Rapport succinct sur les mesures aéroradiométriques 2004Sur la carte MMGC, comme sur la carte du débit de dose ambiante, on ne discerne pas de valeurs plus élevées qui pourraient

Rapport succinct sur les mesures aéroradiométriques 2004

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Table des matières1. Introduction.......................................................................................................................................................32. Résultats...........................................................................................................................................................4

2.1. Vol de mesure KKB – KKL – IPS - ZWILAG...........................................................................................42.2. Vol de mesure au-dessus de Davos....................................................................................................... 72.3. Transversale Vallée du Rhin - Vallée du Rhône...................................................................................102.4. Vol de mesure au-dessus de Lausanne................................................................................................132.5. Mesures de contrôle au-dessus de Lausanne......................................................................................162.6. Mesures dans la région de Lucens....................................... ......................... .......................... .............18

3. Mesures comparatives: spectrométrie g in situ, chambre de ionisation Reuter-Stokes et aéroradiométrie.....203.1. Comparaison entre spectrométrie g in situ et aéroradiométrie..............................................................203.2. Comparaison débit de dose ambiante entre chambre de ionisation Reuter Stokes, spectrométrie g in

situ et aéroradiométrie..........................................................................................................................214. Vols stationnaires............................................................................................................................................22

4.1. La Blécherette.......................................................................................................................................224.2. Lac Léman............................................................................................................................................22

5. Conclusions....................................................................................................................................................235.1. KKB/KKL/IPS/ZWILAG............................................................ ............................................................. 235.2. Davos et Lausanne...............................................................................................................................235.3. Profile Est-Ouest...................................................................................................................................235.4. Lucens..................................................................................................................................................235.5. Comparaison entre spectrométrie g in situ, chambre de ionisation Reuter Stokes et aéroradiométrie. .235.6. Vols stationnaires..................................................................................................................................23

6. Enseignements à tirer et améliorations à apporter..........................................................................................246.1. Procédé de mesure...............................................................................................................................246.2. Procédure de mesure du profil..............................................................................................................246.3. Comparaison entre spectrométrie g in situ, chambre de ionisation Reuter Stokes et aéroradiométrie. .246.4. Vols stationnaires................................ ................................................................ ................................. 24

7. Bibliographie...................................................................................................................................................24

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1. Introduction

Chaque année, la Centrale nationale d'alarme effectue durant une semaine un programme demesures aéroradiométriques afin d'assurer la disponibilité opérationnelle des équipes spécialisées.Celles-ci ont ainsi l'occasion d'utiliser les instruments en conditions réelles et leurs pilotes peuvents'exercer à respecter les prescriptions pour ce genre de missions (vols en ligne droite, à altitude etvitesse constantes). On procède en même temps à des mesures de routine de la radioactivité auvoisinage des centrales nucléaires pour le compte de la Division principale de la surveillance desinstallations nucléaires (DSN). Les équipes de mesures collectent également des donnéesconcernant la radioactivité du sol en survolant des régions intéressantes du point de vue géologiqueou radiologique, entre autres parce que l'on pense que l'accident nucléaire de Tchernobyl y a laissédes traces.

L'aéroradiométrie permet de mesurer rapidement la radioactivité d'une région entière, tandis que lesmesures au sol fournissent des indications ponctuelles. La méthode appliquée consiste en undétecteur sensible (cristal Nal-16L) couplé à un système d'exploitation informatisé installé dans unhélicoptère (Super Puma des Forces aériennes). Se déplaçant à une vitesse de près de 100 km/hdans des couloirs équidistants de 250 m, ces hélicoptères qui doivent maintenir une altitudeconstante à 90 m du sol, sont capables de couvrir une surface de quelque 70 km2 en trois heures.(Pour davantage de détails sur les mesures, se référer aux documents mentionnés dans labibliographie [1] et [2]).

Le présent rapport présente une première analyse des résultats obtenus cette année lors de lacampagne de mesure. Il indique en outre les améliorations susceptibles d'être introduites lors de volsultérieurs.

Le programme de cette année a comporté:

- des mesures de contrôle au voisinage des centrales nucléaires de Beznau et deLeibstadt ainsi que du Dépôt intermédiaire de déchets radioactifs (ZWILAG) et del'Institut Paul-Scherrer;

- des mesures de bruit de fond de Davos (Alpes) et de Lausanne (plaine);- l'établissement d'un profil est-ouest- des mesures sur le site de l'ancien réacteur expérimental de Lucens;- des mesures comparatives effectuées par une équipe de mesure au sol

(spectrométrie gamma in situ).

La campagne a donné les résultats suivants:

- aucune accumulation de radionucléïdes artificiels n'a été décelée au voisinagedes centrales nucléaires de Beznau et de Leibstadt, du ZWILAG et de l'InstitutPaul-Scherrer;

- aucune variation inhabituelle de la radioactivité naturelle n'a été relevée dans larégion de Davos ou dans celle de Lausanne;

- la mesure de la radioactivité le long du profil est-ouest a donné de bons résultats;- aucune trace de radioactivité artificielle n'a été décelée sur le site de l'ancien

réacteur expérimental de Lucens;- Les valeurs obtenues par mesures aéroradiométriques concordent largement

avec celles relevées par l'équipe de mesure au sol (spectrométrie g in situ).

Les auteurs remercient tous les participants au programme pour l'excellente collaboration. Notrereconnaissance va tout spécialement aux communes de Davos, Lausanne, Chavannes-p.-R.,Ecublens, Le Mont-s.-L., Prilly, Pully, Renens et St.-Sulpice, qui nous ont autorisés à survoler leursterritoires, contribuant ainsi notablement au succès de l'opération.

Pour finir, nous remercions le colonnel P. Wey, C S tech dir eng TA et C pilote des volsaéroradiométriques. Son approche pragmatique et sa riche expérience de pilote ont grandementcontribué à la réussite du programme. Nous lui souhaitons beaucoup de satisfaction dans sa nouvelleexistence de jeune retraité.

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2. Résultats

2.1. Vol de mesure KKB – KKL – IPS - ZWILAG

Mesures de contrôle (tous les deux ans)

Date: 14.06.2004Lignes de vol: 40 lignes, équidistantes de 250 mDurée du vol: 4 h 50 minRégion survolée: KKB – KKL – IPS – ZWILAG, soit environ 90 km2

Altitude de vol: environ 100 m au-dessus du sol

Carte du débit de dose ambiante (nSv/h)

La carte du débit de dose ambiante indique des valeurs normales dans toute la région sous revue.Les variations relevées dans la région survolée sont attribuables aux différences de végétation, à laprésence de cours d'eau, etc. La centrale de Leibstadt (KKL) se distingue clairement sur la carte parles valeurs plus élevées mesurées au-dessus du bâtiment des machines, qui n'est pas blindé dans lecas des réacteurs à eau bouillante.En comparaison de la précédente campagne de mesures (ARM02), le dépôt intermédiaire de Beznauest nettement discernable sur la carte. Les valeurs plus élevées sont dues au fait que le dépôt estmoins bien protégé vers le haut.


Carte MMGC

La carte MMGC (ManMadeGrossCount) indique le rapport entre les éléments issus de sourcesradioactives artificielles (taux de comptage affichés dans la fenêtre relevant les émissions à basseénergie) et les éléments issus de sources radioactives naturelles (taux de comptage affichés dans lafenêtre relevant les émissions à haute énergie).

Comme sur la carte de débit de dose ambiante, il est possible d'identifier la centrale de Leibstadt et ledépôt intermédiaire de Beznau. On distingue en outre le dépôt intermédiaire de Leibstadt et l'IPSouest. En ce qui concerne l'IPS ouest, il pourrait s'agir d'un dépôt intermédiaire d'éléments activés.


Carte du 137Cs

Sur la carte du 137Cs, on distingue clairement le dépôt intermédiaire de Beznau. On constateégalement des valeurs légèrement plus élevées à proximité du dépôt intermédiaire de la centrale deBeznau (KKB). Par contre, il n'est pas possible de détecter la centrale de Leibstadt et l'IPS ouest.


2.2. Vol de mesure au-dessus de Davos

Dans le cadre des mesures de référence relevées systématiquement dans diverses régions de laSuisse, un vol de mesure a été effectué au-dessus de Davos.

Date: 15.6.2004Lignes de vol: 5 lignes, équidistantes de 250 mDurée du vol: environ 30 min (à partir de 08:40)Région survolée: Davos, soit environ 12.9 km2



La carte du débit de dose ambiante de Davos indique des valeurs normales. Les résultats coïncident,dans les limites de la marge d'imprécision tolérée, avec la valeur moyenne annuelle relevée par lasonde NADAM à Davos (145 nSv/h). Le lac de Davos est également bien discernable en raison desvaleurs basses enregistrées au-dessus.


Carte MMGC

Sur la carte MMGC, comme sur la carte du débit de dose ambiante, on ne discerne pas de valeursplus élevées qui pourraient indiquer la présence de radioactivité artificielle.


Carte du 137Cs

La carte du 137Cs indique des valeurs basses dans toute la région.


2.3. Transversale Vallée du Rhin - Vallée du Rhône

Pour compléter les profils Nord-Sud et Est-Ouest relevés à l'occasion de l'exercice ARM 2001, nousavons effectué un survol en diagonale Est-Ouest, de Coire à Villeneuve.

Date: 16.6.2004Lignes de vol: 1 ligneDurée du vol: environ 4 heures (à partir d'environ 08:30)Région survolée: Vallée du Rhin – Vallée du Rhône, soit environ 250 kmAltitude de vol: variable

Carte du débit de dose (nSv/h)

La carte du débit de dose ambiante indique dans l'ensemble des valeurs normales. Des valeurs plusélevées ont été relevées dans la zone du col de la Furka en raison de la radioactivité naturelle desroches.


Carte MMGC

La carte MMGC n'indique pas de valeurs élevées qui pourraient laisser conclure à la présence deradioactivité artificielle.


Carte du 137Cs

La carte du 137Cs n'indique pas de valeurs élevées.


2.4. Vol de mesure au-dessus de Lausanne

Dans le cadre des mesures de référence relevées systématiquement dans diverses régions de laSuisse, un vol de mesure a été effectué au-dessus de Lausanne.

Date: 15.6.2004Lignes de vol: 23 lignes, équidistantes de 250 mDurée du vol: environ 2 h 10 min (à partir de 13.50)Région survolée: Lausanne, soit environ 50 km2

Altitude de vol: environ100 m au-dessus du sol


La carte du débit de dose ambiante concernant Lausanne indique des valeurs normales. On distingueclairement les valeurs basses correspondant à la zone du lac Léman. Dans les limites de la marged'imprécision tolérée, les résultats des mesures aéroradiométriques concordent avec la valeurmoyenne annuelle relevée par la sonde NADAM de Pully (118 nSv/h).


Carte MMGC

Sur la carte MMGC, comme sur la carte du débit de dose ambiante, on ne discerne pas de valeursplus élevées qui pourraient indiquer la présence de radioactivité artificielle, à une seule exceptionprès, celle de la zone de l'aéroport de Lausanne.

Ces valeurs sont dues à deux sources de 137Cs d'une activité respective de 300 MBq qui ont étéplacées intentionnellement sur le terrain dans le cadre d'un exercice commun de la protection civile etdes sapeurs-pompiers. Cette zone a été soumise à des mesures de contrôle le jour suivant (voir ci-dessous).

Par contre, deux autres sources de 137Cs, d'une activité respective de 250 MBq, qui avaient étéplacées sur le toit d'un immeuble du centre de Lausanne, n'ont pas pu être localisées, ceci parcequ'elles se trouvaient justement en plein milieu de deux lignes de vol de mesure, comme il s'est avérépar la suite.


Carte du 137Cs

Comme sur la carte MMGC, sur la carte du 137Cs également, on observe une valeur plus élevée dansle périmètre de l'aéroport de Lausanne. Cela confirme que les sources intentionnellement placéessont des sources de 137Cs.


2.5. Mesures de contrôle au-dessus de Lausanne

Date: 16.6.2004Lignes de vol: 3 lignes, équidistantes de 250 mDurée du vol: environ10 min (à partir de 09:25)Région survolée: Lausanne, soit environ 5 km2

Altitude de vol: environ 100 m


Les mesures de contrôle prouvent que l'on n'enregistre normalement pas de valeurs plus élevées àl'emplacement où la protection civile a effectué un exercice de localisation de sources radioactives.


Carte MMGC

Carte du 137Cs


2.6. Mesures dans la région de Lucens

Date: 16.06.2004Lignes de vol: 15 lignes, équidistantes de 250 mDurée du vol: environ 40 min (à partir de 08.40)Région survolée: Lausanne, soit environ 50 km2


Carte du débit de dose ambioante (nSv/h)

Depuis que les déchets radioactifs de l'ancien réacteur expérimental ont été transportés au dépôtintermédiaire ZWILAG, tous les résultats des mesures se situent au-dessous de 150 nSv/h etcorrespondent ainsi à nouveau aux valeurs normales de bruit de fond. On ne constate pas non plus laprésence de radioactivité artificielle sur les cartes MMGC et 137Cs.


Carte MMGC

Carte du 137Cs


3. Mesures comparatives: spectrométrie γ in situ, chambre de ionisation Reuter-Stokes et aéroradiométrie

3.1. Comparaison entre spectrométrie γ in situ et aéroradiométrie

En cas d'événement radioactif, on procède à une compilation des résultats de la spectrométrie in situ,des mesures de débit de dose et des mesures aéroradiométriques. Les résultats obtenus par lesdiverses méthodes de mesure ne peuvent être utilisés pour définir des mesures de protection ques'ils sont comparables. Il faut donc faire des mesures comparatives avant qu'un quelconqueévénement ne survienne. C'est dans ce but que des mesures ont été effectuées dans la région deLausanne au moyen des différentes méthodes mentionnées.

Comparaison entre spectrométrie g in situ et aéroradiométrieLaboratoire de Spiez IRA SUeR ARM

nucléide [Bq/kg] [Bq/kg] [Bq/kg] [Bq/kg]K-40 372 ± 75.4 399 ± 5 398.5 419 ± 109

Bi-214 (609 keV) 23.58 ± 3.2 25.4 ± 8 24.4Bi-214 (1120 keV) 24.2 ± 13Bi-214 (1765 keV) 21.8 ± 10 23.5 ± 23

Ra-226* 40 ± 29.8 61 ± 30 49.3Pa-234m < 132.9 < 80

Pb-214 (295 keV) 26.01 ± 4.68 25.2 ± 12 26.6Pb-214 (352 keV) 27.2 ± 8

Pb-210 < 446.2Valeur moyenne

U-238 24.79 24.8 25.5 23.5Pb-212 25 ± 5.69 31.4 ± 6 28.5Bi-212 31 ± 15.5 29.6 ± 20 32.2

Ac-228 (338 keV) 27.87 ± 4.51 28.3 ± 43 25.6Ac-228 (911 keV) 25.5 ± 9

Tl-208 8.944 ± 1.86 29.3 ± 8 26.7 24.1 ± 10Valeur moyenne

Th-232 23.20 28.8 28.25 24.1Th-234 < 73.440U-235 1.19 ± 0.887I-131 < 1.683

Cs-134 < 1.242 < 1Cs-137 10.47 ± 2.47 10.4 ± 8 11.4 < 40 (4.4 ± 50)

*Le Ra-226 n'a pas été pris en compte pour la détermination de la valeur moyenne.

Les résultats obtenus concernant les radionucléides naturels (série 238U, série 232Th, 40K) avec lesdeux méthodes spectrométriques présentent une bonne concordance dans les limites de la marged'imprécision tolérée (2σ). Concernant le 137Cs, la valeur mesurée par aéroradiométrie est nettementinférieure à la limite de détection effective, fixée à environ 40 Bq/kg. Ceci mis à part, les valeurs sesituent dans le même ordre de grandeur. L'aéroradiométrie permet en tout cas de relever une activitéde 1’000 Bq/kg (valeur limite pour le 137Cs définie dans l'OSEC).


3.2. Comparaison débit de dose ambiante entre chambre de ionisation ReuterStokes, spectrométrie γ in situ et aéroradiométrie

Diverses méthodes sont utilisées pour déterminer le débit de dose ambiante (DDA) à partir desmesures spectrométriques. Il est d'une part possible de calculer le DDA par le biais de l'activité desnucléides et des taux correspondants de kerma dans l'air. Le DDA peut également être évalué par laméthode Spectrum Dose Index (SDI) dans laquelle le produit du taux de comptage et du numéro decanal intégré sur le spectre permet d'obtenir une valeur correspondant à l'énergie déposée dans ledétecteur.

Laboratoirede Spiez IRA SUeR ARM

DDA [nSv/h](par l'activité) 98 103 104 99 ± 8DDA [nSv/h]ReuterStokes 106 ± 5 97DDA [nSv/h] AD6 70 106DDA [nSv/h] Méthode SDI 107 ± 6

Les résultats des mesures du débit de dose ambiante présentent une bonne concordance, dans leslimites des imprécisions techniques et méthodologiques tolérées.Un facteur de conversion de 1,2 a été utilisé pour convertir les kerma dans l'air [nGy/h] en H*(10).


4. Vols stationnaires

4.1. La Blécherette

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600

Höhe über Grund [m]

OD

L [

nS

v/h

] R

SS

0.0E+00

2.0E+04

4.0E+04

6.0E+04

8.0E+04

1.0E+05

0 100 200 300 400 500 600


Sp

ectr

um

Do

se I

nd

exLes valeurs du Spectrum Dose Index de l'aéroradiométrie diminuent nettement au fur et à mesurequ'augmente la hauteur au-dessus du sol, tandis que les valeurs relevées au moyen de la chambrede ionisation Reuter Stokes ne varient pas de façon significative. Cela pourrait s'expliquer par le faitque la chambre de ionisation Reuter Stokes se trouvait à l'intérieur de la cabine de l'hélicoptèredirectement au-dessus du réservoir et était donc mieux protégé des radiations du sol. Une évaluationdétaillée suivra à l'occasion du rapport annuel du groupe technique aéroradiométrie (FAR).

4.2. Lac Léman

0

20

40

60

80

100

0 500 1000 1500 2000


OD

L [

nS

v/h

] R

SS

0.0E+00

2.0E+04

4.0E+04

6.0E+04

8.0E+04

1.0E+05

0 500 1000 1500 2000


Sp

ectr

um

Do

se I

nd

ex

Les valeurs relevées par la méthode Reuter Stokes augmentent de façon significative au fur et àmesure que l'on prend de l'altitude. Par contre, le Spectrum Dose Index n'augmente que légèrement.Ceci est probablement dû au fait que le spectre mesuré et utilisé pour le calcul (0 – 3 MeV) ne couvrequ'une partie du spectre des radiations cosmiques. Une évaluation plus approfondie suivra lors durapport annuel du groupe technique aéroradiométrie (FAR).


5. Conclusions

5.1. KKB/KKL/IPS/ZWILAG

Aucune accumulation de radionucléides artificiels n'a été constatée au voisinage des centralesnucléaires de Leibstadt et de Beznau, de l'Institut Paul Scherrer et du dépôt intermédiaire ZWILAG.Pour la première fois cependant, l'hélicoptère a détecté les radiations émises par le nouveau dépôtintermédiaire de la centrale de Beznau, tandis que jusqu'à présent, il n'a pas relevé les radiations dudépôt intermédiaire ZWILAG.

5.2. Davos et Lausanne

Aucune variation inhabituelle de la radioactivité naturelle n'a été enregistrée au-dessus de Davos etde Lausanne.

5.3. Profile Est-Ouest

Le relevé du profil Est-Ouest a une nouvelle fois permis de tester avec succès cette méthode demesure.

5.4. Lucens

Une mesure aéroradiométrique de contrôle a été effectuée cette année, après le transfert desdéchets radioactifs du réacteur expérimental de Lucens au dépôt intermédiaire ZWILAG. On n'arelevé aucune augmentation du débit de dose ambiante ni détecté aucune trace de radionucléïdesartificiels.

5.5. Comparaison entre spectrométrie γ in situ, chambre de ionisation ReuterStokes et aéroradiométrie

Les résultats de la spectrométrie g in situ et de l'aéroradiométrie présentent une bonne concordanceaussi bien respectivement aux activités des nucléides que relativement au débit de dose ambiante.En ce qui concerne le débit de dose ambiante; on a constaté une bonne correspondance avec lesvaleurs relevées au moyen de la chambre de ionisation Reuter Stokes.

5.6. Vols stationnaires

Les valeurs Reuter Stokes relevées au-dessus de La Blécherette sont difficilement interprétables. Lesvols stationnaires devront donc être planifiés avec plus de précision en prévoyant davantage detemps. Il n'est pas non plus possible d'interpréter sans réserves les valeurs mesurées au-dessus du lacLéman. Jusqu'à une certaine hauteur au-dessus du lac, les produits de la désintégration du radoninfluent sur les mesures. Cette influence peut dépendre aussi de la topographie et des conditionsmétéorologiques.A l'avenir, les mesures devront donc être effectuées à plus haute altitude (> 1’000 m).


6. Enseignements à tirer et améliorations à apporter

6.1. Procédé de mesure

Les vols au-dessus de Davos et de Lausanne ont montré qu'il est possible d'effectuer des mesuresau-dessus de régions à forte densité de population. Mais, pour pouvoir localiser les sourcesradioactives, la distance entre les lignes de vol doit être absolument réduite à 125 m. Pour desraisons de technique d'intervention, il serait souhaitable que des vols soient également effectués au-dessus d'autres villes.

6.2. Procédure de mesure du profil

Cette procédure, qui permet de couvrir rapidement et approximativement toute la Suisse, donne debons résultats. Elle devrait être renouvelée périodiquement pour fournir de bons résultats sur laradioactivité du sol suisse également.

6.3. Comparaison entre spectrométrie γ in situ, chambre de ionisation ReuterStokes et aéroradiométrie

Cette mesure a été effectuée en un point seulement. La spectrométrie g in situ devrait couvrir unesurface de référence plus large compte tenu que son champ optique (environ 10 m x 10 m) estinférieur à celui de l'aéroradiométrie (environ 250 m x 250 m).

6.4. Vols stationnaires

Compte tenu de la difficulté à interpréter les résultats obtenus, il serait conseillé de répéter ce genrede vol. Les mesures devraient cependant être effectuées à une altitude plus élevée (> 1'000 m) et ense donnant une plus large marge de temps.

7. Bibliographie

[1]: Methodische Entwicklungen zur Aerogammspektrometrie, Georg Schwarz, Geophysik Nr. 23,Kümmerly&Frey, Gographischer Verlag, Bern, 1991

[2]: Methodische Weiterentwicklungen der Aeroradiometrie, Benno Bucher,Diss. ETH Nr. 13973, 2001

Zurich, le 30 septembre 2004

OFFICE FÉDÉRAL DE LA PROTECTION DE LA POPULATIONCentrale nationale d'alarme

Pour l'équipe chargée des mesures:

a.i.

Yves Loertscher Benno Bucher


Documents

Rapport succinct sur les mesures aéroradiométriques 2004Sur la carte MMGC, comme sur la carte du débit de dose ambiante, on ne discerne pas de valeurs plus élevées qui pourraient