LAboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman – UMR 8516
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Descriptif du sujet

Etude expérimentale des réactions de capture/désorption des iodes gazeux (I2, CH3I) sur des aérosols
Encadrement : S. Sobanska , A.C. Grégoire, L. Gasnot
Français
Sujet : 

Pour évaluer les conséquences radiologiques pour l’homme d’un rejet de matières radioactives l lors d’un accident grave de réacteur à eau pressurisée, l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) dispose d’outils de calculs permettant de simuler la dispersion des radionucléides dans l’environnement. L’iode, dont notamment son isotope à vie courte l’I131, fait l’objet d’une attention toute particulière car ce produit de fission, du fait de sa radio toxicité, est un contributeur majeur aux conséquences radiologiques à court terme. Actuellement, la réactivité de l’iode gazeux n’est pas prise en compte dans le modèle de transport dans l’environnement. Cette réactivité pourrait influer significativement sur la persistance d’iode gazeux, et par conséquent sur les distances de transport de ce produit de fission.

Le travail de thèse proposé ici consistera donc en l’étude expérimentale, à l’échelle du laboratoire, de la capture de l’iode gazeux (I2, CH3I), dans des conditions contrôlées, sur des particules modèles de l’atmosphère (sels marins synthétiques, aérosols inorganiques purs de type sulfate, carbonate, silicate) et de sa désorption depuis ces particules.

La première partie de ce travail s’intéressera à l’état particulaire et à son évolution lors de son exposition à l’iode gazeux. Des essais seront réalisés dans des conditions contrôlées (température, humidité) afin de suivre l’interaction de l’iode gazeux avec des aérosols synthétisés en laboratoire. Les caractéristiques physico-chimiques de ces aérosols seront déterminées par des techniques appropriées (SMPS, BET). La nature des interactions avec l’iode et la réactivité de surface seront mises en évidence in-situ par spectroscopie μ-Raman ou DRIFT. Des techniques de caractérisation de surface (XPS, LEIS, …) pourront également être mises en oeuvre.

La seconde partie de ce travail sera consacrée au suivi cinétique de réaction en considérant l’évolution de la concentration en iode dans la phase gaz. Les principaux paramètres de l’étude seront la nature des aérosols, les espèces iodées gazeuses et le temps de séjour. Cette étude permettra de déterminer les coefficients de capture de l’iode par les aérosols, dans des conditions similaires à l’atmosphère (température ambiante, humidité contrôlée).

L’objectif est de constituer une base de données expérimentale sur la réactivité iode/aérosol et de proposer un mécanisme réactionnel permettant d’enrichir les modèles développés.

Profil du candidat : Master Chimie Physique, Master Chimie Atmosphérique, Master ASC. Expérimentateur. Connaissances et pratique des techniques d’analyse par spectrométrie IRTF, μRaman

Lieu de travail : Cette thèse se déroulera en deux phases – une première partie de 18 mois à l’université de Lille 1 au Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman en collaboration avec le Laboratoire de PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère (59 655 Villeneuve d’Ascq) et une seconde partie au Laboratoire d’Expérimentation Environnement et Chimie (IRSN/CEN Cadarache, 13 115 Saint Paul lez Durance).

Domaine de compétence : chimie et environnement – Salaire mensuel : ~1600 € net/mois