LA LETTRE NUCLEAIRE

N°8 – 15 juillet 2000

L’accident nucléaire de Tokaïmura au Japon le 30 septembre 1999

Le 30 septembre 1999 se produisit dans l’usine japonaise de fabrication de combustible de Tokaïmura l’accident nucléaire le plus grave depuis l’accident du 26 avril 1986 de Tchernobyl. Le bilan fut lourd : 2 morts et 1 blessé grave parmi les employés de l’usine. Comme à Tchernobyl, c’est l’erreur humaine qui fut mise en cause.

Cependant, il faut noter que cet accident ne concerne pas une centrale nucléaire mais une usine de fabrication de combustible.

En outre, il fut limité car il n’affecta que les employés se trouvant au voisinage immédiat du lieu de l’accident.

Finalement, il s’est agi d’un accident du travail dans une usine qui utilise des matières dangereuses, comparable à bien d’autres usines, du domaine de la chimie par exemple, qui utilisent également des matières dangereuses.

Il faut donc relativiser l’accident de Tokaïmura.

Voici les faits :

L’accident s’est produit dans l’atelier de fabrication du combustible destiné au réacteur expérimental à neutrons rapides de Joyo.

Avant de se retrouver sous la forme de poudre d’oxyde, utilisée dans la conception des éléments combustibles, l’uranium passe par différentes phases, à partir de la purification du minerai. Il est notamment stocké et transporté sous forme gazeuse d’hexafluorure d’uranium (UF6) et doit subir des transformations pour devenir l’oxyde qui sera compacté et fritté sous forme de pastilles.

Les usines manipulent de l’uranium de différents enrichissements selon la destination finale du combustible. Pour les réacteurs à eau légère (ex. les REP du parc français), les enrichissements en uranium 235 se situent entre 2 et 4 %, alors que les réacteurs à neutrons rapides et les réacteurs expérimentaux utilisent des enrichissements beaucoup plus élevés qui peuvent atteindre 90 %. Le réacteur de Joyo utilise un uranium enrichi à 18,8 %.

La majorité des ateliers de transformation de l’uranium, dont la France, utilisent un procédé par voie sèche, qui consiste à transformer directement l’UF6 gazeux en poudre d’oxyde d’uranium dans un four à haute température.

L’usine de Tokaïmura , quant à elle, a choisi le procédé par voie humide :

L’hexafluorure d’uranium est transformé en présence d’eau , puis d’ammoniaque, avant d’être calciné dans un four pour obtenir la poudre d’oxyde d’uranium.

La procédure de conversion débute par les trois étapes successives suivantes :

• Dissolution des poudres d’uranium dans l’acide nitrique à l’intérieur d’un petit réservoir appelé dissolveur.
• Contrôle de la masse d’uranium dans une cuve intermédiaire. Cette étape est indispensable pour s’assurer que l’uranium n’atteint pas la masse critique à partir de laquelle la réaction en chaîne se déclenche et peut provoquer un accident de criticité.
• Précipitation et décantation dans une cuve de grande dimension. Cette cuve comporte une double paroi à l’intérieur de laquelle circule de l’eau de refroidissement.

A Tokaïmura, les opérateurs transgressèrent cette procédure, simple mais indispensable au respect des règles élémentaires de sécurité.

Aussi incroyable que cela puisse paraître, ils procédèrent directement à la dissolution de l’uranium dans la cuve de précipitation/décantation, à partir de simples seaux de 10 litres !

La veille de l’accident, 9,2 kg d’uranium avaient déjà été versés par charges unitaires de 2,3 kg et le jour de l’accident, trois nouvelles charges furent ajoutées.

Au total 16,1 kg d’uranium enrichi à 18,8 % furent introduits dans la cuve de précipitation/décantation alors que la masse autorisée par les procédures, étant donné l’enrichissement et la présence d’eau, était limitée à 2 kg et que la masse critique n’était que de 5,5 kg dans ces mêmes conditions.

En d’autres terme, les employés introduisirent par erreur (ou inconscience, ou ignorance) 3 fois la masse critique dans la cuve, d’où l’accident de criticité inéluctable.

A 10h35 heure locale, la réaction en chaîne démarra, dégageant d’intenses rayonnements gamma et des neutrons. La puissance dégagée atteint un pic puis décrut rapidement à un niveau plus faible qui se maintint pendant plusieurs heures. Etant donné les conditions de l’accident, il fallut intervenir pour stopper la réaction. 14 heures après le début de l’accident, les premières opérations purent commencer. L’eau du circuit de refroidissement de la cuve de précipitation, qui favorisait la réaction en chaîne (en ralentissant et en réfléchissant les neutrons responsables de la fission des noyaux d’uranium 235), fut d’abord vidangée. Vers 6 heures du matin, les mesures montrèrent que cette opération était suffisante pour arrêter la réaction en chaîne. Cependant, pour éloigner tout risque de redémarrage, du bore (poison neutronique qui capture les neutrons et les empêche ainsi de provoquer des fissions) fut introduit dans la cuve. A 8 heures, l’accident était définitivement terminé.

Au bilan, les 3 opérateurs qui travaillaient dans l’atelier de conversion furent évacués environ 15 mn après le début de l’accident.

Les doses reçues furent respectivement de 9 grays, 5 grays et 1,2 grays.

Rappelons (voir lettre nucléaire n° 6) que la dose létale, c’est-à-dire la dose provoquant 50 % de morts dans 2 mois qui suivent l’exposition, sans thérapeutique adaptée, est de 5 grays.

La victime la plus touchée tenait l’entonnoir qui avait été utilisé, de façon incroyablement artisanale au mépris des procédures existantes, à déverser l’uranium dissous dans la cuve.

A 9 grays, la moelle osseuse est en grande partie détruite, ce qui effondre l’hématopoïèse, c’est-à-dire la « fabrication » des cellules sanguines.

Pour restaurer cette fonction, les spécialistes japonais utilisèrent les plus récentes techniques de greffe, en injectant des facteurs de croissance cellulaire à un donneur compatible (la sœur de la victime en l’occurrence).

L’un des effets de ces produits est de faire passer dans le sang les cellules immatures de la moelle. Cette opération limite les risques et permet, en cas de succès, d’accélérer la reprise de l’hématopoïèse lorsque ces cellules immatures sont injectées au receveur par greffe de sang, comme cela fut effectivement réalisé sur la victime.

Du fait des soins prodigués, cette dernière survécut jusqu’au 21 décembre 1999, soit près de 3 mois après l’accident. Personne n’avait jamais auparavant survécu aussi longtemps à une telle dose.

La 2ème victime, se trouvait sur une plate-forme, occupée à verser la matière fissile dans la cuve. Malgré une greffe de sang de cordon ombilical, la probabilité de survie de cet opérateur était faible étant donné la dose reçue (dose létale) et ce dernier succomba fin avril 2000 des suites de complications de ses nombreuses brûlures.

La 3ème victime, qui se trouvait dans une pièce attenante, reçut la dose la plus faible (1,2 grays). Elle est encore vivante à ce jour. Cependant, la dose-seuil de passage des effets stochastiques aux effets déterministes (1 gray) étant dépassée (voir lettre nucléaire n° 6), cet employé risque, à plus long terme, des complications de type cancer ou leucémie. Il lui fut injecté des facteurs de croissance cellulaire, dans le but d’activer la production de cellules sanguines. En outre, les médecins japonais congelèrent des cellules de sa moelle pour effectuer une autogreffe en cas de leucémie.

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Pour en savoir plus, lire l'ouvrage " l'Atome Ecologique " de Bernard Wiesenfeld. 1998, Editions EDP Sciences ( customers@edpsciences.com ).

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