Le césium 137 et le béryllium 7 dans les aérosols atmosphériques

Evolution du césium 137 et du béryllium 7 en France

Les graphiques suivants montrent les évolutions au cours du temps des concentrations moyennes mensuelles en césium 137 et en béryllium 7, obtenues à partir des aérosols collectés sur l'ensemble des stations métropolitaines de l'IRSN.

Les explications...

Le césium 137 provient d'abord des essais d'armes nucléaires dans l'atmosphère. Compte tenu de l'altitude atteinte par le ''champignon atomique'' formé après l'explosion, celui-ci se retrouve emmagasiné dans la haute atmosphère (stratosphère).

Le béryllium 7 quant à lui est d'origine naturelle. Il est créé sous l'effet du rayonnement solaire dans les hautes couches atmosphériques et y est stocké comme le césium 137. Sur le graphique du césium 137, on distingue deux périodes, avant et après l'accident de Tchernobyl où une grande quantité de césium 137 a rejoint des couches atmosphériques basses (troposphère) :

- Jusqu'en 1986 : la diffusion à partir du réservoir stratosphérique et les mouvements saisonniers des masses d'air atmosphériques expliquent les variations annuelles : un maximum l'été, un minimum l'hiver. C'est également le cas pour le béryllium 7. La vitesse avec laquelle la radioactivité décroît est égale entre deux explosions. La période effective de décroissance dans l'atmosphère est alors de un an pour le césium 137. Cette période effective tient compte de la période radioactive (temps au bout duquel la quantité présente initialement est divisée par 2; trente ans pour le césium) du radionucléide, et de la disparition du radionucléide dans l'atmosphère par des mécanismes physiques ou biologiques et des transferts vers les écosystèmes terrestres, marins, ...

- De 1986 à nos jours : qu'il ait été relargué lentement depuis la stratosphère ou plus rapidement depuis la troposphère, le césium 137 a rejoint les plus basses couches atmosphériques dans lesquelles nous vivons pour finalement se déposer sur le sol. De là, il est régulièrement remis en suspension avec les particules arrachées au sol par les vents ou lors d'épisodes particuliers comme les incendies. Dans la période actuelle, les variations annuelles sont en exacte opposition avec celles liées à une origine stratosphérique; on observe cette fois un maximum l'hiver et un minimum l'été. Pareil phénomène était déjà visible dès 1984 car le césium 137 déposé au sol pendant 40 ans était devenu prépondérant par rapport à celui issu du réservoir stratosphérique, non réalimenté depuis 5 ans (date des derniers tirs atmosphériques). Depuis 1987, on constate un allongement de la période effective de décroissance qui atteint 3 ans.

Juste avant l'incident lié à l'incinération en 1998 d'une source de césium 137 dans une aciérie à Algésiras (Espagne), l'activité volumique moyenne dans l'air du césium 137 s'établissait à 0,6 microbecquerel par mètre cube (µBq.m^-3), niveau de référence le plus faible enregistré dans l'atmosphère en France depuis 35 ans, pour ce radionucléide. L'une des plus fortes concentrations moyennes a été relevée à la station de la Seyne sur Mer pendant la semaine suivant l'incinération. La valeur moyenne obtenue localement sur une période de collecte de 5 jours correspondait à environ 2500 fois celles observées les semaines précédentes. En moyenne nationale, les valeurs maximales mesurées juste après les évènements de Tchernobyl et d'Algésiras étaient respectivement un million de fois et cinq cent fois les valeurs moyennes obtenues les semaines précédentes. Actuellement l'activité du césium 137 est à son niveau le plus bas observé depuis 1959, année de mise en place des stations de collecte d'aérosols de l'observatoire OPERA.