Lorsque la centrale nucléaire de Tchernobyl a subi une surtension qui détruirait son réacteur n ° 4, une substance appelée «corium» s’est formée. Cette substance à l’origine semblable à de la lave s’est formée à partir des barres de combustible détruites avec les matériaux environnants, comme le béton, qui constituaient le réacteur. Le corium s’est finalement refroidi et a laissé de grandes quantités de corium solide dans les pièces où il s’était accumulé.

Au cours des derniers jours, de nombreux rapports ont été publiés dans les médias concernant une «  poussée soudaine  » des niveaux de flux de neutrons provenant de ce corium, certains prévoyant une «  deuxième catastrophe de Tchernobyl  ». De toute évidence, cela a alarmé pas mal de gens, mais à quel point ces changements de sortie de neutrons sont-ils exactement désastreux et que nous disent-ils sur l’état du corium à l’intérieur des ruines du bâtiment du réacteur n ° 4?

Question de perspective

Lorsqu’il s’agit de traduire des mesures et des données scientifiques en informations sur la santé et la sécurité, la perspective est essentielle. Par exemple, après la catastrophe de Fukushima Daiichi en 2011, la vie marine près de l’usine détruite a été exposée à des niveaux accrus d’isotopes de césium radioactifs. Certains d’entre eux, comme le thon, sont migrateurs et sont capturés par les pêcheurs au large de la côte ouest des États-Unis. Comme l’explique NOAA Fisheries, le fait que nous puissions mesurer ces niveaux accrus dans le thon capturé ne signifie pas qu’ils sont préoccupants pour la santé publique, mais ce n’est toujours pas cool.

Lorsqu’il s’agit de consommer du poisson, le plus grand danger est celui des métaux lourds. Dans le cas du thon, les niveaux de mercure sont généralement suffisamment élevés pour que l’exposition au mercure d’une seule portion de 85 grammes de thon puisse dépasser les niveaux de consommation de mercure (US EPA) sûrs pendant une semaine entière. Nous avons déjà couvert les dangers du méthylmercure dans les poissons et son rôle dans la maladie de Minamata.

Les plages radioactives de Guarapari, dues aux minéraux monazites.

Retour à Tchernobyl. Dans quelle mesure les émissions ont-elles augmenté, et est-ce beaucoup? 1 milliSievert (mSv) par an est une dose maximale standard pour le public. Bien que ce soit évidemment une bonne idée d’avoir une dose maximale prudente, il y a des endroits où les rayonnements naturels exposent le public à beaucoup plus.

Les célèbres plages noires du Brésil exposent les touristes et les habitants à des niveaux nettement plus élevés que ce 1 mSv en raison de la présence de monazite, un minéral phosphate qui contient du thorium et de l’uranium. La monazite se trouve également en Inde, en Afrique du Sud et dans d’autres régions. Malgré ces violations massives de ce qui est perçu comme la limite de sécurité, les études ne révèlent pas de dommage significatif à ces niveaux élevés de rayonnement de fond.

Retour à Corium

Le corium de Tchernobyl-4 n’est pas une masse homogène, mais présente des phases distinctes selon le moment où différents matériaux ont été ajoutés. Dans la salle de sous-réacteur 305/2 où le corium s’est rassemblé pour la première fois, il est vraisemblablement le plus souvent du type céramique noire. Tout le corium est constitué d’une matrice de verre de silicate avec les autres substances mélangées. Les constituants sont le combustible d’oxyde d’uranium (non enrichi), le zirconium de la gaine des crayons de combustible et la serpentinite.

La serpentinite a été utilisée à l’intérieur du réacteur RBMK comme protection contre les radiations au sommet du réacteur, en raison de sa capacité à ralentir les neutrons par des collisions élastiques – les neutrons rebondissent littéralement sans changer la serpentinite. Dans les échantillons de corium analysés, le constituant principal était le dioxyde de silicium (SiO2), communément appelé verre. Avec la quantité de SiO2 dans les échantillons de corium allant de 60 à 70%, la stabilité à long terme du corium dépend de la stabilité de cette matrice de verre sous irradiation constante.

Comme les isotopes radioactifs du corium, principalement les transuraniens et les actinides, subissent une désintégration radioactive, les isotopes à vie courte sont responsables de la majeure partie du rayonnement. Les particules de désintégration alpha à haute énergie, mais à faible pénétration, peuvent provoquer des explosions dites coulombiennes, qui pourraient éventuellement endommager le SiO cristallin.2 matrice au point de s’effondrer. On estime que les niveaux d’auto-irradiation du corium de Tchernobyl-4 ne sont pas suffisamment élevés pour justifier une telle transformation sur une période de 100 ans.

Eau de pluie

Un changement important récent au réacteur de Tchernobyl-4 a été la mise en place de la nouvelle structure de confinement sûr (NSC) sur les ruines. Cela remplace le sarcophage en béton improvisé original des années 1980 qui a été à l’origine érigé autour des restes du réacteur par le gouvernement soviétique. Ce vieux sarcophage était tout sauf étanche à l’air, permettant à l’eau de pluie et même aux petits animaux d’entrer dans la structure.

Avec le NSC en place, cependant, cet approvisionnement régulier en eau de pluie s’est maintenant arrêté, ce qui aurait vraisemblablement commencé à assécher les restes du réacteur et les salles souterraines. En tant que modérateur et absorbeur de neutrons très efficace, cette eau de pluie est supposée avoir réduit la réactivité du corium. La teneur en eau diminuant, l’effet initial serait celui d’une formation de vide qui diminue la capture des neutrons, et augmente ainsi la réactivité de la matière fissile.

Avec moins d’eau, le flux de neutrons a augmenté en conséquence. Cependant, il convient également de noter qu’il ne s’agit pas d’un phénomène nouveau ou soudain. Le flux de neutrons a augmenté progressivement au cours des quatre dernières années, avec un doublement pendant cette période dans la salle 305/2. Elle et les autres changements depuis l’installation du NSC ayant fait l’objet d’une étude constante par l’Institut de sûreté des centrales nucléaires (IPBAE) de l’Académie des sciences d’Ukraine.

Selon l’IPBAE, il existe de nombreuses incertitudes sur ce qui pourrait se passer ensuite, mais que jusqu’à présent, le flux de neutrons n’a pas dépassé les limites de sécurité établies. La densité du flux de neutrons augmentant toujours progressivement, la situation justifie la prudence, mais pas l’alarme. Leurs modèles montrent que la pire des situations provoquerait un pic soudain de la production thermique en raison d’une réaction fissile de fuite avec l’ébullition de toute eau restante dans le matériau contenu dans la pièce 305/2.

L’explosion de vapeur qui en résulte pourrait affaiblir davantage les ruines du réacteur et le sarcophage en dégradation, mais le NSC devrait contenir la poussière radioactive dans ce scénario. Certainement une mauvaise journée pour les opérateurs NSC, mais peu susceptible d’affecter la zone en dehors de ce confinement.

Tempête dans une théière en corium?

Considérant qu’il s’agit d’une situation qui évolue lentement et qui a été constamment surveillée depuis que le NSC a été mis en place au-dessus des ruines de Tchernobyl-4, et que même le pire des cas restera probablement dans les limites du NSC, il semble quelque peu étrange que cela attirerait autant l’attention des médias. D’autant plus que la densité de flux de neutrons actuelle est dans le jargon scientifique simplement une «source de préoccupation», c’est-à-dire une situation encore très éloignée de toute situation qui exigerait une action immédiate.

L’objectif à ce stade est que les scientifiques travaillent sur une surveillance et une modélisation plus poussées des interactions qui se produisent dans la salle 305/2 et d’autres parties des ruines de Tchernobyl-4. Le corium de Tchernobyl-4 étant essentiellement unique dans sa gravité et sa portée, une grande partie de cela reste une expérience d’apprentissage. Pourtant, cela ne devrait pas préoccuper le citoyen moyen.

Par exemple, le radon radioactif est la première cause de cancer du poumon chez les non-fumeurs aux États-Unis, responsable de 21 000 décès par cancer du poumon chaque année. L’approche raisonnable pour les personnes qui ne travaillent pas sur ou à proximité du NSC de Tchernobyl-4 serait de prêter attention aux niveaux de radon dans leur maison et de faire attention à la quantité de thon qu’ils consomment.

En outre, comme indiqué dans notre article précédent sur la catastrophe de la centrale nucléaire de Tchernobyl, la principale cause de la catastrophe était une absence totale de culture de la sécurité. Cela a imprégné non seulement la conception de ce réacteur de type RBMK, mais aussi la façon dont il était exploité et entretenu. Dans l’Ukraine actuelle, et sous l’œil vigilant de l’AIEA, la culture de la sûreté n’est plus une option dans la centrale nucléaire de Tchernobyl, désormais fermée.

Rien de tout cela ne veut dire que les accidents ne peuvent pas se produire, mais il est important dans la vie de garder une perspective appropriée.