Iodine chemistry from nuclear powerplant to the atmosphere

The research activities are dedicated to study the reactivity of fission products (idoine, caesium, ...) or power plant materials in the hypothetical case of a severe accident occuring to a nuclear power plant.

Ces éléments, après avoir été émis du combustible nucléaire dégradé notamment par défaut de refroidissement, sont alors transportés dans le circuit primaire du réacteur pour atteindre l’enceinte de confinement. Dans ces deux zones spécifiques, circuit primaire et enceinte de confinement, il existe encore de nombreuses incertitudes sur la spéciation chimique des PF et éléments issus des matériaux de structure. Leur spéciation est principalement pilotée par leur réactivité dans ces conditions d’accident sévère. Les incertitudes concernent notamment le molybdène, le césium, le bore et l’iode, ce dernier présentant un intérêt tout particulier en raison de son fort impact radiologique en cas de rejets dans l’environnement. Les thèmes de recherches développés visent à mieux comprendre la réactivité des PF et éléments de structure dans de telles conditions, ainsi que les mécanismes cinétiques mis en jeu.

Afin de répondre aux lacunes de la littérature concernant les paramètres thermocinétiques des espèces chimiques d’intérêt nucléaire et notamment les espèces iodées, différentes méthodes de calculs ab initio et  DFT sont mises en œuvre afin de déterminer les constantes de vitesses de réactions directement impliquées dans la réactivité des PF en conditions accidentelles.

L’iode est un élément d’intérêt aussi bien dans le domaine de la sureté nucléaire que dans celui de la chimie de l’environnement. Les océans constituent un important réservoir d’iode sous toutes ses formes. Les composés organiques halogénés, produits notamment par les macroalgues et le phytoplancton dans la couche limite marine, peuvent participer à la génération d’aérosols présentant des durées de vie (de quelques heures à quelques jours) compatibles avec leur transport à longue distance dans l’atmosphère Ils peuvent atteindre la basse stratosphère et aussi participer à des cycles catalytiques de destruction de l’ozone stratosphérique. Les données thermocinétiques de ces réactions impliquant l’iode atmosphérique suscitent toujours l’intérêt des scientifiques car elles doivent être prises en compte dans les modèles atmosphériques.