En 1999, l’industrie nucléaire japonaise a subi un important accident nucléaire à Tokai-mura à Ibaraki, au Japon. C'est arrivé dans une installation de traitement de combustible nucléaire.
Pour comprendre l'accident de criticité d'Ibaraki, nous expliquons d'abord brièvement le processus d'enrichissement d'uranium à l'usine de Tokaimura.
Quel est le processus d'enrichissement de l'uranium?
Le processus d'enrichissement de l'uranium est réalisé en convertissant préalablement l'uranium en un composé appelé hexafluorure d'uranium. L'hexafluorure d'uranium est gazeux dans des conditions normales.
L'étape suivante consiste à convertir l'uranium enrichi sous forme d'hexafluorure d'uranium en oxyde d'uranium, ce qui est réalisé dans un réservoir avec une solution aqueuse de nitrate d'uranyle.
Le composé est converti en pastilles de combustible en céramique. Ces pastilles sont le combustible nucléaire utilisé dans une centrale nucléaire.
La solution d'oxyde d'uranium (U3O8) devait se trouver dans une cuve aménagée à cet effet. Ensuite, il a dû être transféré dans une solution pure de nitrate d'uranyle et homogénéisé avec une purge d'azote gazeux.
Par la suite, le mélange a dû être versé dans la cuve de précipitation refroidie à l'eau pour évacuer la chaleur résiduelle générée par la réaction exothermique.
La procédure avait des limites pour la quantité d'uranium qui devait être transférée dans le réservoir de précipitation pour empêcher une réaction nucléaire en chaîne auto-entretenue. Le maximum doit être de 2,4 kg d'uranium.
Causes de la catastrophe nucléaire d'Ibaraki
La procédure a été modifiée en novembre 1996 sans l'autorisation des autorités réglementaires compétentes.
Ainsi, lors de la préparation du combustible du réacteur de puissance JOYO en septembre 1999, les ouvriers ont dissous la poudre d'U 3 O 8 dans l'acide nitrique dans les godets en acier inoxydable et ont versé la solution directement dans la cuve de précipitation.
La solution utilisée de 16 litres d'oxyde d'uranium hautement enrichi a été distribuée dans quatre seaux en acier inoxydable pour être versée dans la cuve.
Le 30 septembre au matin, lorsque le volume atteint 40 litres et atteint la masse critique nécessaire pour déclencher une réaction de fission nucléaire en chaîne, il commence à émettre des neutrons et des rayonnements gamma.
Effets immédiats de l'accident nucléaire d'Ibaraki
L'ouvrier qui a ajouté le septième cube de nitrate d'uranium à l'évier - Hisashi Ouchi-, a vu un éclair bleu de rayonnement Tchérenkov. Lui et un autre travailleur près de l'évier ont immédiatement ressenti de la douleur, des nausées, de l'essoufflement et d'autres symptômes.
Quelques minutes après l'accident, il a vomi et a perdu connaissance.
Il n'y a pas eu d'explosion, mais le résultat de la réaction nucléaire a été un rayonnement gamma et neutronique intense du bassin de sédimentation, qui a déclenché l'alarme. Puis des actions ont commencé pour localiser l'accident nucléaire.
Onze heures après le début de l'accident nucléaire, le niveau de rayonnement gamma était d'environ 0,5 millisievert par heure sur l'un des sites à l'extérieur de la centrale nucléaire.
La réaction de fission nucléaire en chaîne s'est poursuivie pendant environ 20 heures. Passé ce délai, la réaction s'est arrêtée car les travailleurs ont ajouté de l'eau de refroidissement autour du réservoir.
L'eau de refroidissement a joué un réflecteur de neutrons et de l'acide borique a été ajouté au décanteur (le bore est un bon absorbeur de neutrons).
Les ruptures de la réaction en chaîne d'énergie nucléaire ont été causées par le 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 diminué. Après refroidissement et condensation de l'eau, la réaction a repris.
Le rayonnement neutronique a cessé, mais le niveau dangereux de rayonnement gamma résiduel des produits de fission est resté dans le puits pendant un certain temps.
La plupart des produits de fission nucléaires radioactifs volatils sont restés à l'intérieur du bâtiment. Cependant, certains des gaz nobles radioactifs et de l'iode 131 sont entrés dans l'atmosphère.
Conséquences de l'accident du Tokaimura
L'accident nucléaire de Tokaimura a directement affecté les trois ouvriers préparant l'échantillon, qui ont dû être hospitalisés. les trois hommes étaient Yutaka Yokokawa, Masato Shinohara et Hisashi Ouchi.
Deux d'entre eux étaient dans un état critique. Hisashi Ouchi est décédé à 12 semaines et l'autre après sept mois. On estime que l'un des travailleurs décédés a reçu des radiations entre 1 et 20 sieverts.
En plus,
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Cinquante-six autres travailleurs de l'usine ont reçu des radiations - au moins 21 personnes qui ont reçu des doses importantes et qui ont dû faire l'objet d'une évaluation médicale.
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Dans un rayon de 200 mètres autour de l'installation, l'accès était restreint.
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Les autorités japonaises ont évacué 161 personnes des zones situées à 350 mètres de l'usine.
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Trois cent dix mille personnes qui vivaient à 10 km ont été averties de ne pas quitter leur domicile tant que la situation ne serait pas maîtrisée, leur emprisonnement ayant duré 18 heures.
Une fois la réaction en chaîne terminée, les niveaux de rayonnement à l'extérieur sont revenus à la normale.
Selon l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), les niveaux de rayonnement à proximité de l'usine, à la mi-octobre 1999, avaient retrouvé leurs niveaux naturels. Les niveaux d'iode-131 dans les sols et la végétation à l'extérieur de l'installation ont montré que la nourriture n'avait pas été affectée.
L'accident a atteint le niveau 4 de l'échelle INES («accident sans risque significatif à l'extérieur du site»).
Depuis l'accident, que toutes les indications qualifient de défaillance humaine, les autorités japonaises de l'énergie atomique ont décidé que les usines de traitement du combustible au Japon devaient être entièrement automatisées.
