Savoir et comprendre
Résumé
Qu’est-ce qu’un accident nucléaire sur un réacteur à eau sous pression ?
09/09/2013
Un accident nucléaire peut conduire à une dispersion atmosphérique (particules ou gaz) ou à un rejet liquide de produits radioactifs dans l’environnement à la suite de défaillances techniques, d’un incendie de grande ampleur, etc. entraînant la défaillance des barrières de confinement. En découlent une contamination de l’environnement et une exposition à des rayonnements ionisants des travailleurs et de la population autour de l’installation accidentée.
Sur les Réacteurs à Eau sous Pression (REP), parmi les différents types d’accidents pouvant entraîner des rejets radioactifs dans l’environnement, on distingue particulièrement les accidents de type « Accident de Perte de Réfrigérant Primaire » (APRP) aggravé et les accidents de type « Rupture de Tubes de Générateur de Vapeur » (RTGV).
Accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) avec défaillances multiples
En cas d’accident sur un réacteur, l’arrêt automatique de celui-ci entraîne la chute des grappes de contrôle qui absorbent les neutrons responsables de la réaction en chaîne. Cependant, même si la réaction en chaine est stoppée, le cœur du réacteur qui contient beaucoup de produits radioactifs, va continuer à produire de la chaleur par désintégration de ces éléments : c’est ce que l’on appelle la puissance résiduelle du cœur du réacteur qu’il faut évacuer en permanence pour éviter que celui ne monte en température et se dégrade.
Un accident de type « fusion du cœur » a généralement pour origine un défaut de refroidissement du cœur dont la puissance résiduelle ne peut plus être évacuée. C’est le cas lorsqu’une brèche s’ouvre sur le circuit primaire (APRP = Accident de Perte de Réfrigérant Primaire) : l’eau s’échappe de celui-ci et si les moyens d’injection d’eau ne compensent pas suffisamment cette perte, le niveau d’eau dans la cuve du réacteur baisse et n’est plus suffisant pour recouvrir les crayons combustibles. Le combustible n’étant plus refroidi, il s’échauffe et atteint de très hautes températures. Si la situation n’est pas corrigée en réinjectant de l’eau dans la cuve du réacteur, les crayons combustibles et les structures internes de cuve fondent et forment un magma de matériaux appelé corium. Les produits radioactifs les plus volatils du cœur du réacteur, tels que l’iode ou le césium, sont alors relâchés dans l’enceinte de confinement du réacteur.
Par ailleurs, l’eau chaude qui s’échappe par la brèche du circuit primaire dans l’enceinte de confinement se vaporise instantanément, entrainant une augmentation de la pression dans l’enceinte. Les enceintes de confinement sont des structures étanches, mais il existe toujours des fuites. Sous l’effet de la pression dans l’enceinte de confinement et de l’existence de ces fuites, une partie des produits radioactifs relâchée dans l’enceinte est rejetée dans l’environnement (par les inétanchéités de la troisième barrière de confinement). Pour ce type d’accident, on observe une phase de menace qui peut être de l’ordre de quelques dizaines de minutes à quelques heures, suivie d’une phase de rejet très longue.
Accident de rupture de tubes de générateur de vapeur (RTGV)
En cas de rupture de tube(s) de générateur de vapeur (RTGV), l’eau du circuit primaire, qui peut contenir des faibles quantités d’éléments radioactifs, se déverse alors dans le circuit secondaire (perte de la deuxième barrière de confinement). Cette fuite est due à la différence de pression entre le circuit primaire et le circuit secondaire et entraîne une augmentation de la pression dans le circuit secondaire.
Afin de ne pas endommager l’installation, des soupapes de décompression sur le circuit secondaire s’ouvrent pour limiter l’élévation de la pression et laissent échapper de la vapeur d’eau contaminée directement dans l’atmosphère. Il se produit alors un rejet de gaz radioactifs dans l’environnement. Les radionucléides pouvant être émis dans l'environnement sont des produits de fission et des produits de corrosion. Pour ces accidents, il n’y a pas de phase de menace mais la phase de rejet est limitée dans le temps (de quelques secondes à quelques heures au maximum).
Pour aller plus loin :