D’après l’expert indépendant A. Gundersen interviewé par le Dr. Helen Caldicott le 27 juillet, il semble évident qu’une partie au moins du combustible nucléaire de l’unité n°. 3 de Fukushima-Daiichi s’est retrouvé éjecté de la piscine n°. 3 suite à l’énorme explosion qui a démoli ce bâtiment-réacteur le 14 mars 2011.

Du combustible retrouvé à l’extérieur du réacteur n°. 3 de Fukushima-Daiichi ?

Après une étude très attentive de l’explosion de l’unité n°. 3, A. Gundersen a émis dès le mois d’avril 2011 l’hypothèse suivante :

L’explosion de l’unité n°.3 aurait été provoqué par une criticité prompte et modérée autrement dit une réaction nucléaire non contrôlée ayant affecté une partie du combustible irradié placé dans la piscine n°. 3. Même si de nombreux experts assurent qu’une telle réaction ne peut s’accomplir dans des conditions accidentelles (1) et encore moins dans une piscine de désactivation, le fait est que la puissance, la localisation et l’effet de « détonation » visible sur les vidéos de l’explosion laissent supposer que quelque chose de très grave s’est produit au sein de l’unité n°. 3 et que l’hypothèse de « l’explosion d’hydrogène » n’est pas la seule explication envisageable.

Arnie appuie sa démonstration en affirmant que des fragments de combustible auraient été retrouvés par des employés de Tepco à l’extérieur du bâtiment-réacteur n°. 3. Il est facile de comprendre que ces fragments ne pourraient provenir du cœur de l’unité n°. 3 car le confinement de cette dernière n’est visiblement pas éventré, tout au moins dans sa partie supérieure.

Les hotspots repérés en août 2011

Le 1er août 2011, un employé de Tepco mesurait un débit de dose de 10 Sv/h au niveau de la base de la cheminée située entre les unités n°. 1 et 2.

Ce point est situé à environ 200 m au Nord de la piscine de l’unité n°. 3. Sachant que des blocs de béton de plusieurs tonnes éjectés suite à l’explosion de l’unité n°. 3 ont été retrouvés éparpillés un peu partout sur le site, il n’apparait pas physiquement impossible que plusieurs des points très radioactifs relevés sur le site ne soient en fait des zones « d’atterrissage » de fragments de combustible éjectés par l’explosion du 14 mars.

Les débris très radioactifs – mais pas trop – et de dimensions modestes ont soigneusement été enlevés par Tepco début avril 2011, évoquons par exemple celui-ci qui a fait les choux gras des commentateurs (2) peu de temps après les explosions :

Ria Novosti et NHK évoquaient un fragment de béton mesurant 0.3 x 0.3 x 0.05 m et irradiant 0.9 Sv/h enlevé près du BR3 en avril 2011.

Curieusement, avec le recul, personne ne semblait à l’époque se poser la question d’une telle radioactivité pourtant hautement illogique : pourquoi des « débris de béton » afficheraient-ils un tel débit de dose ? S’il s’agissait réellement de portions de murs ou de plafond en béton, comment auraient-ils pu être mis en contact avec du combustible pour se contaminer à des niveaux aussi importants ?

Les cartes dosimétriques du site irrationnelles

Autre incertitude : pourquoi un relevé dosimétrique effectué le 23 mars 2011 ne fait-il apparaître qu’un débit de dose de 0.13 Sv précisément au même endroit (côté Nord de la cheminée 1/2) ?

Le combustible soulevé et projeté à l’extérieur des racks de la piscine n°. 3 ?

A. Gundersen estime donc que des éléments de combustible auraient été fractionnés lors de l’explosion du bâtiment n°. 3 – la détonation s’est incontestablement initiée aux environs de la piscine – et que ces fragments auraient ensuite été éjectés des paniers contenant le combustible irradié de la piscine n°. 3.

Éléments – sommaires et incomplets – de dosimétrie Gamma du combustible nucléaire

Selon son degré d’irradiation, le combustible nucléaire peut présenter une irradiation négligeable (quelques mSv/h au plus pour du combustible neuf) jusqu’à environ 50 Sv/h pour du combustible fraîchement déchargé d’un réacteur (Candu) après un cycle d’irradiation complet.

A titre d’information complémentaire, après une centaine d’années d’entreposage, le même assemblage de combustible (Candu) présentera toujours un débit de dose d’environ 0.35 Sv/h du fait de l’activité extrême des produits de fission et d’activation dont certains ne se désactiveront que très, très lentement.

On considère enfin que l’activité d’un assemblage de combustible enrichi à 4% et totalement exposé dans un réacteur à eau pressurisée ne retrouvera le niveau d’activité de l’Uranium naturel qu’après une attente de… 130.000 années (source nwmo.ca, p.5).

Notons tristement que ces données semblent assez confidentielles (3) et que seuls nos amis Canadiens semblent s’intéresser un peu au problème… du fait de la spécificité du combustible non enrichi utilisé dans leurs réacteurs à eau « lourde » CANDU.

La criticité « accidentelle » expliquée par une modération « accidentelle »

Pour obtenir une fission nucléaire, il est nécessaire que le combustible soit exposé à une émission neutronique (4) qui doit être parfaitement dosée : trop de neutrons, la réaction tend à s’emballer sans obtenir le résultat civil escompté (c’est le principe de la bombe) ; pas assez de neutrons et la réaction nucléaire ne démarre pas.

La vitesse des neutrons est également critique : les neutrons dits « thermiques », les seuls à pouvoir entretenir une fission nucléaire, doivent voir leur vitesse diminuer d’un facteur de 10.000 pour être exploitables en réacteur (5). Le ralentisseur adéquat, c’est l’eau dans un réacteur à eau légère. Cet élément présente la particularité d’étouffer la réaction en cas d’emballement : si la température de l’eau augmente, elle se dilate, ralentit moins les neutrons et la réaction nucléaire s’étouffe.

Nous avions émis l’hypothèse dans un billet précédent d’une réaction non documentée au sein des paniers « haute densité » utilisés pour bourrer un peu plus des piscines saturées de carburant irradié. Ces paniers étant « fermés » et « borés » (6), si le niveau de la piscine baissait en-dessous de leur partie supérieure, la seule échappatoire thermique résidait – temporairement – dans l’ouverture inférieure.

Il est possible que les parois borées des paniers se soient dégradées et que la réaction combinée de la disparition soudaine du neutrophage avec une disparition tout aussi subite du modérateur (l’eau s’échappant par les ouvertures des parois des paniers) ait réussi à atteindre le juste équilibre neutronique nécessaire, tout au moins en un point très limité des paniers de combustible d’une réactivité, là aussi, très « diffuse ».

Si nous devions prendre une image illustrant cette possibilité, nous choisirions celle des découvertes scientifiques : dans un laboratoire approprié, après des milliers d’essais plus ou moins intelligents, une combinaison finit par fonctionner, parfois par génie, souvent par hasard ; dans le cas qui nous préoccupe, les éléments initiaux diffus de la criticité prompte et modérée ne manquent pas (mélange des taux de combustion du carburant, ancienneté en piscine, température, modérateur et neutrophage variables) pour représenter l’éventualité d’un laboratoire accidentel idéal.

En fait, ce qui chagrine le plus les scientifiques dans cette histoire navrante, c’est qu’aucun d’entre eux n’ait auparavant appuyé sur un bouton sur lequel est indiqué en orange fluo : « Êtes-vous sûr de vouloir faire ça ? ». Ah, les grands enfants !

Attendu que l’accident de Fukushima est le premier à impliquer une ou plusieurs piscines de désactivation, éléments considérés auparavant comme très peu accidentogènes, les conséquences d’un accident majeur dans un bassin de désactivation seraient dramatiques pour une industrie nucléaire qui ne compte presque exclusivement que sur cette réponse – tout au moins au Japon et aux USA – pour tenter de maîtriser le problème de la désactivation initiale du combustible irradié.

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(1) L’argumentation est basée sur la « particularité » et la difficulté d’obtenir une réaction nucléaire non recherchée ; c’est oublier un peu vite que des réacteurs nucléaires naturels existent ou ont fonctionné (Oklo) et que les étoiles ne sont que des immenses réacteurs nucléaires, lointains mais parfaitement – ou « naturellement » si vous voulez – critiques

(2) L’aspect artisanal du zonage prête en effet à sourire…

(3) Pour des pseudos-raisons de « sécurité » ou plus probablement afin d’éviter d’alimenter les polémiques sur le transport du combustible irradié, son stockage, sa mise en sécurité…

(4) Les neutrons sont initialement émis par des fissions « spontanées » de l’Uranium-235 ou, si le réacteur (à eau légère) est neuf, au moyen d’une manivelle neutronique : des barres « saleuses » rentrées dans leur antre après la phase de criticité initiale

(5) De 20.000 km/h en « sortie de fission » à 2 km/h

(6) Le bore est un absorbeur de neutrons visant à compenser la géométrie « critique » des paniers haute-densité

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Sources :

L’interview intégrale en anglais (le passage concerné est situé à 17:20)

Extraits de la vidéo de l’interview de A. Gundersen par le Dr. H. Caldicott, 27/7/12, anglais, sous-titres en Français (merci à KNA60) NB. : Le passage concerné sur l’unité n°. 3 ne fait hélas pas partie de cette traduction partielle de l’interview

Lire également :

des débris radioactifs retrouvés en-dehors du confinement et de la piscine du n°. 3 (premier essai sur l’éjection d’assemblages en piscine SFP3), gen4, 30/10/11

La série : « Une criticité dans une piscine ? » sur gen4, partie I, II et III (307)

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