Accident nucléaire de Tokaimura

accidents nucléaires japonais

Il y eut deux accidents nucléaires de Tokaimura à la centrale nucléaire de Tōkai au Japon :

  1. le , une explosion dans une usine de traitement du combustible nucléaire usé de la Dōnen.
  2. le , un sérieux accident de criticité dans une usine de fabrication du combustible de JCO (en).
Accident nucléaire de Tokaimura
東海村JCO臨界事故
Tōkai-mura JCO-rinkai-jiko
Centrale nucléaire de Tōkai.
Centrale nucléaire de Tōkai.

Type Accident nucléaire de niveau 4
Pays Drapeau du Japon Japon
Localisation Tōkai, Préfecture d'Ibaraki
Coordonnées 36° 28′ 47″ nord, 140° 33′ 13″ est
Date et

Carte

Lorsque l'année n'est pas spécifiée, dans la plupart des cas, l'incident de 1999 est celui auquel on se réfère.

En 1997

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Le premier accident nucléaire de Tokaimura se déroule le , dans une usine de retraitement nucléaire de la Dōnen. Un autre de ses noms est l'accident Dōnen (動燃事故, Dōnen jiko?).

Dans la nuit du mardi , une petite explosion se produit dans une usine de retraitement nucléaire de la Dōnen. Les fenêtres sont brisées et de la fumée s'échappe dans l'atmosphère[1]. Le jeudi, des travailleurs réparent trente fenêtres brisées et trois portes avec du ruban adhésif. Elles avaient été endommagées lors de l'explosion. Au moins 37 travailleurs sont exposés à des niveaux élevés de rayonnement pendant l'incident[2].

Une semaine après l'événement, des météorologues détectent des niveaux exceptionnellement élevés[Combien ?] de césium à 25 km au sud-ouest de la centrale[3].

En 1999

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Le deuxième et plus grave accident nucléaire de Tokaimura (東海村JCO臨界事故 (Tōkai-mura JCO-rinkai-jiko)) désigne l'accident nucléaire qui s'est déroulé le [4],[5],[6], provoquant deux morts[7]. C'est le pire accident nucléaire au rayonnement au Japon avant l'accident nucléaire de Fukushima de 2011.

L'accident de criticité se passe dans un établissement de fabrication de combustible à l'uranium exploité par JCO (en) (anciennement Japan Nuclear Fuel Conversion Co.), une filiale de Sumitomo Metal Mining Co. dans le village de Tōkai dans la préfecture d'Ibaraki[8].

L'accident se produit car trois travailleurs, Hisashi Ouchi, Masato Shinohara et Yutaka Yokokawa[9], préparaient un petit lot de combustible pour le réacteur à neutrons rapide expérimental Jōyō, utilisant de l'uranium enrichi à 18,8 % avec le radionucléide fissile U-235 (le reste étant de l'U-238 fertile seulement). C'est le premier lot de combustible de JCO pour ce réacteur en trois ans, et aucune exigence de qualification et de formation appropriée ne semble avoir été établie pour préparer ces travailleurs à cette tâche. Vers 10 h 35, un réservoir de précipitation atteint une masse critique quand son niveau de remplissage, contenant environ 16 kg d'uranium, atteint environ 40 litres[8].

Détails

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La masse critique est atteinte lorsque les techniciens ont ajouté un septième godet d'une solution aqueuse de nitrate d'uranyle dans le réservoir. La réaction en chaîne de la fission nucléaire devient alors autonome et commence à émettre des rayons gamma intenses et une rayonnement neutronique. Au moment de l'accident de criticité, Ouchi était proche du réservoir tandis que Shinohara se tenait sur une plate-forme pour y verser la solution, et que Yokokawa était assis à un bureau à quatre mètres. Les trois techniciens observent un flash bleu (peut-être dû à l'effet Vavilov-Tcherenkov) et l'alarme de radiation gamma se met à sonner[7].

Les techniciens Ouchi et Shinohara éprouvent immédiatement des douleurs, des nausées, de la difficulté à respirer et d'autres symptômes. Ouchi commence à vomir dans la salle de décontamination quelques minutes plus tard et perd connaissance peu de temps après[10]. Il n'y a pas eu d'explosion, mais des produits de fission (des fragments de fission de l'U-235 avec des masses atomiques d'environ 95 et 137, comme l'yttrium-94 et le baryum-140) sont progressivement libérés à l'intérieur du bâtiment.

Le processus en cours était un processus humide, avec un résultat liquide prévu. L'eau présente a donc favorisé la réaction en chaîne en servant de modérateur à neutrons par lequel les neutrons émis par les noyaux fissionnés sont ralentis, de sorte qu'ils sont plus facilement absorbés par les noyaux voisins, ce qui leur permet d'induire une fission à leur tour. La criticité s'est maintenue par intermittence pendant environ vingt heures. Lorsque la solution se met à bouillir vigoureusement, les bulles de vapeur atténuent l'action de l'eau liquide en tant que modérateur de neutrons (voir coefficient modérateur) et la solution perd sa criticité. Cependant, la réaction reprend lorsque la solution refroidit et que les vides disparaissent.

Le lendemain matin, les travailleurs arrêtent définitivement la réaction en drainant l'eau d'une gaine de refroidissement entourant le réservoir de précipitation puisque cette eau servait de réflecteur de neutrons. Une solution d'acide borique (le bore étant un bon absorbeur de neutrons) est ensuite ajoutée au réservoir pour s'assurer que le contenu restait sous-critique. Ces opérations ont exposé 27 travailleurs à la radioactivité[8].

Origine

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La cause de l'accident est que les travailleurs ont ajouté une solution de nitrate d'uranyle qui contenait environ 16 kg d'uranium dans le réservoir de précipitation. Cela dépassait considérablement la limite d'uranium du réservoir de 2,4 kg et provoqua une réaction en chaîne nucléaire instantanée et incontrôlée. Dans les procédures correctes, le nitrate d'uranyle aurait été stocké dans un réservoir tampon et ensuite pompé à partir de là dans le réservoir de précipitation à des intervalles du niveau de volume correct ne dépassant pas 2,4 kg.

Dans ce cas-ci, les travailleurs ont contourné complètement les réservoirs tampons et ont versé le nitrate d'uranyle directement dans le réservoir de précipitation avec un godet en acier inoxydable plutôt que d'utiliser une pompe. Le réservoir tampon aurait effectivement tenu cette solution en toute sécurité, car il avait une géométrie haute et étroite et était conçu pour éviter la criticité. Cependant, le réservoir de précipitations n'avait pas été conçu pour contenir ce type de solution et n'était pas configuré pour empêcher la criticité[9].

Évacuation

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Cinq heures après le début de la criticité, une évacuation commence de quelque 161 personnes provenant de 39 foyers dans un rayon de 350 mètres autour du bâtiment. Les résidents sont autorisés à rentrer chez eux deux jours plus tard avec des sacs de sable et d'autres protections pour se protéger contre les rayonnements gamma résiduels. Douze heures après le début de l'incident, les résidents vivant dans un rayon de moins de 10 km sont invités à rester à l'intérieur de chez eux comme mesure de précaution, et cette restriction est levée l'après-midi suivant[8].

Conséquences

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La cause de l'accident est considérée comme une « erreur humaine et des manquements graves aux principes de sécurité » selon l'agence internationale de l'énergie atomique[8].

Irradiations

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Des dizaines de travailleurs nucléaires et de résidents proches sont hospitalisés et des centaines de milliers d'autres sont obligés de rester à l'intérieur de chez eux pendant 24 heures. 39 des travailleurs sont exposés à la radiation[11]. Au moins 667 travailleurs, intervenants d'urgence et résidents proches sont exposés à des rayonnements excessifs à la suite de l'accident[7].

En mesurant la concentration de sodium 24, créé par une activation neutronique par laquelle les noyaux de sodium 23 sont rendus radioactifs en absorbant les neutrons de l'accident, il est possible de déduire la dose reçue par les techniciens. Selon la STA, Hisashi Ouchi a été exposé à 17 sieverts (Sv) de radiation, Masato Shinohara a reçu 10 Sv, et Yutaka Yokokawa 3 Sv[7],[9]. En comparaison, une dose de 50 mSv est la dose annuelle maximale admissible pour les travailleurs nucléaires japonais[8]. Une dose de 8 Sv (800 rem) est normalement mortelle et plus de 10 Sv presque obligatoirement[9]. Le rayonnement de fond normal s'élève à une exposition annuelle d'environ 3 mSv[7]. Il y avait 56 travailleurs de l'usine dont les expositions variaient jusqu'à 23 mSv et 21 travailleurs supplémentaires ont reçu des doses élevées lors de la vidange du réservoir de précipitations. Sept travailleurs situés immédiatement à l'extérieur de l'usine ont reçu des doses estimées à 6-15 mSv (effets combinés neutron et gamma)[8].

Décès

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Les deux techniciens ayant reçu les doses plus élevées, Ouchi et Shinohara, sont morts quelques mois plus tard. Ouchi a souffert de graves brûlures partout sur le corps, a subi de graves dommages aux organes internes et a perdu presque tous ses globules blancs[7]. Shinohara a reçu de nombreuses greffes de peau, qui ont réussi, mais il a finalement succombé à une infection en raison des dommages subis par son système immunitaire lors de l'accident.

Notes et références

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  1. (en) « Fires damage Japanese nuclear facility, Tokaimura (1997) », sur Newspapers.com, The San Bernardino County Sun, (consulté le )
  2. (en) « Japan acknowledges delays in dealing with accident at nuclear power plant, Tokaimura (1997) », sur Newspapers.com, Hazleton (Pennsylvanie), Standard-Speaker, (consulté le )
  3. (en) « Greater radiation leak hinted - Tokaimura nuclear accident, Japan (1997) », sur Newspapers.com, Annapolis, The Capital, (consulté le )
  4. (en) « Timeline: Nuclear plant accidents », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  5. (en) Charles Scanlon, « Tokaimura: One year on », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  6. (en) « Nuclear accident shakes Japan », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  7. a b c d e et f Memorial University of Newfoundland: (en)“The Tokaimura Accident (28 September 1999)”
  8. a b c d e f et g (en)Tokaimura Criticality Accident
  9. a b c et d (en) Michael E. Ryan, « The Tokaimura Accident: Nuclear Energy and Reactor Safety », Department of Chemical Engineering, University at Buffalo, SUNY.
  10. (en)International Atomic Energy Agency, Report on the preliminary fact finding mission following the accident at the nuclear fuel processing facility in Tokaimura, Japan (Rapport de l'enquête préliminaire ouverte sur l'accident survenu dans l'usine de traitement de combustible nucléaire à Tokaimura au Japon), 1999.
  11. (en)In The Wake of Tokaimura, Japan Rethinks its Nuclear Picture « Copie archivée » (version du sur Internet Archive).

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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