Technogenic nature of radionuclide distribution at operating uranium sorption sites in Uzbekistan: a comprehensive assessment of air, surface, and soil compartments

Dans les paysages arides d'Asie centrale, sous les sables mouvants du désert du Kyzylkum, se trouvent de vastes gisements d'uranium. Cet élément, un métal lourd présent naturellement dans la croûte terrestre, est le combustible qui alimente l'énergie nucléaire. Pour l'extraire, les sociétés minières utilisent souvent une méthode appelée lixiviation in situ. Au lieu de creuser de gigantesques fosses à ciel ouvert ou de creuser des tunnels profondément sous terre, elles pompent une solution liquide spéciale dans le sol pour dissoudre l'uranium directement de la roche. Le liquide, portant désormais le métal dissous, est pompé vers la surface. Là, il passe par un système de filtration où l'uranium est capturé sur des billes spéciales, un peu comme une éponge qui absorbe l'eau, laissant derrière elle le reste du liquide. Ce processus est efficace et laisse la surface largement intacte, mais il apporte un défi caché : la solution d'uranium libère un gaz incolore et inodore appelé radon, et de minuscules particules de poussière radioactive peuvent devenir aériennes. Parce que ces substances sont invisibles, les scientifiques doivent les mesurer avec soin pour comprendre si l'opération minière crée un risque radiologique pour les travailleurs et les communautés voisines, ou si les niveaux font simplement partie de la radiation de fond naturelle qui existe partout sur la Terre.

Une équipe de chercheurs issus d'universités ouzbekes s'est donné pour mission de résoudre cette énigme dans six sites de sorption d'uranium actifs dans la région de Samarcande. Leur objectif était de déterminer si les niveaux de radiation trouvés autour de ces installations étaient causés par la technologie minière elle-même ou par la géologie naturelle de la zone. Pour ce faire, ils ne se sont pas appuyés sur une mesure unique. Au lieu de cela, ils ont mené une enquête complète qui a examiné l'air, le sol, les surfaces des machines et la terre. Ils ont mesuré la concentration de gaz radon et de ses produits de désintégration dans l'air, ont vérifié le niveau de rayonnement gamma — le type de rayonnement capable de pénétrer les murs et d'atteindre le corps humain — autour de l'équipement, et ont testé les surfaces des machines pour la contamination radioactive. Ils ont également prélevé des échantillons de sol pour analyser les éléments radioactifs naturels présents dans le sol. De manière cruciale, ils ont comparé toutes ces mesures aux données collectées auprès de huit points de contrôle dans des villages résidentiels voisins, éloignés de l'activité industrielle, afin d'établir une base de référence de ce à quoi ressemble l'environnement sans l'influence de la mine.

Les résultats ont brossé un tableau clair de l'origine de la radiation. À l'intérieur des zones opérationnelles, particulièrement à la plateforme d'échange de résine où l'uranium est séparé du liquide et aux colonnes de sorption où le processus se déroule, l'air était nettement plus radioactif que dans les villages environnants. La concentration de gaz radon et de poussière radioactive à vie longue dans ces zones de travail spécifiques était près de quatre fois plus élevée que les niveaux de fond trouvés dans les villages de contrôle. De même, le taux de dose de rayonnement provenant du sol et de l'équipement dans ces zones était jusqu'à cinq fois plus élevé que le rayonnement naturel de fond. Les chercheurs ont également constaté que les surfaces des machines, en particulier les pompes et les plateformes d'échange, étaient contaminées par des matières radioactives. Dans plusieurs cas, la contamination sur ces surfaces dépassait les limites de sécurité fixées par les normes internationales pour les matériaux à faible toxicité. Ce schéma était constant : plus le point de mesure était proche du traitement actif de la solution d'uranium, plus les niveaux de radiation étaient élevés.

Cependant, l'histoire change quand les chercheurs ont examiné le sol. Si le processus minier répandait les matières radioactives largement dans la terre, le sol près des usines devrait présenter des niveaux beaucoup plus élevés d'éléments radioactifs naturels que le sol des villages. Les données ont montré une réalité différente. Bien que le sol près des sites d'uranium présente des niveaux de radionucléides naturels légèrement plus élevés que les villages de contrôle, la différence est faible — environ dix-huit pour cent. Plus important encore, les niveaux de radiation dans le sol, même sur les sites, restaient bien en dessous des limites de sécurité internationales recommandées pour la population générale. Les chercheurs ont calculé divers indices de sécurité basés sur la composition du sol, et chacun d'eux s'est révélé sûr. Cette découverte était cruciale car elle a permis d'exclure l'idée que le contexte géologique de la zone était la cause principale des hauts relevés de radiation trouvés dans l'air et sur l'équipement. Le sol était relativement uniforme, ce qui signifie que les pics spectaculaires de radiation dans l'air et sur les surfaces ne pouvaient pas être imputés à la géologie naturelle.

En combinant ces différentes lignes de preuve, l'étude a conclu que les niveaux élevés de radiation étaient un résultat direct du processus technologique. Le lien étroit entre les niveaux élevés de radon, la poussière radioactive, le rayonnement gamma et la contamination de surface pointait tous vers la même source : la manipulation des solutions contenant de l'uranium. Le fait que ces niveaux élevés soient confinés aux zones spécifiques où la technologie opère, tandis que le sol reste relativement propre et sûr, a confirmé que la radiation n'était pas une caractéristique naturelle du paysage, mais un sous-produit de l'activité industrielle. L'étude a également utilisé des méthodes statistiques pour montrer que ces différents indicateurs de radiation évoluaient ensemble ; quand l'un était élevé, les autres l'étaient aussi, renforçant l'idée qu'ils partageaient une origine commune.

Les implications de ces résultats sont spécifiques et pratiques. La recherche indique que le principal risque pour la santé humaine dans ces installations ne provient pas du sol sous leurs pieds, mais de l'air qu'ils respirent et des surfaces qu'ils touchent au sein des zones industrielles. Les travailleurs opérant les plateformes d'échange de résine et les colonnes de sorption sont ceux qui sont le plus exposés à ces niveaux élevés. L'étude suggère que les efforts de protection contre les radiations devraient se concentrer intensément sur ces zones spécifiques, en veillant à ce que les travailleurs soient correctement protégés et que les systèmes de ventilation éliminent efficacement le gaz et la poussière radioactifs. Bien que l'environnement environnant et le sol restent sûrs, les zones opérationnelles nécessitent une gestion stricte pour maintenir l'exposition des travailleurs dans des limites sécuritaires. Ce travail fournit une carte détaillée de là où la radiation se trouve et de là où elle n'est pas, offrant une base scientifique pour protéger les personnes qui assurent la production d'uranium.