Malgré les risques d’accidents inhérents à l’énergie nucléaire, seul un très petit nombre d’accidents nucléaire ont eu un impact négatif mesurable sur la vie humaine ou l’environnement.
Pourtant, la poignée d’accidents nucléaires connus tels que ceux de Chernobyl en Ukraine, de Three Miles Island aux Etat-Unis et de Fukushima en Japon ont eu de terribles conséquences. Et selon un article Review de Peter Burns et ses collègues ils en ont aussi beaucoup appris aux chercheurs sur les processus chimiques et physiques qui se déroulent après un accident de réacteur nucléaire.
Avec cet anniversaire d’un an de la fusion du réacteur nucléaire de Fukushima, les auteurs décrivent ce qui est connu lorsqu’arrivent de tels accidents. Par exemple, cet accident, qui a été provoqué par le séisme de force 9,0 et le tsunami de Tohoku-oki, a libéré une quantité inconnue d’eau de mer radioactive dans l’environnement. Mais, selon ces mêmes chercheurs, on en sait relativement peu sur la manière dont le combustible nucléaire réagit avec l’eau dans des conditions chimiques, de rayonnement et thermiques extrêmes.
Le professeur Burns de l’Université de Notre Dame (Indiana – USA) et ses collègues passe en revue la compréhension actuelle des combustibles nucléaires au cours d’un accident avec l’espoir que cela renseignera les futures politiques à suivre et inspirera de nouveaux modèles plus précis.
Le 11 Mars 2011, les trois réacteurs opérationnels de la centrale de Fukushima se sont arrêtés immédiatement après le tremblement de terre. La plupart du combustible dans les réacteurs était du dioxyde d’uranium.
Lorsque le tsunami a inondé le site environ 40 minutes après le tremblement de terre, le réseau électrique a été coupé, suivie d’une perte de l’alimentation de secours (générateurs auxiliaires), ce qui a entraîné une panne d’électricité de la centrale et une perte de refroidissement des réacteurs. Il s’ensuit alors une fusion partielle du cœur du réacteur dans les unités 1, 2 et 3.
L’opérateur japonais, TEPCO, suppose qu’il y a eu une perte de refroidissement quasi immédiat du cœur de l’unité 1, et la presque-totalité de ses assemblages de combustible a fondu avant de s’accumuler au fond de la cuve sous pression. La fusion partielle des coeurs dans les unités 2 et 3, endommageant un tiers des assemblages de combustible, est survenue au cours des jours suivants.
La réaction chimique de la gaine du combustible en alliage de zirconium avec l’eau à des températures élevées a généré de l’hydrogène gazeux qui s’est accumulé entrainant une explosion dans chacun des quatre réacteurs. Le relâchement de la radioactivité, autres que les produits de fission gazeux et volatils, a été dominé par les tonnes d’eau de mer qui ont été nécessaires pour refroidir le cœur des réacteurs et les piscines de stockage des combustibles usés.
Le Pr. Ewing a indiqué que, l’utilisation de l’eau de mer pour refroidir les réacteurs de Fukushima a été probablement la bonne décision malgré toutes les incertitudes et inconnues sur les effets à court et long terme. "Vous avez une crise majeure, vous devez refroidir les cœurs et vous ne pouvez pas vous permettre d’attendre," a t-il précisé.
Plus de 80.000 personnes ont été évacuées de la zone la plus proche de la centrale de Fukushima. Le gouvernement japonais a attribué une enveloppe initiale de 13 milliards de dollars pour commencer la décontamination et la réhabilitation de plus de 20.000 km2 dans la région la plus exposée aux retombées radioactives.
« Nuclear Fuel in a Reactor Accident » par P.C. Burns de l’Université de Notre Dame à Notre Dame, IN ; R.C. Ewing de l’Université du Michigan à Ann Arbor, MI ; A. Navrotsky de l’Université de Californie, Davis à Davis, CA.
