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Accident nucléaire de Fukushima, au Japon

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Accident nucléaire de Tokaimura, Japon

Accident nucléaire de Tokaimura, Japon

L'installation de traitement du combustible à l'uranium est située à Tokaimura (Japon), à 120 km au nord-est de Tokyo, dans la préface d'Ibaraki. Il appartient actuellement à la société JCO.

L' accident nucléaire de l'installation s'est produit le 30 septembre 1999 dans le bâtiment de conversion de la centrale nucléaire.

L'installation se compose de trois bâtiments auxiliaires de conversion d'uranium:

  • Une d'une capacité annuelle de 220 tonnes d'uranium par an pour un faible enrichissement (environ 5%).
  • Un autre d'une capacité annuelle de 495 tonnes d'uranium par an pour un faible enrichissement (moins de 5%).
  • Un autre, celui qui a eu l'accident, avec une capacité annuelle légèrement supérieure à 3 tonnes d'uranium par an à fort enrichissement (ne dépassant pas 20%).

Dans ce troisième bâtiment, la poudre d'oxyde d'uranium concentré est produite à partir de la transformation de l'hexafluorure d'uranium. Cela n'a pas fonctionné en continu. L'installation a été utilisée uniquement pour des commandes très spécifiques de production immédiate. Il n'était pratiquement opérationnel que 2 mois par an.

Causes de l'accident

Pour comprendre ce qui s'est passé en premier, nous devons expliquer brièvement le processus d' enrichissement d'uranium à l'usine de Tokaimura.

Le processus d'enrichissement de l'uranium est effectué en convertissant auparavant l'uranium en un composé, l'hexafluorure d'uranium, qui est gazeux dans des conditions normales. L'étape suivante est la conversion de l'uranium enrichi sous forme d'hexafluorure d'uranium en oxyde d'uranium, qui est réalisée dans un réservoir avec une solution aqueuse de nitrate d'uranyle.

Le composé est converti par précipitation et sédimentation, puis par calcination, en pastilles de combustible céramique, qui constitueront les éléments combustibles de certains réacteurs nucléaires.

Selon le mode opératoire interne établi, la solution d'oxyde d'uranium (U 3 O 8 ) doit être dans un réservoir aménagé à cet effet, puis transférée dans une solution de nitrate d'uranyle pur et homogénéisée avec une purge d'azote gazeux.

Par la suite, le mélange a été versé dans le réservoir de précipitation refroidi à l'eau pour évacuer la chaleur résiduelle générée par la réaction exothermique qui se produit.

Pour éviter l'apparition d'une criticité (une réaction de fission en chaîne auto-entretenue), la procédure a établi des limites pour la quantité d'uranium qui devrait être transférée dans le réservoir de précipitation, une quantité maximale de 2,4 kilogrammes d'uranium.

La procédure de travail a été modifiée en novembre 1996, sans l'autorisation des autorités réglementaires compétentes, permettant le traitement de la dissolution de l'oxyde d'uranium dans des seaux en acier inoxydable, qui n'était pas conforme aux mesures appropriées. Cette nouvelle méthode de travail avait été effectuée plusieurs fois avant l'accident.

Ainsi, lors de la préparation du combustible du réacteur JOYO en septembre 1999, les travailleurs ont dissous la poudre d'U 3 O 8 dans l'acide nitrique dans les seaux en acier inoxydable et versé la solution directement dans le réservoir de précipitation.

La solution utilisée de 16 litres d'oxyde d'uranium, enrichie de 18,8% d'uranium-235, a été distribuée dans quatre seaux en acier inoxydable pour être versée dans le réservoir de précipitation.

Le matin du 30 septembre, lorsque le volume a atteint 40 litres, soit 16 kilogrammes d'uranium, bien supérieur à la quantité initialement limitée, la masse critique nécessaire à une réaction de fission nucléaire en chaîne a été initiée maintenue, accompagnée de l'émission de neutrons et de rayonnements gamma.

Évolution de l'accident nucléaire

L'ouvrier, qui a ajouté le septième cube de nitrate d'uranium dans l'évier, a vu un éclair bleu de rayonnement Cherenkov. Lui et un autre travailleur qui était près de l'évier ont immédiatement ressenti de la douleur, des nausées, un essoufflement et d'autres symptômes; Quelques minutes plus tard, déjà dans la salle de décontamination, il a vomi et perdu connaissance.

Il n'y a pas eu d'explosion, mais le résultat de la réaction nucléaire a été un gamma intense, et le rayonnement neutronique du réservoir de sédimentation, qui a déclenché l'alarme, puis les actions pour localiser l' accident nucléaire ont commencé. En particulier, 161 personnes ont été évacuées de 39 bâtiments résidentiels à moins de 350 mètres de l'entreprise (elles ont été autorisées à rentrer chez elles après deux jours). 11 heures après le début de l' accident nucléaire, un niveau de rayonnement gamma de 0,5 millisievert par heure a été enregistré sur l'un des sites extérieurs à la centrale nucléaire.

La réaction en chaîne de la fission nucléaire s'est poursuivie par intermittence pendant environ 20 heures, après quoi elle s'est arrêtée en raison de l'ajout d'eau à la chemise de refroidissement entourant le décanteur. L'eau a joué le rôle d'un réflecteur de neutrons et de l'acide borique a été ajouté au décanteur (le bore est un bon absorbeur de neutrons); 27 travailleurs ont participé à cette opération, qui ont également reçu une certaine dose de rayonnement. Les ruptures de la réaction nucléaire en chaîne ont été provoquées par le fait que le liquide a bouilli, la quantité d'eau est devenue insuffisante pour atteindre la criticité et la réaction en chaîne a été atténuée. Après refroidissement et condensation de l'eau, la réaction a repris.

Le rayonnement neutronique a cessé avec la réaction en chaîne, mais pendant un certain temps, le niveau dangereux de rayonnement gamma résiduel des produits de fission est resté dans le puisard. Pour cette raison, il a été nécessaire d'installer une protection temporaire contre les sacs de sable et autres matériaux. La plupart des produits de fission nucléaire radioactifs volatils sont restés à l'intérieur du bâtiment en raison du fait qu'ils maintenaient une pression plus faible qu'à l'extérieur et ont ensuite été collectés à l'aide de filtres à air à haute efficacité. Cependant, certains des nobles gaz radioactifs et de l'iode 131 sont entrés dans l'atmosphère.

Conséquences de l'accident

L'accident a directement touché les trois opérateurs qui ont préparé l'échantillon, qui ont dû être hospitalisés, deux d'entre eux dans des conditions critiques, et qui sont décédés un à 12 semaines et un autre, au bout de 7 mois. On estime que l'un des travailleurs décédés a été exposé à des radiations comprises entre 1 et 20 sieverts.

En outre, 56 autres travailleurs de l'usine ont été exposés à des radiations, dont au moins 21 personnes ont reçu des doses importantes et ont dû être soumises à une évaluation médicale.

Dans un rayon de 200 mètres autour de l'installation, l'accès était restreint et, en outre, les autorités japonaises ont mis en place des mesures d'évacuation de 161 personnes, dans des zones situées à une distance de 350 mètres de l'usine.

À titre préventif, il a été conseillé aux 310 000 personnes qui habitaient à 10 km de ne pas quitter leur domicile tant que la situation ne serait pas maîtrisée, leur internement ayant duré 18 heures.

Une fois la criticité terminée, l'ajout d'acide borique à la solution de la cuve de précipitation, et grâce aux systèmes de confinement du site, toujours en dépression par rapport à l'extérieur, les niveaux de rayonnement à l'extérieur sont revenus à la normale.

Selon l'AIEA, les niveaux de rayonnement des zones proches de l'usine, à la mi-octobre 1999, avaient retrouvé les niveaux de fond naturels. La mesure de l'iode 131 dans les sols et la végétation à l'extérieur de l'installation a déterminé que la nourriture n'avait pas été affectée.

L'accident a été classé au niveau 4 selon l'échelle INES («accident sans risque significatif hors site»), car les quantités de rayonnement rejetées à l'étranger étaient très faibles, et dans les limites établies, mais à l'intérieur du site, les dommages produites dans l'équipement et les barrières biologiques étaient importantes, en plus de l'exposition mortelle des travailleurs.

Depuis l'accident, où toutes les indications pointent vers une défaillance humaine, les usines de fabrication de combustibles au Japon ont été entièrement automatisées, afin de garantir qu'un accident de criticité ne se reproduise plus, en équipant les systèmes d'équipements de contrôle des neutrons, et en utilisant des méthodes de conversion à sec, intrinsèquement plus sûres.

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Dernier examen: 13 décembre 2018