Détermination expérimentale et modélisation du dépôt par temps sec de l'iode élémentaire gazeux

In the event of accidental releases from nuclear installations, radionuclides including iodine radioactive isotopes and mainly iodine-131 are susceptible to be emitted in environment. The circumstances of releases have generally been such that iodine is released in gaseous and particulate form. Following its emission into the atmosphere, iodine is eventually deposited on surfaces in wet or dry deposition. Then, 131I can accumulate in the thyroid gland, which can cause diseases in humans via ingestion. To understand, assess and predict the impact of iodine in environment, it's necessary to study its wet and dry deposition. The absence of robust data on the dry deposition velocities (Vd) of iodine in gaseous elemental form (I2) as a function of meteorological parameters and surface properties causes uncertainties on models up to three orders of magnitude. In this thesis, an original methodology for I2 dry deposition velocity determining was developed. It's based on short-term (30 minutes to 1 hour) emissions of stable iodine (127I) as I2 form in atmosphere in the absence of precipitation in the middle of a grassland. The influence of meteorological parameters and surface properties on Vd have been studied. Then, the dry deposition model of gases based on electrical analogy has been adapted to iodine. Finally, the model was validated under different meteorological conditions by long-term (30 days) measurements of the transfers into grass of 129I as I2 form emitted by Orano La Hague plant.En situation de rejets accidentels sur des installations nucléaires, des radionucléides dont des isotopes radioactifs de l’iode et principalement de l’iode-131 sont susceptibles d’être émis dans l’environnement. Les circonstances des rejets ont généralement été telles que l’iode est rejeté sous forme gazeuse et particulaire. Suite à son émission dans l’atmosphère, l’iode finit par se déposer sur les surfaces soit par temps humide ou par temps sec. L’131I peut ensuite s’accumuler dans la glande thyroïde, ce qui peut provoquer des pathologies chez l’Homme via l’ingestion. Pour comprendre, évaluer et prévoir l’impact de l’iode dans l’environnement, il est important d’étudier son dépôt par temps humide et par temps sec. L’absence de données robustes sur les vitesses de dépôt sec (Vd) de l’iode sous forme élémentaire gazeux (I2) en fonction des paramètres météorologiques et des propriétés de surface entraine des incertitudes sur les résultats des modèles allant jusqu’à trois ordres de grandeur. Dans cette thèse, une méthodologie originale de détermination de la vitesse de dépôt sec d’I2 a été développée. Elle est basée sur des émissions à court terme (30 minutes à 1 heure) d’iode stable (127I) sous forme I2 dans l’atmosphère en l’absence de précipitations au milieu d’une prairie. L’influence des paramètres météorologiques et des propriétés du couvert sur les Vd a été étudiée. Ensuite, le modèle de dépôt sec des gaz reposant sur l’analogie électrique a été adapté à l’iode. Enfin, le modèle a été validé dans des conditions météorologiques différentes par des mesures à long terme (30 jours) des transferts dans l’herbe d’129I sous forme I2 émis par l’usine Orano La Hague

Experimental determination and modeling of gaseous elemental iodine dry deposition

En situation de rejets accidentels sur des installations nucléaires, des radionucléides dont des isotopes radioactifs de l’iode et principalement de l’iode-131 sont susceptibles d’être émis dans l’environnement. Les circonstances des rejets ont généralement été telles que l’iode est rejeté sous forme gazeuse et particulaire. Suite à son émission dans l’atmosphère, l’iode finit par se déposer sur les surfaces soit par temps humide ou par temps sec. L’131I peut ensuite s’accumuler dans la glande thyroïde, ce qui peut provoquer des pathologies chez l’Homme via l’ingestion. Pour comprendre, évaluer et prévoir l’impact de l’iode dans l’environnement, il est important d’étudier son dépôt par temps humide et par temps sec. L’absence de données robustes sur les vitesses de dépôt sec (Vd) de l’iode sous forme élémentaire gazeux (I2) en fonction des paramètres météorologiques et des propriétés de surface entraine des incertitudes sur les résultats des modèles allant jusqu’à trois ordres de grandeur. Dans cette thèse, une méthodologie originale de détermination de la vitesse de dépôt sec d’I2 a été développée. Elle est basée sur des émissions à court terme (30 minutes à 1 heure) d’iode stable (127I) sous forme I2 dans l’atmosphère en l’absence de précipitations au milieu d’une prairie. L’influence des paramètres météorologiques et des propriétés du couvert sur les Vd a été étudiée. Ensuite, le modèle de dépôt sec des gaz reposant sur l’analogie électrique a été adapté à l’iode. Enfin, le modèle a été validé dans des conditions météorologiques différentes par des mesures à long terme (30 jours) des transferts dans l’herbe d’129I sous forme I2 émis par l’usine Orano La HagueIn the event of accidental releases from nuclear installations, radionuclides including iodine radioactive isotopes and mainly iodine-131 are susceptible to be emitted in environment. The circumstances of releases have generally been such that iodine is released in gaseous and particulate form. Following its emission into the atmosphere, iodine is eventually deposited on surfaces in wet or dry deposition. Then, 131I can accumulate in the thyroid gland, which can cause diseases in humans via ingestion. To understand, assess and predict the impact of iodine in environment, it's necessary to study its wet and dry deposition. The absence of robust data on the dry deposition velocities (Vd) of iodine in gaseous elemental form (I2) as a function of meteorological parameters and surface properties causes uncertainties on models up to three orders of magnitude. In this thesis, an original methodology for I2 dry deposition velocity determining was developed. It's based on short-term (30 minutes to 1 hour) emissions of stable iodine (127I) as I2 form in atmosphere in the absence of precipitation in the middle of a grassland. The influence of meteorological parameters and surface properties on Vd have been studied. Then, the dry deposition model of gases based on electrical analogy has been adapted to iodine. Finally, the model was validated under different meteorological conditions by long-term (30 days) measurements of the transfers into grass of 129I as I2 form emitted by Orano La Hague plan

Détermination expérimentale et modélisation du dépôt par temps sec de l'iode élémentaire gazeux

In the event of accidental releases from nuclear installations, radionuclides including iodine radioactive isotopes and mainly iodine-131 are susceptible to be emitted in environment. The circumstances of releases have generally been such that iodine is released in gaseous and particulate form. Following its emission into the atmosphere, iodine is eventually deposited on surfaces in wet or dry deposition. Then, 131I can accumulate in the thyroid gland, which can cause diseases in humans via ingestion. To understand, assess and predict the impact of iodine in environment, it's necessary to study its wet and dry deposition. The absence of robust data on the dry deposition velocities (Vd) of iodine in gaseous elemental form (I2) as a function of meteorological parameters and surface properties causes uncertainties on models up to three orders of magnitude. In this thesis, an original methodology for I2 dry deposition velocity determining was developed. It's based on short-term (30 minutes to 1 hour) emissions of stable iodine (127I) as I2 form in atmosphere in the absence of precipitation in the middle of a grassland. The influence of meteorological parameters and surface properties on Vd have been studied. Then, the dry deposition model of gases based on electrical analogy has been adapted to iodine. Finally, the model was validated under different meteorological conditions by long-term (30 days) measurements of the transfers into grass of 129I as I2 form emitted by Orano La Hague plant.En situation de rejets accidentels sur des installations nucléaires, des radionucléides dont des isotopes radioactifs de l’iode et principalement de l’iode-131 sont susceptibles d’être émis dans l’environnement. Les circonstances des rejets ont généralement été telles que l’iode est rejeté sous forme gazeuse et particulaire. Suite à son émission dans l’atmosphère, l’iode finit par se déposer sur les surfaces soit par temps humide ou par temps sec. L’131I peut ensuite s’accumuler dans la glande thyroïde, ce qui peut provoquer des pathologies chez l’Homme via l’ingestion. Pour comprendre, évaluer et prévoir l’impact de l’iode dans l’environnement, il est important d’étudier son dépôt par temps humide et par temps sec. L’absence de données robustes sur les vitesses de dépôt sec (Vd) de l’iode sous forme élémentaire gazeux (I2) en fonction des paramètres météorologiques et des propriétés de surface entraine des incertitudes sur les résultats des modèles allant jusqu’à trois ordres de grandeur. Dans cette thèse, une méthodologie originale de détermination de la vitesse de dépôt sec d’I2 a été développée. Elle est basée sur des émissions à court terme (30 minutes à 1 heure) d’iode stable (127I) sous forme I2 dans l’atmosphère en l’absence de précipitations au milieu d’une prairie. L’influence des paramètres météorologiques et des propriétés du couvert sur les Vd a été étudiée. Ensuite, le modèle de dépôt sec des gaz reposant sur l’analogie électrique a été adapté à l’iode. Enfin, le modèle a été validé dans des conditions météorologiques différentes par des mesures à long terme (30 jours) des transferts dans l’herbe d’129I sous forme I2 émis par l’usine Orano La Hague

Détermination expérimentale et modélisation du dépôt par temps sec de l'iode élémentaire gazeux

In the event of accidental releases from nuclear installations, radionuclides including iodine radioactive isotopes and mainly iodine-131 are susceptible to be emitted in environment. The circumstances of releases have generally been such that iodine is released in gaseous and particulate form. Following its emission into the atmosphere, iodine is eventually deposited on surfaces in wet or dry deposition. Then, 131I can accumulate in the thyroid gland, which can cause diseases in humans via ingestion. To understand, assess and predict the impact of iodine in environment, it's necessary to study its wet and dry deposition. The absence of robust data on the dry deposition velocities (Vd) of iodine in gaseous elemental form (I2) as a function of meteorological parameters and surface properties causes uncertainties on models up to three orders of magnitude. In this thesis, an original methodology for I2 dry deposition velocity determining was developed. It's based on short-term (30 minutes to 1 hour) emissions of stable iodine (127I) as I2 form in atmosphere in the absence of precipitation in the middle of a grassland. The influence of meteorological parameters and surface properties on Vd have been studied. Then, the dry deposition model of gases based on electrical analogy has been adapted to iodine. Finally, the model was validated under different meteorological conditions by long-term (30 days) measurements of the transfers into grass of 129I as I2 form emitted by Orano La Hague plant.En situation de rejets accidentels sur des installations nucléaires, des radionucléides dont des isotopes radioactifs de l’iode et principalement de l’iode-131 sont susceptibles d’être émis dans l’environnement. Les circonstances des rejets ont généralement été telles que l’iode est rejeté sous forme gazeuse et particulaire. Suite à son émission dans l’atmosphère, l’iode finit par se déposer sur les surfaces soit par temps humide ou par temps sec. L’131I peut ensuite s’accumuler dans la glande thyroïde, ce qui peut provoquer des pathologies chez l’Homme via l’ingestion. Pour comprendre, évaluer et prévoir l’impact de l’iode dans l’environnement, il est important d’étudier son dépôt par temps humide et par temps sec. L’absence de données robustes sur les vitesses de dépôt sec (Vd) de l’iode sous forme élémentaire gazeux (I2) en fonction des paramètres météorologiques et des propriétés de surface entraine des incertitudes sur les résultats des modèles allant jusqu’à trois ordres de grandeur. Dans cette thèse, une méthodologie originale de détermination de la vitesse de dépôt sec d’I2 a été développée. Elle est basée sur des émissions à court terme (30 minutes à 1 heure) d’iode stable (127I) sous forme I2 dans l’atmosphère en l’absence de précipitations au milieu d’une prairie. L’influence des paramètres météorologiques et des propriétés du couvert sur les Vd a été étudiée. Ensuite, le modèle de dépôt sec des gaz reposant sur l’analogie électrique a été adapté à l’iode. Enfin, le modèle a été validé dans des conditions météorologiques différentes par des mesures à long terme (30 jours) des transferts dans l’herbe d’129I sous forme I2 émis par l’usine Orano La Hague

Measurement and modelling of gaseous elemental iodine (I2) dry deposition velocity on grass in the environment

International audienceAssessing the impact of radioactive iodine on humans subsequent to a nuclear accident requires a better understanding of its behaviour in the environment. An original approach aimed at developing a model constrained by data collected during experimental campaigns has been developed. These experimental campaigns, named MIOSEC 2 and MIOSEC 3 respectively, were conducted in the middle of grassland. They are based on emissions of gaseous elemental iodine (I2) into the atmosphere above the grassland to determine the dry deposition velocities of iodine on the grass and to model these velocities as a function of the environmental conditions, particularly wind friction velocity, sensible heat flux, and stomatal resistance. The measured dry deposition velocities were between 0.02 and 0.49 cm s-1 during MIOSEC 2, varying by more than one order of magnitude, and between 0.48 and 1.25 cm s−1 during MIOSEC 3. The dry deposition model for iodine developed as a result of these experiments relies on the micrometeorological characteristics of the atmospheric surface layer, the pertinent physical and chemical properties of the iodine and the surface properties of the grass; all these parameters were measured at the time of the experiments. Given the experimental conditions, the modelled dry deposition velocities varied between 0.11 and 0.51 cm s−1 during MIOSEC 2 and between 0.31 and 1.6 cm s−1 during MIOSEC 3. The dry deposition model for iodine indicates that the variations in deposition velocity are induced by the mechanical turbulence, since there is significant correlation between the dry deposition velocities of iodine and the wind friction velocities on grass. The model also shows that the higher deposition velocity values during MIOSEC 3 are due to the fact that the stomata were more open during the experiments. There is also significant correlation between the experimental results and modelled values both for MIOSEC 2 (R2 = 0.61) and for MIOSEC 3 (R2 = 0.71)