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Suite à la grave crise nucléaire que traverse le Japon, le CEA propose une page d’information afin d’apporter des éléments de réponse aux questions les plus fréquemment posées. Par exemple : Que sait-on du déroulement de l’accident survenu dans la centrale de Fukushima Dai-Ichi ? Quelle est l’exposition des populations aux rayonnements ? Comment se protège-t-on de la radioactivité ? Quelles sont les spécificités des réacteurs japonais dits à eau bouillante (REB) ? Le CEA mettra régulièrement cette page à jour avec de nouvelles questions.

Situation au 18 mars 2011

D’après les informations des autorités japonaises, de l’opérateur TEPCO et des observateurs américains, les enceintes de confinement de tous les réacteurs de la centrale nucléaire de Fukushima seraient demeurées intactes malgré le séisme et les explosions liées à la formation d’hydrogène dans les réacteurs 1, 2 et 3. Par conséquent, les relargages de radioactivité dans l’environnement pourraient être seulement dus aux opérations de dépressurisation et à l’évaporation des piscines de refroidissement des combustibles usés.

Les dernières informations indiquent également que les piscines auraient pu être à nouveau remplies d’eau grâce à l’arrivée de camions-citernes et de camions-pompes de la police. Ces piscines étant maintenant réalimentées en eau, la situation serait sous contrôle. Les équipes sont en train de tenter de rétablir l’arrivée du courant électrique au niveau des installations de refroidissement existantes.

Pour s’informer sur l’évolution de la situation, consulter les sites de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) et de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN).

Questions/Réponses

1. Comment fonctionne une centrale nucléaire ?
2. A quoi sert l’enceinte de confinement d’un réacteur ?
3. Que sait-on du déroulement de l’accident survenu dans la centrale de Fukushima Dai-Ichi ?
4. Quelles sont les particularités des réacteurs nucléaires japonais ?
5. Quelle augmentation de la radioactivité cet accident a-t-il entraîné ?
6. A quoi correspondent les niveaux de gravité dans le classement des accidents nucléaires ?
7. Quelle est l’exposition des populations aux rayonnements ?
8. Comment se protège-t-on de la radioactivité ?
9. Peut-on connaître les mesures de radioactivité en France métropolitaine et dans les DOM-TOM ?
Lien vers la liste complète de questions et leurs réponses sur le site du CEA.

Science.gouv publie ici les réponses aux trois premières questions :

1. Comment fonctionne une centrale nucléaire ?

Le principe général de fonctionnement d’une centrale nucléaire est le même que celui d’une centrale thermique classique : il s’agit de produire de la vapeur d’eau pour faire tourner une turbine couplée à un alternateur qui fabrique de l’électricité. La différence réside dans la nature du combustible et la manière de produire cette vapeur d’eau. Dans une centrale classique, un combustible fossile est brûlé et la chaleur produite transforme de l’eau en vapeur d’eau. Dans une centrale nucléaire, le combustible est constitué de noyaux fissiles d’uranium (et éventuellement de plutonium). La réaction nucléaire consiste à casser ces noyaux, ce qui dégage de l’énergie utilisée pour produire de la vapeur d’eau.

2. A quoi sert l’enceinte de confinement d’un réacteur ?

Comme les Français, les Japonais adoptent le principe des trois barrières de confinement pour leurs réacteurs.
Dans les réacteurs de Fukushima, ces trois barrières sont :
• la gaine en métal qui enveloppe du combustible,
• la cuve métallique qui contient les assemblages combustibles-gaine (cœur du réacteur)
• et l’enceinte de confinement constituée d’un liner métallique et d’une structure en béton
Dans ce type de réacteur, les REB, le bâtiment réacteur ne constitue pas une barrière de confinement au sens de la sûreté.
Lorsque le cœur fond, les gaines se dégradent (première barrière). Le corium, magma à très haute température qui résulte de la fusion des métaux présents avec le combustible, peut alors percer la cuve du réacteur et progresser au travers du liner et du béton de l’enceinte de confinement.
Pour les réacteurs de Fukushima (dont le 4), le problème se situe aussi au niveau des piscines de stockage des combustibles usés. Les réactions nucléaires de fission n’ont plus lieu dans ces combustibles usés. En revanche, les combustibles usés contiennent des éléments qui ont été produits lors des réactions de fission appelés « produits de fission ».
Ces piscines sont séparées du cœur du réacteur. Les assemblages de combustibles usés (gaine plus combustibles) y sont stockés pour y être refroidis avant d’être envoyés dans la filière de gestion adaptée.

3. Que sait-on du déroulement de l’accident survenu dans la centrale de Fukushima Dai-Ichi ?

Le scénario de l’accident a probablement été similaire pour les réacteurs 1, 2 et 3 de la centrale. Ils se sont arrêtés normalement et automatiquement dès les premières secousses du séisme. Mais ensuite, le tsunami d’une ampleur considérable a submergé les digues anti-tsunami puis noyé les prises d’eau de refroidissement des centrales. Les circuits d’eau de réfrigération de secours étaient par conséquent indisponibles.
La température de l’eau du cœur a progressivement augmenté ainsi que la pression dans la cuve du réacteur. A un certain moment, une partie des cœurs a été dénoyée, entraînant ainsi la dégradation des gaines du combustible ainsi que du combustible lui-même. Le contact entre la vapeur d’eau et le zircalloy constituant les gaines de combustible a entraîné une production d’hydrogène mêlé à la vapeur.
Pour maintenir l’intégrité de la cuve du réacteur, l’opérateur a procédé :
• à des relâchements contrôlés de la vapeur dans l’enceinte de confinement puis vers le hall de manutention qui couvre le bloc réacteur ;
• à une compensation des pertes d’eau en noyant d’une part la cuve du réacteur afin de limiter la dégradation du combustible et d’autre part l’enceinte de confinement pour refroidir l’ensemble.
Le relâchement de vapeur et d’hydrogène dans le hall qui surplombe les enceintes de confinement a conduit à une explosion d’hydrogène détruisant la partie supérieure du bâtiment.

Voir la liste complète des Questions/Réponses publiées par le CEA (les particularités des réacteurs japonais, l’augmentation de la radioactivité, les mesures de protection...)

Source : Crise nucléaire au Japon : situation au 18 mars et questions / réponses, 18 mars 2011, site du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)