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Chemical characterization of airborne particles produced by laser cutting of corium simulants

C. DAZON (1), E. PORCHERON (1), Y. LEBLOIS (1), C. CHAGNOT (2), I. DOYEN (2), C. JOURNEAU (3), E. EXCOFFIER (4), D. ROULET (5)

1. Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), PSN-RES, SCA, 91192 Gif-sur-Yvette, France
2. Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), DEN/SEMT, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
3. Commissariat à l’Energie Atomique, DEN/DTN/SMTA/LEAG, 13108 Saint-Paul-lez-Durance, France
4. Commissariat à l’Energie Atomique, DEN/DMRC/SA2I/LMAC, 30207, Bagnols-sur-Cèze, France
5. ONET Technologies, 26701 Pierrelatte, France

[2020]

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Résumé

Dans le contexte du démantèlement des réacteurs de Fukushima Daiichi, plusieurs projets ont été subventionnés par le gouvernement japonais pour préparer les opérations de retrait du corium. Dans ce cadre, une étude conjointe menée entre ONET Technologies et les laboratoires du CEA et de l'IRSN  a permis de démontrer la faisabilité de l'utilisation de la technique de découpe par laser et d'estimer le terme source aérosol ainsi généré. Deux simulants du corium synthétisés et caractérisés par le CEA-Cadarache ont fait l'objet d'essais de tirs laser sous air et sous eau au sein de l'installation DELIA du CEA Saclay, et les aérosols émis ont été caractérisés par l'IRSN. La caractérisation des particules émises en termes de concentration et de distribution granulométrique a permis d'apporter des informations pour prédire notamment le transport et le dépôt des particules, mais la connaissance de la composition chimique par classe de taille est une information nécessaire pour une meilleure gestion des risques professionnels et environnementaux. Cet article présente les résultats concernant la caractérisation de la composition chimique de l'aérosol d'un simulant du corium, en condition de découpe laser sous air, et la distribution granulométrique associée.


Mots clés

Découpe laser, aérosol, composition chimique

Abstract

In the context of Fukushima Daiichi fuel debris retrieval, several R&D projects have been launched and subsidized by the Japanese government to study and arrange operations for the corium retrieval. In this framework, a study carried out by ONET Technologies, CEA and IRSN laboratories demonstrated the feasibility of fuel debris cutting by the laser technique in air and underwater conditions. The characterization of aerosols released in terms of concentration and particle size distribution led to useful knowledge for transport and particle deposition for in situ management. Two fuel debris simulants were synthetized by CEA-Cadarache for this, and the DELIA facility at CEA-Saclay was used in cooperation with IRSN for aerosol characterization. However, a better occupational and environmental risk management requires the knowledge of both particle size distribution and chemical composition. This article presents the results related to the characterization of chemical composition and particle size distribution for a fuel debris simulant cut by laser technique in air condition on the DELIA facility.


Keywords

laser cutting, aerosol, chemical composition

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2020-19691

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