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En Russie, 10 réacteurs nucléaires de type Tchernobyl fonctionnent toujours. Sont-ils en sécurité?

Dans la dernière série de la série "Tchernobyl"Des scientifiques de la télévision HBO Des scientifiques russes ont découvert la vérité sur la cause de l’explosion du réacteur de la 4e unité de production de la centrale nucléaire de Tchernobyl, qui a ensuite «pollinisé» du césium radioactif dans 17 pays européens d’une superficie totale de 207 500 km 2. La catastrophe de la centrale nucléaire de Tchernobyl a révélé des lacunes fondamentales dans le réacteur RBMK-1000. Malgré cela, 10 réacteurs de type RBMK-1000 fonctionnent toujours en Russie. Sont-ils en sécurité? Selon des experts occidentaux en physique nucléaire, qui ont partagé leurs opinions sur le portail Live Science, cette question reste ouverte.

Après un terrible accident dans la conception du travailLe RBMK-1000 a été modifié, mais toujours pas aussi sûr que la plupart des réacteurs conçus par Western. En outre, il n’existe aucune garantie ou obligation internationale susceptible d’empêcher la construction de nouvelles centrales nucléaires présentant des défauts de conception similaires.

"Il existe différents types de réacteurs,projets qui sont considérés par différents pays et qui diffèrent considérablement des réacteurs à eau légère standard de l’Ouest. Cependant, nombre d'entre eux présentent des défauts minimisés par leurs concepteurs », a déclaré Edwin Lyman, responsable du projet sur la sécurité nucléaire à l'Union des scientifiques intéressés.

«Et plus tout change, plus ça reste pareil», ajoute le scientifique.

Quelle est la particularité du réacteur de la 4ème centrale de la centrale nucléaire de Tchernobyl?

Le réacteur du premier groupe électrogène de ChNPP est similaire au quatrième avant l’accident.

Au centre de la catastrophe de Tchernobyl se trouvaittype de réacteur RBMK-1000. Les recteurs de conception similaire utilisés uniquement en URSS étaient très différents de la plupart des réacteurs à eau légère, qui constituent la norme pour la plupart des pays occidentaux.

Les réacteurs à eau légère sont constitués d’un grand navire.sous pression, qui contient une matière nucléaire (noyau ou noyau), qui est refroidie par une source d'eau en circulation. Dans la fission nucléaire, les atomes (dans ce cas, l'uranium) sont scindés, ce qui entraîne la production d'une quantité énorme de chaleur et de neutrons libres. Ces derniers ont touché d'autres atomes, provoquant leur désintégration, ce qui a entraîné la libération d'une quantité encore plus importante de chaleur et de neutrons. La chaleur convertit l'eau qui circule dans le réacteur en vapeur qui fait tourner des turbines produisant de l'électricité.

Dans les réacteurs à eau légère, l’eau est utilisée dansen tant que modérateur qui aide à contrôler la fission nucléaire en cours dans la zone active. L'eau ralentit le mouvement des neutrons libres afin qu'ils soient plus susceptibles de poursuivre la réaction de fission, augmentant ainsi son efficacité. À mesure que le réacteur se réchauffe, plus d'eau se transforme en vapeur et moins devient disponible pour ce rôle de modérateur. En conséquence, la fission nucléaire ralentit. Ce principe de rétroaction négative est un aspect clé de la sécurité qui empêche les réacteurs de ce type de surchauffer.

Les réacteurs RBMK-1000 sont différents. Ils ont été créés spécifiquement pour travailler sur du carburant moins enrichi. Les réacteurs de ce type utilisent également de l'eau comme agent de refroidissement, mais les blocs de graphite sont utilisés comme modérateur. En raison de cette séparation des rôles de réfrigérant et de modérateur, le principe de rétroaction négative «plus de vapeur moins de réactivité» ne fonctionnait pas dans RBMK. Au lieu de cela, les réacteurs de type RBMK ont utilisé le principe du coefficient de réactivité vide.

Une partie du liquide de refroidissement dans le réacteur peut s'évaporerformation de bulles de vapeur (vides dans le liquide de refroidissement). Une augmentation de la teneur en vapeur peut entraîner à la fois une augmentation de la réactivité (coefficient de vapeur positif) et une diminution de la réactivité (coefficient de vapeur négatif), en fonction des caractéristiques physiques des neutrons. Avec un coefficient de neutron positif, la tâche de passer à un modérateur en graphite est facilitée, explique le physicien nucléaire suédois, Lars-Erik de Geer.

Par conséquent, la racine du désastre grandit, dit DeGeer À mesure que la réactivité augmente, le réacteur se réchauffe, plus d'eau se transforme en vapeur, ce qui augmente encore la réactivité. Le processus continue encore et encore.

Quelle était la cause de la catastrophe à la centrale nucléaire de Tchernobyl?

Lorsque la centrale nucléaire de Tchernobyl était pleinement opérationnelle,Ce n'était pas un gros problème, dit Lyman. À des températures élevées, le combustible à base d’uranium, qui régit la fission nucléaire, absorbe plus de neutrons, ce qui le rend moins réactif. Mais lorsqu'ils fonctionnent à puissance réduite, les réacteurs de type RBMK-1000 deviennent très instables.

Le 26 avril 1986, à la gare, marchaitmaintenance préventive programmée. Et chacune de ces réparations pour un réacteur de type RBMK comprenait des tests de divers équipements, de routine et non standard, effectués selon des programmes distincts. Cet arrêt impliquait de tester le «mode de délestage du rotor du turbogénérateur» proposé par le concepteur général (Institute Hydroproject) en tant que système d'alimentation de secours supplémentaire.

«En fin de compte, c’est l’une des raisons de ce qui s’est passé», déclare De Geer.

Avant l’arrêt prévu, le réacteur fonctionnait à50 pour cent de puissance sur 9 heures. Au moment où les opérateurs de la station ont reçu l'autorisation de réduire davantage la puissance, des neutrons absorbant le xénon (empoisonnement au xénon) se sont accumulés dans le réacteur en raison de la scission de l'uranium, de sorte que le niveau de réactivité approprié n'a pas pu être maintenu à l'intérieur. Lorsque le noyau du recteur fonctionne à pleine puissance, le xénon est brûlé avant qu’il ne commence à créer des problèmes. Mais comme le recteur ne travaillait que pendant une demi-heure pendant 9 heures, le xénon ne s’éteignit pas. Avec la réduction progressive prévue, il y a eu une panne d'électricité à court terme presque à zéro. Le personnel de la station a décidé de rétablir la puissance du réacteur en extrayant les barres absorbantes du réacteur (composées de carbure de bore absorbant les neutrons), qui sont utilisées pour ralentir la réaction de fission. En outre, en raison de la réduction de la vitesse des pompes raccordées au générateur de «vidage», le problème d’un coefficient de réactivité de la vapeur positif exacerbé. En quelques secondes, la puissance du réacteur a considérablement augmenté, dépassant son niveau de 100 fois.

Après avoir compris le danger de la situation, le chef de quart du 4L'unité de puissance a demandé à l'ingénieur principal en contrôle de réacteur d'appuyer sur le bouton d'arrêt d'urgence du réacteur A3-5. Au signal de ce bouton, des barres de protection d'urgence devaient être insérées dans la zone active. Cependant, en raison des défauts de conception du réacteur, ces tiges ne pouvaient pas être complètement abaissées - la pression de vapeur dans le réacteur les maintenait à une hauteur de 2 mètres (la hauteur du réacteur était de 7 mètres). La puissance thermique a continué de croître rapidement, le réacteur a commencé à s’auto-accélérer. Deux explosions puissantes se sont produites, à la suite desquelles le réacteur de la 4ème unité de puissance a été complètement détruit. Les murs et les plafonds de la salle des machines ont également été détruits et des incendies ont éclaté. Les employés ont commencé à quitter leur emploi.

Les scientifiques discutent encore de ce qui pourrait servircause de chaque explosion. Selon certains avis, les deux explosions pourraient être de la vapeur d'eau et être provoquées par une forte augmentation de la pression dans le système de circulation. Selon une autre version, une explosion pourrait être de la vapeur. Et à la suite de la deuxième hydrogène a explosé lors de réactions chimiques à l'intérieur du réacteur en train de s'effondrer. Cependant, d'après De Geer, après l'explosion d'isotopes du xénon à Tcherepovets, à 370 km de Moscou, la première explosion était en fait un dégagement de gaz radioactif qui avait tiré plusieurs kilomètres dans l'atmosphère.

Qu'est-ce qui a changé dans les réacteurs RBMK après la catastrophe de Tchernobyl?

La catastrophe de Tchernobyl a été un coup dur pourL’Union soviétique, a déclaré Jonathan Coopersmith, historien des technologies de la Texas A & M University, qui se trouvait à Moscou en 1986. La société n'était pas immédiatement au courant de l'ampleur réelle de l'incident en raison de la lenteur des autorités et de la négligence sur le terrain.

Les médias soviétiques n'ont pas immédiatement annoncé une catastrophe. Les premières informations sur les conséquences de l'explosion sont apparues dans les médias suédois après l'apparition d'un nuage radioactif sur le pays. En l'absence d'informations fiables et de commentaires intelligibles des autorités, des publications étrangères ont commencé à diffuser des données non vérifiées basées sur des rumeurs. En réponse, les journaux soviétiques ont accusé "certains cercles" à l'étranger d'essayer d'escalader la situation.

Mikhaïl Gorbatchev n'a fait appel aux citoyens soviétiques que le 14 mai, près de trois semaines après le désastre.

«Cela a rendu la publicité réelle», déclare Coopersmith, ce qui signifie que cet événement a jeté les bases de la nouvelle politique de transparence en Union soviétique.

En outre, il a marqué le début d'une nouvelle èrecoopération internationale en matière de sécurité nucléaire. En août 1986, l’Agence internationale de l’énergie atomique a tenu une conférence à Vienne, au cours de laquelle des scientifiques soviétiques ont fait preuve d’une ouverture sans précédent à cette époque, fournissant des détails sur l’incident, a déclaré De Geer, qui assistait également à cette conférence.

"Il est toujours surprenant qu'ils nous aient dit tant de choses", déclare le scientifique suédois.

Après un terrible accident dans la conception du travailDes modifications ont été apportées au RBMK-1000: davantage de combustible enrichi a été utilisé, le nombre de barres de contrôle a été augmenté, des inhibiteurs supplémentaires ont été introduits pour éviter une perte de contrôle du réacteur à faibles capacités.

Les trois réacteurs restants de la centrale nucléaire de Tchernobylétaient en activité jusqu'en 2000. Le 15 décembre 2000, le réacteur de la dernière et troisième unité de production a été arrêté de façon permanente. En Lituanie, il restait également deux RBMK, qui ont ensuite été fermés à la demande après l'adhésion du pays à l'Union européenne. À ce jour, quatre des RBMK en activité se trouvent à Koursk, trois à Smolensk et trois autres à Saint-Pétersbourg (la quatrième a été fermée en décembre 2018).

«Ces réacteurs ne sont pas aussi performants que les réacteurs européens, même s'ils sont devenus moins dangereux», note De Geer.

"Il y a des propriétés fondamentales de la conceptionRBMK-1000, qui ne peut pas être corrigé. Il n’est guère possible d’augmenter la sûreté de la RBMK dans son ensemble au niveau escompté d’un réacteur similaire à celui de type occidental », ajoute Edwin Lyman.

De plus, De Geer note que cesles réacteurs ne prévoient pas la présence de systèmes de protection à confinement complet disponibles pour les réacteurs de type occidental. Ces systèmes sont des écrans de protection en plomb et en acier et sont conçus pour empêcher les gaz radioactifs ou les vapeurs d'émettre dans l'atmosphère en cas d'accident.

Des contrôles plus stricts sont nécessaires

Malgré les conséquences potentielles d'un accident nucléairePour l'ensemble de la communauté mondiale, il n'y a toujours pas d'accords internationaux énonçant clairement ce que l'on peut considérer comme une centrale nucléaire «sûre», a déclaré Lyman.

Il note que la Convention sur la sûreté nucléaireLes pays doivent faire preuve de la plus grande transparence quant aux mesures prises pour assurer la sûreté des centrales nucléaires et permettre l’évaluation de ces systèmes par des experts, mais il n’existe pas de mécanismes d’application de la loi ni de sanctions pour se conformer à ces exigences. Les différents pays ont leurs propres organes de réglementation indépendants, mais leur indépendance est limitée par le nombre de personnes fournies par les autorités locales, a déclaré Lyman.

«Comment pouvons-nous espérer le fonctionnement compétent d'un organisme de réglementation indépendant dans les pays caractérisés par une corruption développée et un manque de bonne gouvernance?», A demandé Lyman.

En dépit du fait qu’à part l’URSS, personne d’autreréacteurs de type RBMK-1000 construits, dans certains pays, de nouvelles conceptions de réacteurs ont été proposées, dans lesquelles ils ont également un coefficient de réactivité nul. Par exemple, ce principe est utilisé dans les réacteurs surgénérateurs à neutrons rapides (RRBN), dans lesquels une plus grande quantité de matière fissile est produite lorsque la puissance augmente. De tels réacteurs sont construits, par exemple, en Chine, en Russie, en Inde et au Japon. Bien que dans ce dernier cas, le réacteur ne fonctionne pas et il est prévu de le mettre complètement hors service. L'Inde a 10 ans de retard sur son calendrier de mise en service. Au Canada, certains réacteurs utilisent l’effet d’un faible coefficient de vide positif.

"Les concepteurs soutiennent que si vous tenez compte de toutattention, alors en général de tels réacteurs sont sûrs, donc cela n’a pas vraiment d’importance. Mais ces concepteurs surestiment trop leurs systèmes », explique Lyman.

«Une telle réflexion a finalement conduit l'URSS à des problèmes. Et nous pouvons également avoir des problèmes si nous traitons avec négligence ce que nous ne savons pas ou ne comprenons pas. "

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