Gérard Binot devant son labo en début de mission pendant le débarquement

ÉTUDES SUR LE THORON ET LE RADON

On trouve en suspension dans l'atmosphère des aérosols radioactifs provenant principalement de deux origines différentes :

1. naturelle : produits de désintégration du radon et du thoron exhalés par les sols émergés, ou produits de désintégration d'éléments radiogéniques, c'est-à-dire apportés ou créés par le rayonnement cosmique.
2. artificielle : produits de fission des explosions nucléaires.

Très schématiquement, les aérosols radioactifs naturels sont un traceur des mouvements de la très basse atmosphère et, par suite de leurs périodes radioactives, seuls les descendants du radon peuvent se trouver loin de leur source. Les aérosols radioactifs artificiels, généralement injectés dans la stratosphère, servent de traceur aux phénomènes d'injection d'air stratosphérique dans la basse atmosphère et ces dernières, se produisant aux latitudes moyennes, dans des zones étroitement délimitées. Finalement ils permettent de mesurer les vitesses de transfert méridien de l'atmosphère.

A l'intérieur du labo

Dans cette optique, au cours des premières années, les mesures les plus importantes ont été réalisées à bord des bateaux assurant le transport des expéditions antarctiques et subantarctiques, les mesures à poste fixe servant à jalonner le parcours des bateaux et à compenser l'absence de ceux-ci durant la plus grande partie de l'année.

La reproductibilité, en fonction des années, de variations très importantes de concentration des aérosols radioactifs, a permis la mise en évidence d'une véritable structure zonale de l'atmosphère, principalement dans l'hémisphère Sud, caractérisées par les "barrières de diffusion", permanentes (0°, et 24° Sud) ou saisonnières (22°Sud) suivant à peu près les parallèles.

Parallèlement, un bilan du radon commence à être établi, loin de ses sources, dans le but d'en déduire la quantité de radon injectée dans l'atmosphère par l'ensemble des terres émergées.

Situation aux îles Kerguelen :

Dans cette station, la concentration des aérosols radioactifs artificiels est particulièrement faible, alors que la contamination des pluies est loin d'être négligeable. Ceci peut résulter :

1. soit d'un nettoyage particulièrement efficace des basses couches de l'atmosphère (peut-être par "léchage" de la surface des océans)
2. soit du fait que la concentration des aérosols radioactifs n'est faible qu'à basse altitude, les zones pluviogènes étant, elles, normalement contaminées.

Circulation du radon :

Malgré l'éloignement de tout continent non glacé, la concentration du radon dans les régions antarctiques, et subantarctiques, est loin d'être négligeable. La brutalité des variations et les hautes concentrations observées parfois ont justifié le néologisme "d'orage radonique". Ceci implique des mesures toutes les deux heures aux Îles Kerguelen.

Il est maintenant prouvé que le radon mesuré à Kerguelen provient des continents, éloignés, de l'hémisphère austral, alors que le thoron provient de l'île même. On conçoit alors l'étroite corrélation pouvant exister entre le taux du comptage du radon et les phénomènes météorologiques à grande échelle.

Appareillage :

Les appareils mis en œuvre pour doser thoron et radon fixés aux aérosols sont des ensembles comprenant :

1. un dispositif de pompage sur filtre
2. des chaînes de comptage classique alpha et beta, mesurant la radioactivité des filtres.

Les taux de radioactivité alpha et beta, mesurés à des intervalles de temps fixés, permettent de calculer les teneurs en radon et thoron, connaissant leur constante de désintégration.

MESURES DIVERSES PRATIQUEES AU R.A.C.E.A

Cette année ont été entrepris à Kerguelen des dosages de Polonium 210 (210Po) dans l'eau de pluie. Le 210Po, descendant du radon par l'intermédiaire du plomb 210, est d'abord recueilli chimiquement au terme d'un protocole assez complexe. Puis, étant radioactif, il est dosé par comptage. Cette étude permettra de connaître la teneur en radon des zones pluviogènes.

D'autre expériences ont été entreprises au RACEA lors des précédentes missions. On peut citer : la variation de la teneur en Béryllium 7 des poussières atmosphériques, et celle du Carbone 14 d'air.

Nous constatons donc que l'activité du RACEA se concentre autour du dosage d'éléments radioactifs, très rares dans l'atmosphère. Certains de ces éléments sont créés par des phénomènes cosmiques dans la très haute atmosphère, et leur dosage, au sol et surtout en altitude, comme cela fut pratiqué durant la campagne d'été, permet de suivre les variations de rythme de la cosmosynthèse. Mais c'est surtout pour leur rôle de traceur dans la basse atmosphère que sont étudiés les aérosols radioactifs.