Partager la publication « Le LANL à la recherche des coriums de Fukushima : une méthode peu adaptée et trop tardive [édité]«
Une équipe du LANL espère confirmer l’état des cœurs à l’aide de rayons cosmiques (niveau technique : 3/5, longueur article : 4/5)
Des scientifiques du LANL (1) se sont récemment rendus sur le site de Fukushima-Daiichi afin de vérifier si une technologie de radiodétection évoluée utilisant comme source les muons cosmiques pouvait aider à confirmer la présence ou l’absence des trois coriums des réacteurs fondus depuis la mi-mars 2011.
L’équipe du labo « Radiographie Muonique » du LANL pose devant des bâtiments intacts à Fukushima-Daiichi (LANL)
La radiographie muonique ou l’adaptation de visiteurs cosmiques à un contexte de radio-détection de menaces radioactives terrestres
Les muons ou électrons lourds sont des particules radioactives engendrées dans l’atmosphère par la désintégration de rayons cosmiques ; elles présentent la particularité d’être extrêmement pénétrantes car extrêmement énergétiques (> 4GeV !). Leur durée de vie est très faible (2 µs) mais leur nombre relativement élevé (2) permet de disposer d’une source infinie de radioactivité à grande pénétration.
Cette particularité est exploitée dans une optique de détection de certains éléments radioactifs grâce à un principe très simple : la course folle des muons cosmiques n’est pas facilement déviée, seuls des éléments très lourds et très denses peuvent le faire. Les combustibles nucléaires font évidemment partie de ces éléments lourds susceptibles de dévier les muons en agissant suffisamment sur leur progression et leur diffusion (3).
L’angle de déviation des muons est proportionnelle à la densité de l’élément traversé (CEA)
Plus la densité de l’élément-écran (Z) est importante, plus l’angle formé par rapport à la trajectoire initiale est élevé : un écran de 1m d’eau déviera la trajectoire initiale d’un peu plus de 0.45° (8 mrad) alors qu’un mètre d’Or (79Au-197) ou d’Uranium (92U-238) ou de Plutonium (94Pu-239) déviera le muon de plus de 5° (90 mRad).
L’emplacement des détecteurs, point faible de la technique
L’emplacement des détecteurs se présentant sous la forme de grands panneaux pouvant mesurer plusieurs mètres carrés est critique : ils doivent être placés à une distance ni trop proche ni trop lointaine de la « cible » et présenter une surface suffisamment étendue afin de pouvoir apprécier les déviations de trajectoire des muons.
Les détecteurs ne peuvent par ailleurs surveiller qu’un couloir spatial précis : dans le schéma présenté ci-dessous, on prendra un « instantané » au niveau du cœur et le dispositif sera en mesure de déduire une présence ou l’absence d’une certaine quantité de combustible au niveau de l’un de ses emplacements possibles mais peu probable (le bas de la cuve RPV, cas du melt-down).
Le schéma ci-dessus, fourni par le LANL, semble d’ailleurs un peu « optimisé » pour l’occasion : au regard des niveaux relatifs du sol fini et du bâtiment annexe tels que relevés sur un schéma fourni par Tepco, le « tir » semble plutôt se faire vers la partie médiane du réacteur, comme si le combustible était resté bien sagement en place au centre de la cuve réacteur…
On notera d’autre part l’impossibilité physique de descendre le système de détection plus bas que le niveau du sol fini qui se situe lui-même légèrement plus haut que la partie supérieure de l’anneau torique.
La fenêtre de détection la plus basse possible (les 2 détecteurs au niveau du sol fini) passe largement au-dessus des emplacements probables du corium numérotés de 1 à 3
Une technologie de détection intelligente mais très peu adaptée à la situation accidentelle de Fukushima-Daiichi
Bien sûr, cette technologie devrait permettre, après quelques mois d’observation (4), de déduire si les 3 cœurs sont encore au moins en partie situés dans des cuves réacteur qu’ils n’auraient jamais du quitter ; attendu que la réponse sera très probablement négative (5), il s’avérera ensuite quasiment impossible de placer les capteurs à un niveau inférieur à celui du sol fini à moins de débuter des travaux de terrassement importants conduisant à exposer un peu plus des travailleurs déjà bien sollicités et probablement également à fragiliser un peu plus des structures ayant déjà souffert le martyre.
Pourquoi une réaction et des déclarations aussi tardives ?
Cette technique de détection d’actinides était connu depuis longtemps ; le CEA avait d’ailleurs établi une fiche technique de suivi des travaux du LANL dès mars 2005, y voyant une réponse technique « attrayante » à un accident majeur avec perte de cœur (preuve que le CEA imaginait bien un tel accident) ; dès lors, pourquoi cette technique n’a t-elle pas été mise en œuvre bien plus tôt ? Les Japonais ont-ils freiné des quatre fers avant de finalement – faute d’autre technique disponible – céder sous la pression des autorités nucléaires internationales avides de savoir – enfin – ce qui s’est réellement passé sous les jupes des réacteurs de Fukushima-Daiichi ?
A la lecture de ces faits, cette histoire de « nouvelle » technologie semble complétement bidonnée…
Des coriums pouvant se trouver n’importe où sous les réacteurs, y compris « insérés » très profondément dans le sol
Le Professeur-adjoint Koïde de l’université de Kyodo (réacteur de recherche) déclarait début décembre 2011 que les coriums 1 – 3 étaient probablement descendus à plusieurs mètres sous les bâtiments-réacteurs ; il estimait alors approximativement leur position à -12 m, en précisant que ce chiffre pourrait encore évoluer avec le temps tant que les coriums resteraient en activité, probablement pour plusieurs années.
Imageries muonique (diffusion) et standard (atténuation) escomptées après 1 heure, 10 heures, 4 jours et 6 semaines d’exposition. Empty : cœur disparu, Intact = cœur intègre, Void = cœur partiellement endommagé
Pour conclure, nous affirmerons que cette technique sera plutôt à appréhender comme une opération de confirmation basique de l’absence de tout ou partie du combustible fondu des cuves des réacteurs (ce que nous savons déjà avec une probabilité de 95%) mais n’aidera en rien à connaître, si cette hypothèse de melt-out est finalement « scientifiquement » confirmée, la localisation précise des trois coriums égaré depuis plus de 19 mois à Fukushima-Daiichi.
[EDIT, 22/10/12] Un autre document de travail du LANL apporte des précisions complémentaires sur la « tomographie d’actinides », les détecteurs muoniques, leur emplacement et le schéma des opérations telles qu’elles sont prévues à Fukushima-Daiichi.
(1) Los Alamos National Laboratory, l’un des labos américains travaillant sur le nucléaire militaire et civil
(2) Environ 1 « choc » par cm2 et par minute au niveau du sol
(3) Les actinides (Uranium, Plutonium…) au « Z » (numéro atomique) élevé font partie des noyaux dits « lourds » qui affichent généralement une densité (masse volumique) tournant aux environs de de 20 tonnes / m3
(4) Plus l’exposition est longue plus le résultat est significatif ; le LANL évoque une mesure d’environ 6 semaines pour une bonne fiabilité de l’imagerie
(5) Tepco avait lui-même annoncé le 30 novembre 2011 qu’une partie au moins du combustible fondu dans l’unité n°. 1 s’était déplacée (sic) sur le radier du confinement, donc largement hors du champ de la détection initiale
Sources :
Cosmic Ray Radiography of the Damaged Cores of the Fukushima Reactors, Physical Review Letters, 12/9/12
Tiny travelers from deep space could assist in healing Fukushima’s nuclear scar, lanl.org, 17/9/12
Etude de la détection d’actinides par muons cosmiques – CEA-Irfu, 2005
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