LA LETTRE NUCLEAIRE

Lettre nucléaire n° 13

Le plutonium

Tout et son contraire ont été dits sur le plutonium, le faisant apparaître tantôt comme le poison le plus redoutable, tantôt comme une matière première providentielle.

Ces quelques lignes ont pour ambition de présenter cet élément chimique, avec ses défauts et ses qualités, de la façon la plus objective possible.

Le plutonium 239 n’existe plus naturellement car, sa période étant de 24 000 ans seulement, il s’est désintégré rapidement, à l’échelle de l’univers, après avoir été créé en même temps que la terre il y a 5 milliards d’années.

En revanche, il a été obtenu artificiellement pour la première fois en laboratoire par l’équipe du prix Nobel de physique Glenn T. Seaborg à l’Université de Berkeley en 1940.

Il a ensuite très vite été utilisé dans le domaine militaire, pour la confection de certaines bombes atomiques à fission (Bombe A). Tel fut le cas de la bombe atomique que les américains firent exploser à Nagasaki en 1945, qui entraîna la capitulation sans condition du Japon et mit fin promptement à la 2ème guerre mondiale.

Côté civil, le plutonium est fabriqué en quantité pendant le fonctionnement d’ un réacteur nucléaire à eau, par bombardement de l’uranium 238 par les neutrons responsables de la réaction de fission en chaîne.

Contrairement à l’uranium 235, l’uranium 238 n’est pas fissile car il ne fissionne pas (ou encore ne se casse pas) sous l’effet du bombardement de neutrons lents.

En revanche, il est fertile car il génère en réacteur le plutonium 239 qui, lui, est fissile.

Dans un réacteur à eau sous pression (REP) utilisant un uranium faiblement enrichi (environ 3,5 %), le plutonium est responsable du 1/3 de la puissance fournie, ce qui est considérable.

Dans un surgénérateur de type Superphénix (RNR), il est le principal contributeur à la puissance fournie.

Avant d’aborder la radioactivité du plutonium et ses dangers pour l’être humain, arrêtons-nous un instant sur les 2 aspects militaire et civil abordés ci-dessus.

Le plutonium, tout comme l’uranium, est utilisé, nous venons de le voir, dans la fabrication de la bombe atomique.

La décision du président Truman de bombarder Hiroshima, puis Nagasaki peut être controversée. Elle intervint en effet alors que la victoire des alliers était acquise.

Cependant, elle fit l’économie de l’invasion du Japon par les troupes américaines et par conséquent elle évita des affrontements dont les pertes humaines auraient été nettement supérieures à celles subies à Hiroshima et Nagasaki réunies (200.000 morts environ).

De façon plus générale, l’arsenal nucléaire s’inscrit, pour les pays détenteurs de l’arme atomique dont la France, dans le principe de dissuasion militaire qui consiste à dissuader l’ennemi potentiel d’attaquer sous peine de déclencher une riposte beaucoup plus destructrice que l’attaque initiale.

Cette logique de paix par la terreur est probablement responsable de l’absence de conflits mondiaux depuis plus de 60 ans, événement unique dans l’histoire de l’humanité.

A l’issue de la guerre froide, cette logique s’est poursuivie, notamment, par la décision bilatérale russo-américaine d’éliminer le surplus de plutonium issu de leurs armements nucléaires respectifs qui devraient, dans les cadre des accords START ( STrategic Armament Reduction Talks), être progressivement réduits. Rappelons que l’objectif actuel est de réduire le nombre de têtes nucléaires stratégiques de part et d’autre à 3500 d’ici à 2003, conformément à l’accord START 2 signé en 1993 mais non encore ratifié par la DOUMA, chambre basse du parlement de la Fédération de Russie.

En ce qui concerne l’utilisation civile, le plutonium est une matière première précieuse.

Nous savons que les principales matières premières pour la production d’énergie sont les énergies fossiles (charbon, gaz, pétrole), l’énergie nucléaire (uranium, plutonium) et les énergies renouvelables (hydraulique, solaire, éolien, géothermie, biomasse).

Nous savons en outre que les réserves non renouvelables s’épuiseront à court terme étant donné le développement économique et l’expansion démographique au plan mondial (50 ans pour le gaz et le pétrole, 100 ans pour l’uranium, 200 ans pour le charbon) et que la portée des énergies renouvelables est limitée (sites saturés comme en France pour l’hydraulique, rareté des sites pour la géothermie, forte dilution et par conséquent faibles puissances réelles pour le solaire et l’éolien, faible rendement pour la biomasse).

En conséquence, la seule solution connue à ce jour face au risque imminent de pénurie d’énergie est le recours , d’ici 30 à 50 ans, à la production de plutonium dans les surgénérateurs.

Le plutonium apparaît donc comme une matière première vitale qui évitera la pénurie d’énergie dans une période de transition qui pourrait durer plusieurs centaines d’années, avant l’avènement de systèmes énergétiques utilisant la fusion nucléaire, ou tous autres systèmes dont nous n’avons pas encore idée aujourd’hui.

Rappelons enfin que le plutonium renferme une énergie fabuleuse puisqu’un seul gramme de plutonium équivaut énergétiquement à une tonne de pétrole !

Malheureusement, le plutonium n’a pas que des qualités. C’est en effet un élément qui peut être toxique pour l’homme, du fait de ses caractéristiques chimiques intrinsèques (on parle de toxicité chimique) ou du fait de sa radioactivité (on parle de radio-toxicité).

En ce qui concerne la toxicité chimique, qui est liée à la structure électronique de l’atome, on est en présence d’un phénomène assez courant dans les métaux où leurs dérivés (exemple : le saturnisme pour le plomb).

Sa radio-toxicité, quant à elle, provient de la capacité du plutonium à se fixer durablement, lorsqu’il est inhalé ou ingéré, dans des organes critiques comme les os, le poumon ou le foie. Il constitue alors une source interne de rayonnement alpha, qui est très ionisant donc susceptible de provoquer des lésions graves dans les cellules de la matière organique.

Cependant, il ne faut pas diaboliser cet élément dont les avantages compensent largement les inconvénients.

Pour fixer les idées, rapportons une anecdote qui est à cet égard symptomatique.

Durant le déroulement du projet Manhattan à Los Alamos (US, Nouveau-Mexique) en 1944 et 1945 (projet de réalisation de la 1ère bombe atomique à fission (A) aux Etats-Unis, décidé par le Président Roosevelt pour lutter contre la menace hitlérienne), 26 personnes absorbèrent accidentellement des quantités non négligeables de plutonium (quantités considérées en théorie comme létales).

40 ans plus tard, seulement 4 personnes étaient mortes, dont 1 seule par cancer.

Etant donné l’âge de ces personnes, le nombre attendu de morts par cancer chez ces mêmes personnes en l’absence de toute contamination aurait été de 2 ou 3.

Il est clair qu’il s’agit là d’un échantillon de population très petit et donc non représentatif. Cependant, si le plutonium avait été un poison aussi terrible que d’aucuns le prétendent, il y aurait eu beaucoup plus de victimes chez les personnes contaminées au plutonium de Los Alamos.

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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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