Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées

Fête de la Science 2021

La 30ème édition de la Fête de la Science a eu lieu du 8 au 10 octobre dans la Halle 6 Ouest de Nantes. C'était encore une fois l'occasion de découvrir le travail des chercheurs, de partager des savoirs et d’explorer de nouvelles connaissances. Comme chaque année, grâce à une équipe de scientifiques et techniciens dynamiques, Subatech a participé à ce temps fort de rencontre entre le grand public de tout âge et la Science, en faisant (re)découvrir la chambre à brouillard, l'expérience KM3NeT mais aussi la carte des noyaux en légos. Cette édition a rencontré un franc succès avec plusieurs centaines de participants durant le week end.

La recherche nantaise sur l’astate mise à l’honneur

Elément chimique le plus rare sur Terre, l’astate est fort prometteur pour des applications en radiothérapie ciblée des cancers. Dans cette approche, les progrès dépendent d’une meilleure connaissance de la chimie de cet élément. Des chercheurs des laboratoires CRCINA, Subatech et CEISAM publient dans la prestigieuse revue Accounts of Chemical Research une rétrospective sur 15 années de leurs travaux. Les plus fondamentaux ont permis d’établir la nature des différentes formes stables de l’astate dans l’eau (diagramme de Pourbaix) ou de révéler sa capacité à former des interactions par liaison « halogène », une interaction attractive très spécifique et directionnelle. La détermination de l’affinité électronique de l’astate, rendue possible par une collaboration avec l’organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN - Suisse), est également essentielle pour mieux appréhender son comportement chimique. La production du radioisotope astate-211 par le cyclotron ARRONAX a aussi permis le développement de nouvelles méthodes de synthèse radiochimiques et un vrai bond en avant concernant son utilisation en thérapie des cancers. La Région des Pays de la Loire soutient ces travaux depuis 2005 ; ils ont également bénéficié de financements du Programme d’Investissements d’Avenir (Laboratoire d’Excellence IRON et Équipement d’Excellence ArronaxPlus) et du SIRIC ILIAD, et placent aujourd’hui Nantes comme principal acteur mondial de la recherche sur l’astate. Cette reconnaissance se distingue à l’échelle européenne par la création d’un réseau clinique international (action COST NOAR) qui vise à démontrer que l’astate-211 peut devenir la norme européenne pour le traitement de certaines pathologies cancéreuses.

Guérard, F., Maingueneau, C., Liu, L., Eychenne, R., Gestin, J.-F., Montavon, G. & Galland, N. Advances in the Chemistry of Astatine and Implications for the Development of Radiopharmaceuticals. Acc. Chem. Res. 54, 3264–3275 (2021)

Fukushima, 10 ans après

Dix ans après l’accident nucléaire à Fukushima, les études pour comprendre les causes et les conséquences de la catastrophe nucléaire continuent. Après l'accident, les 3 cœurs des réacteurs ont fondu, produisant plusieurs centaines de tonnes de corium et de débris de combustible, générant en permanence de la chaleur par la décroissance radioactive des produits de fissions présents dans le corium.
Coordonnée par Subatech, une collaboration avec le JAIEA, Université de Kyshu et de l’Université technologique de Tokyo au Japon et le Commissariat à l’Énergie Atomique (CEA) a été initiée pour résumer la recherche de ces dix années après l’accident.
Ces études sont cruciales pour toute planification du démantèlement des réacteurs.
L'évolution temporelle de la chimie des eaux et des inventaires en radionucléides lixiviés des débris par l'eau de refroidissement a été étudiée.  Une comparaison entre les rapports de concentration des actinides et des produits de fission mesurés dans l'eau et les résultats des études de lixiviation des combustibles nucléaires usés ou des débris simulés en laboratoire a été menée à bien.
Comme pour la lixiviation du combustible usé au laboratoire, les fractions des inventaires de ^134,137Cs qui sont analysées dans l'eau de refroidissement sont des ordres de grandeur plus importants que ceux des actinides. Après plus de 10 ans de contact entre les débris de combustible et l'eau, les taux de libération de ¹³⁷Cs restent plus élevés que ceux des actinides même si le taux de rejet de ¹³⁷Cs des débris a diminué d'un facteur 100 environ pendant cette période. La fixation des actinides dans les débris est forte. La stabilité élevée de la fixation des actinides dans les débris rend viable l’option de l'élimination directe des débris de combustible comme déchet dans des conteneurs appropriés après le démantèlement des réacteurs dans le futur.
Accès à l’article : "Ten years after the NPP accident at Fukushima : review on fuel debris behavior in contact with water, Journal of Nuclear Science and Technology", https://doi.org/10.1080/00223131.2021.1966347
Auteurs : Bernd Grambow, Ayako Nitta, Atsuhiro Shibata, Yoshikazu Koma, Satoshi Utsunomiya, Ryu Takami, Kazuki Fueda, Toshihiko Ohnuki, Christophe Jegou, Hugo Laffolley& Christophe Journeau (2021)
Etat des coeurs des réacteurs à Fukushima en 2018: a) unité 1; b) unité 2, c) unité 3. En bleu: l'eau de refroidissement écoulant, les coeurs sont largement fondus et une grande partie est tombée sur le beton au fond, réferences:  Mizokami S, Rempe JL. The Events at Fukushima Daiichi. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences . Elsevier; 2020.