Les réactions en chaîne ravivées à Fukushima après le tsunami, selon une nouvelle étude

Les réacteurs nucléaires produisent des sous-produits radioactifs qui se désintègrent à des rythmes différents. Un sous-produit courant est l'iode-131 qui a une demi-vie d'environ 8 jours tandis qu'un autre est le césium-137 avec une demi-vie d'environ 30 ans.

Lorsqu'un réacteur s'éteint, l'iode se désintègre plus rapidement, de sorte que le rapport entre ces deux isotopes change rapidement sur une période de plusieurs jours. C'est pourquoi mesurer ce rapport est un bon moyen de déterminer quand les réactions nucléaires se sont terminées.

Il existe cependant des facteurs de complication. Le plus important d'entre eux est que le rapport entre l'iode-131 et le césium-137 dépend de la durée de fonctionnement du réacteur et n'est donc pas constant.

En effet, après la mise en marche d'un réacteur, les niveaux d'iode 131 atteignent un équilibre sur une échelle de temps similaire à sa demi-vie d'environ 8 jours.

Mais le césium-137, avec une demi-vie de 30 ans, met beaucoup plus de temps à atteindre l'équilibre. À toutes fins utiles, les niveaux de césium-137 dans un réacteur continuent de croître régulièrement pendant les périodes d'exploitation habituelles des réacteurs.

Le réacteur de Fukushima a été frappé par un séisme de magnitude 9 à 14h46 heure locale le 11 mars. Les trois réacteurs en exploitation ont été immédiatement arrêtés.

Environ une heure plus tard, cependant, l'installation a été frappée par un tsunami avec des vagues atteignant 5 mètres de hauteur. Cela a détruit la capacité de refroidissement électrique des réacteurs et les réacteurs ont commencé à chauffer. La réaction entre la vapeur d'eau et la gaine de zirconium des combustibles nucléaires a généré de l'hydrogène qui a explosé dans les réacteurs 1, 3 et 4.

La question qui préoccupe beaucoup de gens est de savoir si le combustible nucléaire chaud a ensuite fondu, permettant à une masse critique de combustible en fusion de se former, permettant ainsi aux réactions en chaîne de redémarrer.

Aujourd'hui, Tetsuo Matsui de l'Université de Tokyo, déclare que les données limitées de Fukushima indiquent que les réactions nucléaires en chaîne ont dû se rallumer à Fuksuhima jusqu'à 12 jours après l'accident.

Matsui dit que les preuves proviennent de mesures du rapport entre le césium-137 et l'iode-131 à plusieurs endroits autour de l'installation et dans l'eau de mer à proximité. Il a calculé quel devait être le ratio de départ en supposant que les réacteurs fonctionnaient depuis 7 à 12 mois.

Il dit que les ratios des drains des réacteurs 1 et 3 de Fukushima sont cohérents avec les réactions nucléaires ayant pris fin au moment du tremblement de terre.

Cependant, les données du drain près du réacteur 2 et du bassin de refroidissement du réacteur 4, où sont stockés les crayons de combustible usé, indiquent que les réactions ont dû brûler beaucoup plus tard.

Les données des échantillons d'eau de la piscine de refroidissement de l'unité 4 et du sous-drain à proximité du réacteur de l'unité 2 montrent une anomalie qui peut indiquer, si elles sont exactes, que certains de ces produits de fission ont été produits par des réactions nucléaires en chaîne relancées après le tremblement de terre, dit-il.

Ces réactions en chaîne ont dû se produire longtemps après l'accident. Il serait difficile de comprendre l'anomalie observée près du réacteur de l'unité 2 sans supposer qu'une quantité significative de produits de fission a été produite au moins 10 à 15 jours après le jour X, dit Matsui.

Donc, les choses dans le réacteur 2 ont dû être extrêmement dangereuses jusqu'à la fin mars.

Matsui souligne qu'il existe des points d'interrogation potentiels sur les données. Une possibilité est que les propriétés chimiques du césium et de l'iode pourraient signifier qu'ils sont évacués des réacteurs à des vitesses différentes, modifiant leurs rapports.

Mais il est difficile de voir quels processus chimiques pourraient être responsables de cela et encore plus difficile de comprendre pourquoi ils se produiraient à certains endroits mais pas à d'autres à Fukushima.

Bien entendu, il ne sera pas possible de déterminer exactement ce qui s'est passé dans le réacteur 2 et dans les bassins de combustible usé du réacteur 4 tant que les sites ne seront pas physiquement examinés en détail.

Mais en attendant, l'analyse de Matsui nous donne l'un des meilleurs aperçus à ce jour de la nature de la catastrophe qui s'est produite après le tsunami.

Réf : arxiv.org/abs/1105.0242 : Déchiffrer les rapports mesurés de l'iode-131 au césium-137 dans les réacteurs de Fukushima

cacher