LA LETTRE NUCLEAIRE

N°2 - 15 avril 2000

L’accident de Tchernobyl.

1- Les circonstances de l’accident.

La centrale de Tchernobyl se trouve à la limite Nord de l’Ukraine, à une centaine de kilomètres au Nord de Kiev, à côté d’une ville nouvelle relativement importante, Pripyat, où habitent la plupart des employés de la centrale et leurs familles.

Le site compte 4 tranches de 1000 MWe (mégawatts électriques), soit 3200 MWth (mégawatts thermiques) de la filière RBMK (voir Lexique) de conception russe très différente de celle nos réacteurs à eau légère pressurisée (REP).

C’est en effet un réacteur à neutrons thermiques modéré au graphite, chargé d’assemblages combustibles comportant des crayons à base d’oxyde d’uranium enrichi à 2 % en masse d’uranium 235, gainés en alliage zirconium-niobium et refroidis par de l’eau légère bouillante, circulant de bas en haut dans des tubes de forces en alliage de zirconium-niobium.

L’empilement de graphite est entouré d’un réflecteur de 11,8 m de diamètre et de 7 m de haut. Environ 1700 tubes de force le traversent verticalement. L’ensemble repose sur une structure mécano-soudée contenue dans une cavité en béton de 21,60 m de côté et de 25,50 m de haut.

Le RBMK, selon ses concepteurs russes, possède des avantages :

- absence de cuve sous pression,

- absence de générateur de vapeur,

- renouvellement des éléments combustibles du réacteur en fonctionnement

- possibilité de réguler le débit de refroidissement canal par canal et de contrôler chacun d’eux tant du point de vue thermique que du point de vue de l’intégrité des crayons combustibles.

En réalité, ce type de réacteur comporte surtout des inconvénients qui sont rédhibitoires du point de vue de la sûreté:

- forte accumulation d’énergie thermique dans les structures du cœur du réacteur (structures métalliques, graphite, …),

- instabilité du réacteur à faible puissance

- absence d’une troisième barrière de confinement des matières radioactives (il existe 3 barrières dans le REP et 4 barrières dans le REP de type Superphénix).

La tranche 4 de la centrale de Tchernobyl était en service depuis décembre 1993.

Le 25 avril 1986, un arrêt du réacteur était programmé pour effectuer des opérations d’entretien. Il était notamment prévu, au cours de cet arrêt, de réaliser un essai particulier, juste avant l’arrêt de la tranche, qui consistait à vérifier la possibilité d’alimenter le circuit de refroidissement de secours du réacteur par l’un des groupes turbo-alternateurs, en cas de perte du réseau électrique, avant la reprise par les groupes électrogènes de secours, en jouant sur l’inertie de la turbine.

Des essais de ce genre avaient déjà été effectués mais des difficultés électriques les avaient perturbés. Un nouveau système de régulation avait alors été installé.

Le 26 avril 1986, le réacteur ne fonctionne pas de façon stable (puissance inférieure à 700 MWth et moins de 30 barres de commande insérées dans le cœur) mais les opérateurs décident néanmoins de démarrer l’essai prévu au planning. Il y a donc transgression des consignes de sécurité.

C’est alors l’accident inévitable : les pompes primaires alimentées par le groupe turboalternateur ralentissent, le débit dans le cœur diminue et la température augmente. Le coefficient de température du RBMK étant positif à faible puissance, l’augmentation de température s’accélère jusqu’à la rupture de gaines du combustible et de tubes de force.

C’est l’accident de réactivité, qui voit la puissance du cœur centupler en l’espace de quatre secondes.

Une partie de la vapeur d’eau, puis de l’hydrogène, lorsque la réaction zirconium-eau est amorcée, s’échappent dans l’empilement de graphite qui délimite le cœur du réacteur. L’enveloppe étanche du cœur se rompt sous l’excès de pression, et l’hydrogène et la vapeur d’eau s’échappent à l’intérieur des locaux, l’hydrogène plus léger se retrouvant dans les parties hautes, notamment sous la dalle de chargement et dans les locaux des séparateurs.

Toutes les conditions sont alors réunies pour provoquer une première explosion de vapeur qui soulève la dalle de mille tonnes recouvrant le cœur du réacteur et endommage une partie du circuit de refroidissement.

Deux à trois secondes plus tard, une seconde explosion provoque un incendie par combustion des blocs de graphite ainsi que la destruction de l’enceinte du bâtiment réacteur par où s’échappe un panache radioactif.

Le cœur n’est alors plus refroidissable et la situation devient incontrôlable : perte totale de l’alimentation électrique, fusion du cœur, perte du confinement.

Les radionucléides volatiles propulsés dans l’atmosphère, principalement l’iode 131 et le césium 137, constituent un nuage radioactif entraîné par les vents à travers l’Europe.

Par contre l’essentiel du combustible, composé d’éléments non volatils, reste dans le réacteur ou dans son proche voisinage.

Bernard Wiesenfeld

bwiesenfeld@compuserve.com

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