Matrices environnementales

En tant que laboratoire national de métrologie dans le domaine des rayonnements ionisants et du fait de son expérience d’une quarantaine d’années dans l’organisation de tests interlaboratoires, le LNHB a été sollicité, par des laboratoires participants aux tests réglementaires de l’IRSN afin d’organiser des tests de préparation.

En effet, depuis 2003, l’ASN et l’IRSN ont pour mission de piloter et gérer le Réseau National de Mesures (RNM institué par les articles R.1333-11 et R.1333-11-1 du Code de la santé publique). Les analyses radiologiques des échantillons environnementaux sont donc réalisées par l’IRSN et par les laboratoires agréés.

Les agréments sont accordés sur la base de critères qualité et techniques : notamment l’obtention de résultats satisfaisants aux tests d’intercomparaisons pluri-annuels organisés par l’IRSN. Les différents essais interlaboratoires sont programmés par type de matrice environnementale et par catégorie de mesures radioactives en fonction de la grille d’agrément homologuée par l’ASN. Il existe ainsi 6 familles de matrices environnementales (eaux, sols, matrices biologiques, aérosols, etc.) et 17 catégories de mesures radioactives (tritium, alpha global, bêta global, radionucléides émetteurs γ > 100 keV, etc.), représentant 52 agréments. Les résultats des tests sont analysés par une commission d’agrément. Un écart supérieur à 25 % par rapport aux valeurs de référence entraîne le retrait de l’agrément. Il était donc important de permettre aux laboratoires agréés de tester et améliorer leurs performances en amont des tests réglementaires.

Le LNE-LNHB s’est donc doté de diverses installations de mesure à bas-bruit de fond, ainsi que de deux laboratoires aménagés et équipés (ventilation, mobilier de laboratoire, appareils) permettant de préparer des matrices environnementales liquides ou solides (ex : sols ou végétaux) : un laboratoire de préparation et de traitement des échantillons et un local dédié aux opérations de broyage des matrices solides.

Pour les matrices liquides, des méthodes de séparation et de mesure des radionucléides avec des étapes de radiochimie séparative établies permettent la détermination des valeurs de référence avec leurs incertitudes associées.

Concernant les matrices solides, pour lesquelles les conditions de préparation sont plus spécifiques, le LNHB dispose des moyens techniques pour la production d’échantillons environnementaux marqués pour des densités et compositions variées.

La détermination des valeurs de référence et des incertitudes associées sur ce type de matrice marquée se fait selon le processus suivant :

• prélèvement d’une matrice homogène avec mesure du bruit de fond radiologique,
• séchage : afin de faciliter l’étape de broyage et d’augmenter la durée de conservation de la matrice par diminution de sa teneur en eau,
• broyage afin d’obtenir une matrice finement divisée,
• tamisage afin de caractériser la distribution granulométrique des particules et de récupérer la fraction souhaitée,
• homogénéisation : mélange de tous les lots traités et évaluation de la masse volumique et du taux d’humidité de la matrice,
• marquage en milieu humide,
• séchage,
• mesures par spectrométrie gamma dans le cas d’émetteurs gamma afin de caractériser la matrice marquée obtenue en termes d’activité massique moyenne et d’estimer le rendement de l’étape de marquage, ainsi que l’homogénéité de la matrice préparée.

Pour exemple, un test interlaboratoire portant sur la mesure de la matrice végétale marquée avec des radionucléides émetteurs gamma a été organisé par le LNE-LNHB avec l’identification des radionucléides présents et mesure de leur activité massique, pour un niveau d’activité de l’ordre de quelques centaines de mBq.g^-1

Dans le cadre de ces activités, le LNHB participe également à des exercices d’intercomparaison internationaux réalisées sous l’égide du CCRI ou de l’AIEA par exemple.

Exemple de projets collaboratifs :
MetroRWM (Metrology for Radioactive Waste Management) avec la mesure de billes d’argile, de graviers et de pouzzolane,
MetroMetal (Ionizing radiation metrology for metallurgical industry) avec la mesure de scories et de cendres,
IND57 MetroNORM (Metrology for processing materials with high natural radioactivity) avec la mesure de phosphogypse, de résines échangeuses d’ions