Accident nucléaire de Fukushima, au Japon

Accident nucléaire de Tchernobyl, Union soviétique

Usine de traitement du combustible nucléaire accident de Tokaimura

Usine de traitement du combustible nucléaire accident de Tokaimura

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

L'accident nucléaire de l'installation a eu lieu le 30 septembre 1999 dans le bâtiment de conversion de la centrale nucléaire.

L'installation comprend trois bâtiments auxiliaires de conversion de l'uranium:

  • L'un avec 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 à 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 pour un enrichissement élevé (ne dépassant pas 20%).

Dans ce troisième bâtiment, une poudre d’oxyde d’uranium concentrée est produite à partir de la transformation de l’hexafluorure d’uranium. Cela ne fonctionnait pas continuellement. L'installation n'a été utilisée que pour des commandes très spécifiques de production immédiate. En pratique, il n'était 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 préalablement 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 une cuve contenant une solution aqueuse de nitrate d'uranyle.

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

Selon le mode opératoire interne établi, la solution d’oxyde d’uranium (U3O8) doit être dans un réservoir préparé à cet effet, puis transférée dans une solution de nitrate d’uranyle pur et homogénéisée avec une purge à l’azote.

Par la suite, le mélange a été versé dans la cuve de précipitation refroidie à l'eau pour évacuer la chaleur résiduelle générée par la réaction exothermique.

Pour éviter la survenue d'une criticité (réaction de fission en chaîne auto-entretenue), la procédure a défini des limites pour la quantité d'uranium à transférer dans la cuve de précipitation, soit une quantité maximale de 2,4 kilogrammes d'uranium.

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

Ainsi, lors de la préparation du combustible du réacteur JOYO en septembre 1999, les travailleurs ont dissous la poudre de U3O8 dans de l’acide nitrique dans des seaux en acier inoxydable et ont versé la solution directement dans le réservoir de précipitation.

La solution utilisée 16 litres d'oxyde d'uranium enrichi à 18,8% d'uranium-235, a été divisé en quatre godets en acier inoxydable coulé dans la cuve de précipitation.

Le matin du 30 Septembre, lorsque le volume atteint 40 litres, ce qui équivaut à 16 kilogrammes d'uranium, bien au-dessus du montant initialement limité, la masse critique a été réalisée pour une réaction de fission nucléaire est lancée dans l'auto-chaîne maintenus, accompagnés par l'émission de neutrons et de rayons gamma.

Développement de l'accident nucléaire

Le travailleur, qui a ajouté le septième seau de nitrate d'uranium au puisard, a vu un flash bleu de rayonnement Tchérenkov. Lui et un autre travailleur qui se trouvaient près du lavabo ont immédiatement ressenti des douleurs, des nausées, un essoufflement et d’autres symptômes; Quelques minutes plus tard, déjà dans la salle de décontamination, il a vomi et a perdu connaissance.

Il n’ya pas eu d’explosion, mais la réaction nucléaire a eu pour résultat un rayonnement gamma intense et le rayonnement neutronique du réservoir de sédimentation, ce qui a déclenché l’alarme, puis les actions visant à localiser l’accident nucléaire ont commencé. En particulier, 161 personnes ont été évacuées de 39 bâtiments résidentiels situés dans un rayon de 350 mètres de la société (elles ont été autorisées à rentrer chez elles après deux jours). Onze 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 de fission en chaîne nucléaire s'est poursuivie par intermittence pendant environ 20 heures, puis s'est arrêtée du fait que de l'eau avait été ajoutée à la chemise de refroidissement entourant le décanteur. L'eau joue le rôle de réflecteur à neutrons et de l'acide borique est ajouté au décanteur (le bore est un bon absorbeur de neutrons); Cette opération a impliqué 27 travailleurs, qui ont également reçu une certaine dose de rayonnement. Les ruptures de la réaction nucléaire en chaîne sont dues au fait que le liquide a bouilli, que la quantité d’eau est devenue insuffisante pour atteindre la criticité et que la réaction en chaîne a été atténuée. Après refroidissement et condensation de l'eau, la réaction a été reprise.

Le rayonnement neutronique s'est arrêté parallèlement à la réaction en chaîne, mais le niveau dangereux de rayonnement gamma résiduel provenant des produits de fission est resté dangereux dans le puits. Pour cette raison, il était 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 car ils maintenaient une pression inférieure à celle de l'extérieur et étaient ensuite collectés à l'aide de filtres à air à haute efficacité. Cependant, une partie des gaz radioactifs nobles et de l'iode 131 sont entrés dans l'atmosphère.

Conséquences de l'accident

L'accident a directement touché les trois travailleurs qui ont préparé l'échantillon, qui ont dû être hospitalisés, dont deux dans des conditions critiques, et qui sont décédés l'un à 12 semaines et l'autre au bout de 7 mois.

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 faire l'objet d'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 pour 161 personnes situées dans des zones situées à 350 mètres de l'usine.

À titre préventif, les 310 000 personnes vivant à 10 km ont été invitées à ne pas quitter leur domicile tant que la situation ne serait pas sous contrôle et si elles ont été enfermées pendant 18 heures.

Une fois la criticité terminée, l'ajout d'acide borique à la solution du réservoir 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, à la mi-octobre 1999, les niveaux de rayonnement dans les zones proches de l'usine 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 permis de déterminer que les aliments n'avaient pas été touchés.

L’accident a été classé au niveau 4 selon l’échelle INES ("accident sans risque significatif à l’extérieur du site"), car les quantités de radiations rejetées à l’extérieur étaient très faibles et se situaient dans les limites établies, mais à produits dans les équipements et les barrières biologiques étaient significatifs, en plus de l'exposition fatale des travailleurs.

Depuis l’accident, auquel toutes les indications donnent à penser qu’une défaillance humaine est survenue, les usines de fabrication de carburant au Japon ont été complètement automatisées, afin de garantir qu’un accident de criticité ne se reproduise plus, en dotant les systèmes d’appareils de contrôle neutronique, et en utilisant des méthodes de conversion à sec, intrinsèquement plus sûr.

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Dernier examen: 13 décembre 2018