Qu'est-ce que le tritium

Le tritium est le seul radio-isotope naturel de l’hydrogène. Le tritium est également un sous-produit de la production d’électricité par les centrales nucléaires. Dosimétrie des rayonnements

Tritium

Le tritium est le seul radio – isotope naturel de l’hydrogène. Son numéro atomique est naturellement 1, ce qui signifie qu’il y a 1 proton et 1 électron dans la structure atomique. Contrairement au noyau d’hydrogène et au noyau de deutérium, le tritium a 2 neutrons dans le noyau. Le tritium est d’origine naturelle, mais il est extrêmement rare . Le tritium est produit dans l’atmosphère lorsque les rayons cosmiques entrent en collision avec les molécules d’air. Le tritium est également un sous-produit de la production d’électricité par les centrales nucléaires . Le nom de cet isotope est formé du mot grec τρίτος ( trítos ) signifiant « troisième ».

Désintégration du tritium

Le tritium est un isotope radioactif, mais il émet une forme de rayonnement très faible, une particule bêta de faible énergie qui ressemble à un électron. C’est un émetteur bêta pur (c’est-à-dire un émetteur bêta sans rayonnement gamma associé ). L’énergie cinétique de l’électron varie, avec une moyenne de 5,7 keV, tandis que l’énergie restante est emportée par l’ antineutrino électronique presque indétectable . Une énergie d’électron si faible fait que l’électron ne peut pas pénétrer la peau ou même ne voyage pas très loin dans l’air. Les particules bêta du tritium ne peuvent pénétrer qu’environ 6,0 mm d’air.

Le tritium se désintègre par désintégration bêta négative en hélium-3 avec une demi-vie de 12,3 ans .

³H

Tritium dans les réacteurs nucléaires

Coupe transversale de la réaction 10B(n,2alpha)T.

Le tritium est un sous-produit des réacteurs nucléaires . La source la plus importante (due aux rejets d’eau tritiée) de tritium dans les centrales nucléaires provient de l’acide borique , qui est couramment utilisé comme cale chimique pour compenser un excès de réactivité initiale. Les principales réactions, dans lesquelles le tritium est généré à partir du bore, sont ci-dessous :

10B(n,T + 2*alpha)

Cette réaction de seuil de neutrons rapides avec un isotope ¹⁰ B est le principal moyen de générer du tritium radioactif dans le circuit primaire de tous les REP . ^{Le 10} B est la principale source de tritium radioactif dans le circuit primaire de tous les REP (qui utilisent l’acide borique comme cale chimique ). Notez que cette réaction se produit très rarement en comparaison avec la réaction (n,alpha) la plus courante de l’isotope ¹⁰ B avec les neutrons thermiques .

Il y a plus de réactions avec les neutrons, qui peuvent rarement conduire à la formation de tritium radioactif, par exemple :

10B(n,alpha)7Li + 7Li(n,n+alpha)3H – réaction seuil (~3 MeV).

[légende id= »attachment_12474″ align= »aligncenter » width= »300″] Bore 10. Comparaison de la section efficace totale et de la section efficace pour les réactions (n, alpha).
Source : JANIS (logiciel d’information sur les données nucléaires basé sur Java) ; La bibliothèque de données nucléaires JEFF-3.1.1[/caption

Bore 10 . Comparaison de la section efficace totale et de la section efficace pour les réactions (n,alpha).

Source : JANIS (logiciel d’information sur les données nucléaires basé sur Java) ; La bibliothèque de données nucléaires JEFF-3.1.1

Le tritium est également un produit de fission (fission ternaire) de la scission de matières fissiles . En fait, la fission produit probablement plus de tritium que toutes les autres sources dans les réacteurs à eau légère . Sa production (rendement) est d’environ un atome pour 10 000 fissions. D’autre part, seule une très faible fraction du tritium produit de fission diffuse hors de la matrice combustible et de la gaine du combustible dans le réfrigérant primaire.

Le tritium est également produit en réaction avec ⁶ Li.

6Li(n,α)3H

Il s’agit d’une réaction permettant la détection de neutrons, mais dans certains cas, du LiOH est ajouté pour contrôler le pH du caloporteur primaire dans certains REO. La section efficace de réaction pour les neutrons thermiques est = 925 granges et le lithium naturel a une abondance de ⁶ Li 7,4%.

Le tritium est présent dans les centrales nucléaires sous forme d’eau tritiée. L’eau tritiée est comme l’eau normale, mais elle est très très faiblement radioactive. Par conséquent, il ne présente pas de danger pour la santé humaine. Les rejets d’eau tritiée sont étroitement surveillés par les exploitants d’usines et les superviseurs de l’État.

Référence : Jacobs DG Sources de tritium et son comportement lors de son rejet dans l’environnement. Commission de l’énergie atomique des États-Unis, 1968.

Le tritium dans la nature

Le tritium est produit dans l’atmosphère lorsque les rayons cosmiques entrent en collision avec les molécules d’air. Dans la réaction la plus importante pour la production naturelle, un neutron rapide (qui doit avoir une énergie supérieure à 4,0 MeV) interagit avec l’azote atmosphérique :

Dans le monde, la production de tritium d’origine naturelle est de 148 pétabecquerels par an. En conséquence, l’eau tritiée produite participe au cycle de l’eau.

environ 400 Bq/m ³ dans les eaux continentales
environ 100 Bq/m ³ dans les océans

Le tritium présente un risque pour la santé en raison d’une exposition interne uniquement après ingestion dans l’eau potable ou la nourriture, ou inhalation ou absorption par la peau. Le tritium absorbé dans l’organisme est uniformément réparti entre tous les tissus mous. Une dose annuelle moyenne provenant de l’absorption naturelle de tritium est de 0,01 μSv .

En cas d’ingestion ou d’inhalation de tritium artificiel, un demi-temps biologique du tritium est de 10 jours pour l’HTO et de 40 jours pour l’OBT (tritium organiquement lié) formé à partir de l’HTO dans l’organisme des adultes. Il a également été montré que la mi-temps biologique de l’HTO dépend fortement de nombreuses variables et varie d’environ 4 à 18 jours. Pendant les mois les plus chauds, la demi-vie moyenne est plus faible, ce qui est attribué à l’augmentation de la consommation d’eau. De plus, boire de plus grandes quantités d’alcool réduira la demi-vie biologique de l’eau dans le corps.

Voir aussi : Le tritium dans la nature