet du rayonnement solaire, ces espèces sont décomposées et reformées en fonction des cycles jour-nuit, notamment via des processus d’oxydation. Des modèles permettent de reproduire plus ou moins fidèlement leur comportement. Toutefois, la décomposition des espèces spécifiques organo-oxygénéiodées n’est pas toujours bien reproduite et nécessite des études cinétiques adaptées pour mieux prédire cette disparition et la potentielle formation de produits secondaires, Ces données consolidées seront in fine introduites dans les modèles cinétiques développés. Enfin, l’interaction de ces espèces gazeuses avec les aérosols environnementaux n’est pas parfaitement connue et pourrait mener à des changements significatifs de comportement de l’iode gazeux, ce qui modifierait de fait les conséquences radiologiques du rejet radioactif.

Dans un premier temps, des études cinétiques en phase homogène seront réalisées dans un réacteur en pyrex simulant les conditions atmosphériques. La détermination des constantes cinétiques de réaction des composées organo-oxygéné-iodés (de différentes familles) avec les radicaux O° et OH° sera réalisée sous vide par résonance fluorescence. La génération des radicaux O° / OH° se fera par photolyse flash à partir de l’espèce O(³P) / H₂O [Zhang S., Thèse, 2012] afin de simuler les conditions oxydantes. Les produits de réaction seront analysés par spectrométrie de masse couplée à une chromatographie en phase gazeuse.

Pendant la deuxième partie de la thèse, nous nous intéresserons au relâchement de l’iode adsorbé à la surface de particules sous l’influence du rayonnement UV. Un protocole mis au point et validé pour l’étude de la photolyse hétérogène des espèces organiques semivolatils (Socorro et al., 2015 Atmos Environ, 100, 66-73) sera repris et adapté aux besoins spécifiques de l’étude. L’iode (I₂ et les organo iodés) sera adsorbé sur ces particules par équilibre liquide / solide. Après filtration et évaporation du solvant, les particules iodées seront introduites dans un ballon rotatif et mis sous une lampe UV (Lampe Xénon pour simuler le rayonnement du soleil). A intervalles de temps réguliers, la décroissance de la concentration de l’iode particulaire sera suivie. Les produits de photolyse seront caractérisés via un couplage du réacteur avec un équipement de type PTR-ToF-MS pour l’analyse en ligne de la fraction gazeuse.

Toutes les données obtenues au cours de cette thèse serviront à compléter le modèle de prédiction (ASTEC / SOPHAEROS) de l’évolution des espèces iodées dans l’atmosphère, suite à un accident sur une installation nucléaire.