Estimation des effets de la filtration et de la ventilation sur la dose d’aérosols inhalés par les travailleur·se·s lors du démantèlement d’installations nucléaires

Contexte 

Lors du démantèlement des centrales nucléaires, des contaminants radioactifs peuvent être libérés dans l’environnement de travail sous la forme d’aérosols, lesquels peuvent exposer les travailleurs par inhalation, ingestion ou submersion. Les travailleurs effectuent souvent les travaux de démantèlement dans des espaces confinés et des environnements fermés. Les contrôles techniques typiques visant à réduire les concentrations comprennent le renouvellement de l’air ainsi que la filtration de l’air qui capture les aérosols à la source. La réduction de dose résultant de ces contrôles techniques n’est généralement pas bien comprise. Étant donné qu’il existe une panoplie de méthodes de filtration d’efficacité et de rendement variée, une méthode permettant d’estimer de la réduction de dose pour divers scénarios de travail est souhaitable. 

Méthodes 

Ce travail présente un modèle de concentration d’aérosols radioactifs. Il est utilisé pour estimer la dose effective engagée pour le ou la travailleur·se. Le modèle considère les paramètres du travail de démantèlement comme le temps de travail, le taux de sources d’aérosols, le renouvellement de l’air ainsi que la filtration de l’air et l’efficacité de la filtration. La concentration dans le temps est comparée à une accumulation d’aérosols dans le pire des cas, c’est-à-dire sans filtration et sans renouvellement de l’air. La dose effective engagée (DEE) due à l’inhalation des aérosols est calculée en appliquant l’approche de la publication 119 de la CIPR : La dose est proportionnelle à l’activité inhalée [1]. Le taux de l’inhalation de l’activité est proportionnel à la concentration d’aérosols dans l’air. En intégrant la concentration dans le temps pour un quart de travail entier, il est possible d’estimer la dose reçue par un·e travailleur·se. Ces calculs impliquent l’intégration de fonctions élémentaires permettant l’adaptabilité du modèle et de faire les calculs facilement dans une feuille de calcul. 

Résultats 

La concentration d’aérosols dans le temps n’est pas exclusivement déterminée par le débit du filtre, l’efficacité de capture du filtre et le taux de renouvellement de l’air dans une pièce. Elle est plutôt déterminée par une combinaison de tous ces facteurs, appelée période de nettoyage t. La période de nettoyage identifie les compromis pouvant être faits entre le renouvellement de l’air et la filtration. De plus, c’est un paramètre technique qui s’applique à toute taille d’espace de travail. 

En comparant avec le cas le plus défavorable sans ventilation et sans filtration, la réduction de la dose aux travailleur·se·s pendant un quart de travail de dix heures peut être déterminée. La réduction de la dose est exclusivement une fonction de la période de nettoyage t et de la structure de l’équipe de démantèlement, c’est-à-dire lorsque des travaux sont effectués ou non. La réduction de dose est indépendante des paramètres spécifiques au scénario comme le volume de l’espace de travail, le taux de sources d’aérosols, les ÉPI, etc., et peut donc être utilisée pour modéliser la réduction de dose d’aérosols dans différents scénarios de démantèlement. 

Deux diagrammes de sélection des filtres seront présentés. Le premier diagramme décrit la période de nettoyage t pour une réduction de dose souhaitée dans le cadre d’un quart de travail modélisé de dix heures. Le second diagramme décrit les combinaisons nécessaires d’efficacité de filtre et de débit pour un seul filtre afin d’atteindre la période de nettoyage d’un tel espace. Ces types de diagrammes sont des outils que les ingénieurs et les spécialistes de la radioprotection peuvent prendre en considération lors de l’élaboration de l’ensemble des travaux, la sélection des contrôles techniques pour les travaux de démantèlement et encore plus. 

Conclusion 

Cette présentation traite d’un modèle mathématique de l’évolution des concentrations d’aérosols dans le temps, pendant des travaux de démantèlement en utilisant divers paramètres de ces travaux comme les taux de sources d’aérosols, la taille des espaces de travail, le renouvellement et la filtration de l’air, etc. 

Le paramètre technique appelé période de nettoyage t, qui émerge du modèle, détermine l’augmentation ou la réduction dans la concentration d’aérosols dans le temps et ultimement la dose reçue par les travailleur·se·s. 

Pour la réduction de dose souhaitée, des diagrammes permettant de sélectionner les périodes de nettoyage et les paramètres de filtration associés peuvent être générés pour la conception de l’ensemble des travaux. Ce modèle suggère que les systèmes de filtration, qui vantent l’efficacité de captation devraient également tenir compte des débits spécifiés. 

Références 

[1] CIPR, 2012. Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60. Publication CIPR 119. Ann. ICRP 41(Suppl.).