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Gouvernement du Canada / Government of Canada

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Sommaires des rapports de recherche 2022–2023

R656.2 - Autorisation de logiciels essentiels à la sûreté pour les réacteurs nucléaires - Position commune des organismes internationaux de réglementation nucléaire et de soutien technique autorisés

Au Canada, le document d’application de la réglementation REGDOC-2.5.2, Conception d’installations dotées de réacteurs : Centrales nucléaires est le document de la Commission canadienne de la sûreté nucléaire axé sur la réglementation de la conception des centrales nucléaires. Le REGDOC-2.5.2 établit à la fois des exigences et de l’orientation à l’égard de la conception. Toutefois, il existe peu d’orientation sur la manière de se conformer aux exigences lors du recours aux systèmes informatiques pour mettre en œuvre les fonctions de sûreté. Afin d’élaborer une orientation approfondie pour l’examen des logiciels essentiels à la sûreté, la CCSN s’est jointe au Groupe de travail sur les logiciels essentiels à la sûreté, à l’instar d’autres organismes de réglementation, dont les principaux organismes de réglementation européens et la NRC des États-Unis.

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R691.2 - Analogues naturels : Retour sur Cigar Lake

Le combustible nucléaire usé est considéré comme un déchet radioactif de haute activité au Canada. L’approche reconnue à l’échelle internationale consiste à stocker définitivement le combustible usé dans un dépôt géologique en profondeur (DGP). La Société de gestion des déchets nucléaires dirige actuellement le processus de sélection d’un emplacement pour le DGP destiné au combustible usé au Canada. En tant qu’organisme de réglementation, la CCSN mène des études sur la sûreté à long terme des DGP et des analogues naturels.

Le combustible usé contient divers isotopes radioactifs à longue période qui doivent être isolés et confinés pendant une période allant jusqu’à un million d’années. L’un des isotopes radioactifs les plus importants présents dans ce type de déchets est l’iode 129 (129I), qui présente une longue demi-vie et une grande mobilité.

La sûreté à long terme d’un DGP constitue une exigence réglementaire. L’étude a été menée par l’Université d’Ottawa et vise à mesurer la production in situ de 129I ainsi qu’à déterminer sa mobilité dans le gisement d’uranium de Cigar Lake, un analogue naturel bien connu pour un DGP.

Les gisements de minerai d’uranium sont utiles comme analogues naturels pour étudier la mobilité des radionucléides (y compris le 129I, qui est le principal radioisotope préoccupant) dans les déchets radioactifs sur de longues périodes dans des milieux naturels. Pour cette étude, nous avons donc choisi Cigar Lake, situé en Saskatchewan, au Canada, en tant qu’analogue pour le DGP en raison des concentrations élevées d’uranium naturellement présentes, de l’argile qui imite une barrière artificielle et de l’importante caractérisation du site en tant qu’analogue naturel.

Nous avons prélevé 57 échantillons dans neuf trous forés dans le gisement d’uranium de Cigar Lake. Nous avons extrait par combustion de l’iode des échantillons de roche, puis nous avons analysé deux isotopes au moyen de la spectrométrie de masse par accélérateur (129I) et de la spectrométrie de masse à plasma inductif (127I). Nous avons procédé à des mesures et des calculs pour déterminer la production et la migration in situ du 129I et pour limiter le temps de séjour du radionucléide dans le site d’analogues naturels de Cigar Lake afin de fournir la première évaluation empirique de la mobilité et du temps de séjour du 129I dans un analogue naturel de DGP.

Grâce à ces travaux, nous avons révélé que le 129I produit dans le gisement de minerai a migré hors du système, car les concentrations de 129I mesurées dans le gisement de minerai étaient appauvries par rapport aux valeurs de l’équilibre séculaire calculé (taux de production = taux de perte), et enrichies à l’extérieur de la zone du gisement, ce qui indique que du 129I avait été transporté à travers la calotte argileuse jusque dans le grès environnant. En utilisant la concentration mesurée de 129I, nous avons obtenu un temps de séjour moyen d’un million d’années dans le gisement de minerai, ce qui est bien inférieur au temps de séjour minimal d’environ 80 millions d’années qui serait obtenu si le 129I mesuré et le 129I calculé étaient en équilibre séculaire. Nos résultats indiquent que le halo argileux qui recouvre le gisement de minerai n’empêche pas la diffusion du 129I et ne constitue pas un obstacle important à sa migration, ce qui contredit l’hypothèse initiale selon laquelle le 129I serait en équilibre séculaire, ainsi que les études antérieures de l’analogue naturel de Cigar Lake qui montraient que la calotte argileuse constituait un obstacle à la migration de l’uranium, bien que ces études n’aient pas examiné la migration du 129I.

Quoi qu’il en soit, cette étude indique qu’un DGP bien conçu qui comprend une combinaison de barrières naturelles et artificielles pourrait contenir du 129I pendant au moins un million d’années, en tenant compte de la capacité de l’analogue naturel de Cigar Lake à le faire en tant que système complètement naturel.

R691.4 - Transport des radionucléides dans l’Arctique : Quantification des effets de la glaciation sur les projets de stockage définitif dans des formations géologiques

Le fondement scientifique de la sûreté du stockage définitif des déchets nucléaires dans un dépôt géologique en profondeur (DGP) repose sur des dizaines d’années d’études et d’évaluation technique. Au Canada, la Société de gestion des déchets nucléaires (SGDN) procède à la sélection d’un site éventuel pour le stockage définitif dans des formations géologiques profondes du combustible usé généré par l’exploitation des centrales nucléaires canadiennes. La SGDN prévoit sélectionner l’un de deux sites d’ici 2024; le processus de surveillance réglementaire commencera par la suite.

Selon l’histoire géologique connue du Canada, nous nous attendons à ce que deux sites faisant partie du processus de sélection de la SGDN soient sujets à de futures glaciations; l’effet de la glaciation sur l’évolution d’un DGP au Canada est un aspect important de la recherche en matière de réglementation dont la CCSN doit tenir compte en vue d’une future demande de permis.

Cette recherche, menée par l’Université du Manitoba, portait sur les gisements d’uranium de Kiggavik (Nunavut) au Canada. Il s’agit d’une série de gisements de hautes latitudes ayant subi plusieurs glaciations durant le Pléistocène. Le projet a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur la migration des radionucléides à grande échelle, sur les plans spatial et temporel.

Ce projet a permis de déterminer les processus clés qui influencent la mobilité des radionucléides, y compris les estimations du moment et de la durée des mécanismes hydrauliques nécessaires pour le transport, la concentration et la modification des radionucléides dans l’Arctique canadien.

Il a également permis d’élaborer un nouveau modèle structural et d’altération de la zone d’étude ainsi qu’une nouvelle interprétation de l’évolution des gisements d’uranium, en établissant des datations relatives et absolues de la minéralogenèse.

Il s’agit d’un nouvel analogue naturel pertinent pour le Canada aux fins du stockage définitif dans des formations géologiques profondes représentant un environnement fracturé et érodé postglaciaire. Le personnel de la CCSN utilisera les résultats de cette étude pour l’acquisition et la conservation de connaissances scientifiques indépendantes favorisant des décisions éclairées en matière d’autorisation et pour la communication d’information objective aux parties intéressées.

R691.5 - Élaboration de modèles mathématiques de la géomécanique du calcaire de Cobourg et du granit de Lac du Bonnet fondés sur la caractérisation microstructurale

La Société de gestion des déchets nucléaires (SGDN) procède au choix de l’un de deux sites en Ontario, soit South Bruce ou Ignace, aux fins de stockage définitif du combustible usé généré par les centrales nucléaires canadiennes. 

À South Bruce, la formation rocheuse hôte envisagée est constituée de calcaire de Cobourg, une formation de roche sédimentaire datant de l’Ordovicien. En raison de sa grande résistance, de sa faible perméabilité et de sa capacité élevée de sorption, le calcaire de Cobourg constituerait une barrière efficace à la migration des radionucléides.

À Ignace, la formation rocheuse hôte envisagée est constituée de roche plutonique du batholite de Revell. Comme les données géomécaniques du batholite de Revell n’étaient pas disponibles au moment de la réalisation de ce projet de recherche, on a étudié une formation similaire, le batholite de Lac du Bonnet. Ce dernier est un granit tarditectonique de l’ouest de la province du lac Supérieur du Bouclier canadien, qui comprend plusieurs régions lithotectoniques du nord-ouest de l’Ontario et de l’est du Manitoba.

Le but de ce projet est de formuler et d’établir de manière numérique les relations constitutives régissant la réponse hydromécanique du calcaire de Cobourg et du granit de Lac du Bonnet.

Voici les principales composantes du projet :

  • Aperçu des tendances fondamentales relatives au comportement hydromécanique des deux types de roches
  • Modélisation des déformations homogènes ainsi que de l’apparition et la propagation des dommages localisés
  • Adoption d’une approche de continuum pour l’analyse hydromécanique couplée en présence de discontinuités
  • Vérification de l’efficacité d’une loi constitutive par rapport à une approche de discontinuité intégrée pour l’évaluation des propriétés hydrauliques et de la réponse hydromécanique couplée des roches cristallines fracturées, comme le granit de Lac du Bonnet.

R719.2 - Programme de recherche sur le rayonnement à faible dose du gouvernement fédéral : Enquête internationale visant à faire progresser l’utilisation du cadre du parcours de résultats néfastes (PRN)

Le risque lié au rayonnement à faible dose a une incidence importante pour l’environnement et la santé humaine. Pour cette raison, il est important de comprendre des données scientifiques provenant de plusieurs types d’études.

Le cadre du parcours de résultats néfastes (PRN) a démontré son efficacité pour la consolidation et la structuration de multiples sources de données couvrant divers niveaux d’organisation biologique. Le cadre du PRN facilite l’accès à des données complexes et leur compréhension par les évaluateurs de risques et les décideurs responsables d’établir des lignes directrices pour la protection de la santé humaine et de l’environnement.

L’objectif de l’étude était de mener un exercice prospectif visant à établir 25 questions de recherche clés qui pourraient être appuyées par le cadre du PRN. Les réponses éventuelles à ces questions pourraient améliorer la description de la relation dose-réponse au rayonnement pour les expositions à de faibles doses et débits de dose, et réduire les incertitudes dans l’estimation du risque de développer des effets néfastes sur la santé à la suite de telles expositions.

L’étude comportait trois volets principaux :

  • Invitation ouverte aux chercheurs s’intéressant au rayonnement et aux organismes de réglementation du monde entier à proposer des questions aux fins d’examen ultérieur par les membres du comité directeur (CD) du projet
  • Examen collaboratif par le CD des questions soumises, et atelier virtuel de deux jours visant à préciser ces questions, ce qui a permis de réduire la liste à 25 questions de recherche clés
  • Enquête internationale auprès de chercheurs et d’organismes de réglementation dans le cadre de laquelle chaque participant interrogé a été invité à classer l’importance relative de chacune des 25 questions clés retenues

R751.1 -  Effet de la contamination radioactive et des particules chaudes sur la dose au cristallin

 En 2012, la Commission internationale de protection radiologique (CIPR) a émis, dans la publication 118, de nouvelles recommandations à l’égard des limites de dose au cristallin. Toutefois, grâce à de nouvelles analyses des données historiques sur l’exposition, on a découvert que les cataractes radio-induites peuvent survenir à des doses plus faibles que celles que l’on supposait auparavant. À la suite de cette découverte, on a lancé d’importantes initiatives dans divers domaines, y compris la dosimétrie, les simulations d’effets de rayonnement et l’examen des limites réglementaires nationales.

Ces travaux visaient à mettre sous forme de tableaux les données sur les débits de dose au cristallin, par activité (MBq), pour divers radionucléides.

Dans ce rapport, nous présentons pour 102 radionucléides d’intérêt la dose au cristallin provenant d’une contamination directe de la cornée et d’autres parties de l’œil, exprimée en facteurs de conversion du débit de dose au cristallin, en Gy h-1 MBq-1. Nous avons choisi ces radionucléides, car l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) estime qu’ils sont importants pour la dose à la peau.

Nous avons inclus dans le rapport une description de la méthode utilisée pour simuler séparément toutes les émissions des radionucléides d’importance pour toutes les géométries d’irradiation d’intérêt, une discussion des résultats ainsi qu’une description des essais de validation. Nous fournissons également un ensemble complet de tableaux des facteurs de conversion du débit de dose pour tous les radionucléides et géométries d’intérêt. Les résultats du rapport aideront les spécialistes de la radioprotection qui, en cas d’événement mettant en cause une radioexposition, doivent procéder à une évaluation de la dose, mais qui n’ont pas les connaissances, le temps ou l’accès aux installations informatiques nécessaires pour réaliser des simulations détaillées. Les résultats de ces travaux ont été publiés récemment (3 janvier 2023) dans une revue à comité de lecture sous le titre « Eye-lens dose rate conversion factors due to hot particles and surface contaminations on the cornea », Journal of Radiological Protection, vol. 42(4)  https://doi.org/10.1088/1361-6498/acad0e (En anglais seulement)

R760.1 - Étude pour le compte de la Commission canadienne de sûreté nucléaire sur les applications de l’intelligence artificielle et leur incidence sur le secteur nucléaire

La mobilisation par la CCSN de l’industrie nucléaire a permis de révéler la volonté d’intégrer l’intelligence artificielle (IA) dans les activités réglementées. Étant donné que l’IA semble permettre l’accélération du développement technologique dans le secteur nucléaire, les organismes de réglementation, l’industrie et les parties intéressées en analysent les avantages potentiels, allant de l’automatisation des flux de travail à l’optimisation de la conception, en passant par les gains d’efficience. Toutefois, l’intersection de l’IA et des applications importantes pour la sûreté pose un risque pour le secteur nucléaire puisqu’il est difficile de procéder à l’audit et à la surveillance de la technologie.

Le présent rapport vise à étudier les applications et incidences potentielles de l’IA pour le secteur nucléaire ainsi qu’à examiner l’état de préparation à la mise en œuvre de l’IA, dans diverses applications nucléaires, dans le cadre de réglementation exhaustif et rigoureux actuel.

La portée de l’étude inclut les éléments suivants :

  • cerner et comparer différentes définitions de l’IA dans les secteurs publics et réglementés
  • examiner les applications pertinentes de l’IA dans le secteur nucléaire
  • examiner les activités de réglementation actuelles pour donner suite aux applications de l’IA dans le secteur nucléaire 
  • évaluer le cadre de réglementation de la CCSN pour déterminer l’incidence de l’IA sur les applications importantes pour la sûreté en ce qui concerne la fiabilité, la confiance et la sécurité, et suggérer des façons possibles d’utiliser le cadre en vue de la mise en œuvre opérationnelle de l’IA par les titulaires de permis dans le contexte de leurs activités nucléaires réglementées 

Cette étude permettra d’informer la CCSN quant à la manière dont elle pourrait envisager la mise en œuvre potentielle de l’IA dans le contexte des activités nucléaires réglementées. De plus, parallèlement à la volonté de l’industrie d’adopter l’IA, les organismes de réglementation, y compris la CCSN, cherchent activement des possibilités d’uniformiser leurs activités de réglementation en intégrant également l’IA à leurs processus internes. Par conséquent, les résultats de cette étude favoriseront aussi ces objectifs.

Pour obtenir le rapport complet, veuillez demander le rapport final RSP-760.1 à cnsc.info.ccsn@cnsc-ccsn.gc.ca.

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