Livre blanc du Tritium & bilan des rejets de tritium pour les INB

175 Métrologie du tritium : cas du tritium organiquement lié (TOL) 3 Etat de l’art sur l’analyse du tritium libre et du TOL 3 1 Aspect Normatif Les normes rattachées à la thématique environnementale sont peu nom- breuses et deux d’entre elles se rapportent aux rejets (NF EN 60-761-5 et NFM60-312). Les autres normes répertoriées sur le site de l’AFNOR (Asso- ciation Française de Normalisation) traitent de l’analyse du tritium dans les eaux. Signalons la norme internationale PR NF ISO 9698 « Water quality – Determination of tritium activity concentration – liquid scintillation coun- ting method » en cours de validation (2009-2010) au niveau français, ainsi que la norme NFM60-802-1 « Mesure de la radioactivité dans l’Environne- ment-Eau » de juillet 2000, qui comporte 2 parties relatives au tritium : • Partie 1 : Mesurage de l’activité des émetteurs bêta dans les eaux par scintillation liquide cas particulier du tritium. • Partie 3 : Mesurage de l’activité des émetteurs bêta dans les eaux par scintillation liquide cas particulier de la présence simultanée du tritium et du Carbone 14. En complément de ces 2 normes où la thématique du tritium organique- ment lié (TOL) n’est pas évoquée, 2 méthodes d’analyse dans des matrices biologiques ont été élaborées et testées au sein du GT 31 de la CETAMA « Analyse de radionucléides dans l’environnement : sous-groupe Tritium » : • Méthode 380 : « Prélèvement, sélection, qualification et conserva- tion d’une eau de référence tritium en vue de mesures tritium par scintillation liquide » qui constitue un guide pour la préparation de l’échantillon avant analyse. • Méthode 384 : « Dosage du tritium dans des matrices biologiques » 3 2 Prélèvement et traitement des échantillons Leséchantillonsvégétauxprélevésetutiliséspourlescircuitsintercomparaison, sont en général des herbes et/ou de feuilles d’arbres d’une même espèce abondantedanslazoneéchantillonnée.Lorsquecelaestpossible,l’échantillon est traité et analysé directement. A l’issue du prélèvement, les échantillons sont généralement séchés afin d’en éliminer l’eau libre. Si les échantillons n’ont pas pu être séchés, le stockage dans des emballages étanches ne doit pas être trop long, au plus quelques jours, afin d’éviter une dégradation de la matière organique qui en modifierait considérablement la structure. Le transport doit évidemment éviter le passage par un centre tritigène. Les différentes formes du tritium qui coexistent dans les échantillons environnementaux doivent être séparées (voir figure 1 ci-dessous). La préparation des échantillons dé- pend de la mesure souhaitée. La me- sure du tritium total est effectuée par combustion directe de l’échantillon. L’isolation des différentes fractions nécessite ensuite des étapes plus ou moins nombreuses et complexes. 3 2 1 Extraction de l’eau libre et mesure du tritium sous sa forme HTO La lyophilisation (ou cryodessiccation sous vide) est la méthode actuel- lement la plus utilisée par les laboratoires pour éliminer l’eau libre et a généralement remplacé la distillation azéotropique qui utilisait des sol- vants organiques. Elle consiste à congeler rapidement l’échantillon et à le placer dans une enceinte où règne un vide poussé (< 1 mbar). L’eau de l’échantillon se dégage alors par sublimation et est récupérée dans un piège froid. La lyophilisation peut être réalisée au laboratoire ou bien sur le terrain à l’aide d’un dispositif mobile. La durée de l’extraction est liée à la masse d’eauminimale nécessaire au comptage par scintillation liquide (10 g) ; d’où une durée moyenne de 24 h. Une fois l’échantillon sec, il est possible de réaliser une combustion pour déterminer le tritium organique total ou bien de continuer le traitement afin de différencier le tritium organique lié échangeable et le tritium organique lié non échangeable 3 2 2 Extraction du Tritium Organique Lié Echangeable (TOL-E) Dans les végétaux, le tritium organique lié échangeable (TOL-E) est très labile et s’échange rapidement avec l’hydrogène de la vapeur d’eau at- mosphérique ou de l’eau liquide. Cette propriété est utilisée pour l’éli- miner par échange isotopique avec de l’hydrogène « léger ». Lors de cette opération appelée « échange labile », l’échantillon préalablement séché et broyé est plongé dans de l’eau atritiée. Un équilibre isotopique s’établit entre le tritium organique labile et l’eau d’échange, rajoutée en excès (environ 1 L) jusqu’à ce que l’activité résiduelle en tritium or- ganique échangeable soit devenue négligeable. Suite à cette opération, l’eau d’échange est éliminée par filtration ou bien par centrifugation pour des échantillons préalablement réduit en poudre. Les échantillons étant humides à la fin de cette étape, un séchage par de lyophilisation est ensuite nécessaire. A l’issue de cette étape, l’échantillon ne contient désormais plus que la fraction non échangeable du tritium organique lié et peut être calciné dans un four tubulaire si la mesure est réalisée par scintillation liquide ou introduit dans un ballon de quartz dans l’optique d’une mesure par spectrométrie de masse. 3 2 3 Extraction du tritium lié à la matière organique (TOL-NE) Lorsque l’eau libre et le tritiumorganiquement lié échangeable ont été extraits, il reste encore du tritium sous forme de TOL-NE. Cette frac- tion est extraite par combustion dans un four tubulaire de diamètre suffisant pour le traite- ment d’échantillons de masse élevée (jusqu’à 40 g) afin de récupérer la masse d’eau de com- bustion nécessaire à une mesure optimale par scintillation liquide. (Pointurier et al., 2004 ; Baglan et al., 2005).Une photo du four utilisé est présentée Figure 2. Figure 1 : Analyse du tritium dans les échantillons de l’environnement

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