Accident nucléaire de Fukushima-Daiichi : détection d’isotopes radioactifs des gaz Xénon et Krypton dans le réacteur n°2

Suite à la détection de gaz Xénon et Krypton dans le réacteur n°2 de la centrale de Fukushima Daiichi, l'opérateur TEPCO a annoncé, mercredi 2 novembre 2011, qu'il avait commencé à injecter un mélange d'eau et d'acide borique dans ce réacteur compte tenu des risques d’occurrence d’un accident de criticité [1].

TEPCO a en effet analysé, à partir du 28 octobre 2011, des échantillons de gaz de l’enceinte de confinement du réacteur n°2. Les résultats de ces analyses, toujours en cours de validation, ont indiqué, à partir du 1er novembre, une concentration mesurable en Xénon (isotopes Xe-131m, Xe-133 et Xe-135) et en Krypton (isotope Kr-85). Ces isotopes étant effectivement créés par des réactions de fission et certains d’entre eux ayant une durée de vie radioactive courte (quelques heures pour le Xe-135 par exemple), l'opérateur TEPCO a redouté que ces mesures ne soient la signature d’une hypothèse selon laquelle les conditions d’un accident de criticité au sein du combustible endommagé dans le réacteur pourraient être réunies.

L’IRSN souligne que le phénomène de décroissance radioactive par fission spontanée [2] crée en permanence dans le combustible nucléaire de faibles quantités d’isotopes du Xénon et du Krypton. Aussi, la production de ces isotopes est un phénomène observable même en l'absence d’une réaction de criticité.

La quantité produite de ces isotopes, à partir du combustible présent dans le réacteur n°2 de la centrale de Fukushima Daiichi, pourrait être suffisante pour expliquer les concentrations mesurées les 1er et 2 novembre. Toutefois, les informations dont dispose l’IRSN ne permettent pas d’évaluer la représentativité des échantillons de gaz analysés par rapport à la quantité produite par le combustible présent dans ce réacteur.

En conclusion, l’IRSN estime que la présence de Xénon et de Krypton dans les résultats d’analyse des gaz du réacteur n°2, les 1er et 2 novembre, ne peut pas être interprétée, à elle seule, comme une preuve d’une réaction de criticité dans ce réacteur. L’absence d’évolution des paramètres de suivi du réacteur (température et pression notamment), ainsi que les faibles valeurs mesurées, tendraient plutôt à associer la présence des gaz détectés aux fissions spontanées survenant dans le combustible.

Notes :

1. Un accident de criticité est une réaction nucléaire de fissions en chaîne involontaire et incontrôlée. Le phénomène de fission consiste, après absorption d'un neutron par un noyau, à scinder ce noyau en plusieurs fragments, ce processus libérant de l'énergie qui est utilisée pour la production d'électricité dans les centrales nucléaires.
2. Les fissions spontanées dans le combustible, qui ne sont pas des réactions en chaîne provoquées par des neutrons, concernent principalement les isotopes 242 et 244 du Curium et dans une moindre mesure les isotopes 238, 240 et 242 du Plutonium. Elles correspondent, au même titre que la radioactivité alpha, à un mode de décroissance spontanée de certains noyaux lourds instables.