Étude des mécanismes de transfert des radionucléides en aval de la fosse T22 du Site expérimental de Tchernobyl

Céline Roux a soutenu sa thèse le 18 octobre 2013 à Aix-en-Provence.

De façon à réduire l’exposition aux radiations et éviter une resuspension atmosphérique des radionucléides relâchés lors de l’accident de Tchernobyl (avril 1986), la matière contaminée a été enfouie dans environ 800 tranchées creusées dans la zone d’exclusion. Depuis 1999, le Site Pilote de Tchernobyl (CPS) est voué à l’étude de la migration des radionucléides à partir de l’une de ces tranchées, la tranchée T22 dans l’Environnement (biosphère, zone non-saturée et zone saturée). L’objectif de cette étude est d’étudier les processus de migration des éléments dans la nappe phréatique sous-jacente.

D’abord, l’extension maximale du panache de contamination est étudiée à l’aide du traceur conservatif ³⁶Cl. Les rapports ³⁶Cl/Cl sont 1 à 4 ordres de grandeur supérieurs au rapport naturel théorique, signifiant une importante contamination de la nappe par le ³⁶Cl, attribuée aux processus de migration depuis la tranchée. Ensuite, l’aspect réactif des migrations est considéré. Un modèle conceptuel des principaux processus géochimiques est proposé à partir de l’étude des concentrations en éléments majeurs ([Cl^-], [HCO₃^-], [SO₄^2-], [NO₃^-], [Na⁺], [Ca²⁺], [K⁺] [Mg²+], [Si]), en [Fe²⁺], en [Mn²⁺] et des rapports δ¹⁸O et δ²H. La recharge de la nappe est d’origine météorique. Certains éléments sont très influencés par la présence de la tranchée. Cependant, des processus géochimiques naturels ont aussi une influence sur géochimie des eaux : des processus d’altération/dissolution de minéraux, d’échanges cationiques ou de drainage peuvent expliquer les variations de concentrations. Puis, la migration d’Uranium et du Strontium est étudiée à l’aide de la mesure des rapports isotopiques ²³⁸U/²³⁵U, ⁸⁶Sr/⁸⁸Sr et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. En effet, la dissolution des particules de combustible enfouies dans la tranchée et le lessivage des radionucléides qui leur sont associés sont supposés avoir un impact significatif sur les rapports isotopiques dans la nappe. Cependant, malgré une augmentation des concentrations en [²³⁸U] en aval de la tranchée, les rapports ²³⁸U/²³⁵U mesurés dans la nappe sont dans la gamme naturelle.

La procédure analyse des rapports ⁸⁶Sr/⁸⁸Sr et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ne permet pas d’avoir une précision suffisante pour observer un changement de ces rapports en aval de la tranchée. Cependant, une diminution du rapport ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr est clairement observée en profondeur.